Как сделать фокус из сухого льда: забава для детей и не только. Опыты с сухим льдом: красота и холод Изучение реакции сухого льда и воды

Середина зимы – самое время для проведения опытов со льдом. И даже если погода за окном не радует наличием снега или мороза, как это бывает в некоторых местах, ледяные забавы внесут разнообразие в вашу жизнь и помогут проникнуться зимним настроением, ведь для их организации достаточно морозильной камеры обычного холодильника.

Сегодня мы будем не только замораживать воду и , а покажем ребенку как влияют на лед разные вещества, все ли жидкости можно заморозить, как влияет холод на различные и, конечно же, не забудем про творчество.

Начнем с тех опытов, которые впечатлили дочку больше всего.

Цветные тоннели в ледяной глыбе

Нам понадобится достаточно большой кусок льда (я заморозила, полную миску воды), а также соль, пипетка и жидкая краска (мы использовали пищевые красители желтого, зеленого и синего цветов).

Чтобы было легче извлечь замороженный лёд – облейте миску снаружи горячей водой. Теперь выкладываем лед на поднос или в большую миску. Даём ребенку соль и просим его посолить лед.

Начинается самое интересное – вы услышите, как лёд трескается и увидите появляющиеся мелкие разломы внутри ледяной глыбы. Еще через какое-то время соль начнет проедать более крупные ходы по этим разломам.

Для наглядности используйте краску – капайте её на поверхность льда и она будет проникать во все мелкие трещинки и тоннели. Этот эксперимент можно продолжать достаточно долго, пока соль не разъест весь кусок льда. Вы получите потрясающее зрелище и массу впечатлений. А кроме того успеете поговорить о том, почему соль разъедает лед.

Обратите внимание ребенка на то, что лед начал таять как только вы достали его из морозильной камеры, т.к. в комнате тепло. Когда посыпали солью – соль начала растворяться в воде на поверхности льда и получилась соленая вода, которая превращается в лед только при очень низких температурах. Например, 10% раствор соли замерзает при температуре -13 градусов. Вот этот соленый раствор и начал быстро плавить лед. А разломы и треск появились из-за сильного перепада температур между льдом и солевым раствором.

Иней на бутылке

Продолжая разговор о свойствах смеси из соли и льда создайте вместе с ребенком иней на вашей кухне. Для этого в непрозрачной ёмкости смешайте соль со снегом или с дробленым льдом (мы использовали кусочки, которые намерзли на внутренних стенках морозильной камеры) и оставьте на блюдце с небольшим количеством воды.

Через некоторое время на поверхности банки появится густой слой инея, а вода на блюдце превратится в лед. И все это в теплом помещении.

Если вы загляните внутрь бутылки, то увидите, что снег растаял. При этом температура жидкости очень низкая, меньше 0. Из-за этого на наружную поверхность бутылки оседает водяной пар, находящийся в окружающем воздухе (конденсируется) и тут же замерзает, превращаясь в иней. Замерзает и вода в блюдце, образуя ледяную корку. Этот опыт наглядно демонстрирует, как образуется иней на деревьях, когда при высокой влажности воздуха резко снижается температура.

Кроме того, этим свойством соли и льда пользуются для быстрого охлаждения напитков перед подачей на стол.

Дождь в банке

Лед поможет нам продемонстрировать ребенку круговорот воды в природе. Для этого нальём на дно 3 литровой банки горячей воды, закроем её крышкой, а сверху поставим блюдце с кубиками льда. Для наглядности можете на верхнюю часть банки приклеить солнышко.

Нагретая тем или иным способом вода испаряется, превращаясь в газ, и поднимается вверх, образуя облако водяного пара. Там оно остывает и конденсируется, переходя из газообразного состояния в жидкое (поднимите блюдце и посмотрите — сколько капель висит на крышке). Когда воды собирается достаточно много, она проливается на землю в виде дождя, что мы и видим по стекающим капелькам.

Ледяной каток

Устроим ледяной каток для игрушек? Для этого заморозим воду на подносе или плоской тарелке – это , а также фигурку человечка заморозим в половине стакана воды. Теперь катаем фигурку как на катке, параллельно объясняя, что лед скользкий, из-за того что достаточно гладкий и при этом покрыт тонкой пленкой воды, поэтому на нем так легко упасть. Если же лед посыпать песком, то он становится шершавым и упасть на нем становится труднее, впрочем, как и покататься.

Шипящий лед

Еще один опыт, который приведет в восторг вашего ребенка. Заранее замораживаем кубики из соды, воды и красителя. Я сделала это заранее, поэтому дочка ни о чем не подозревала. Когда кубики застыли – выкладываем их на тарелку, разводим уксус с водой 1:1 и предлагаем ребенку капать пипеткой раствор на цветной лед. Лед начинает плавиться и шипеть все больше и больше.

Хотите играть с ребенком легко и с удовольствием?

Дочка была в восторге, но не могла понять в чем секрет, ведь до этого капала этой же пипеткой на лед и шипения не было. Решила, что дело в воде и начала капать на оставшийся большой кусок от первого опыты – шипения нет. «Мама, признавайся, в чем фокус?» — сказала дочка и я призналась, что в кубиках сода))). Маша захотела сама в этом убедиться и заморозила еще несколько содовых кусочков, удачно повторив эксперимент через несколько часов.

Шипение же происходит в результате химической реакции уксусной кислоты и соды с образованием угольной кислоты, которая является очень нестойким соединением и тут же распадается на воду и углекислый газ, который мы наблюдаем в виде пузырьков.

Время плавления льда

Мы активно осваиваем время и решили провести эксперимент с засеканием времени таяния льда на секундомере. Разобрались где минуты, секунды и доли секунды. Приготовили два стакана с теплой и холодной водой. Одновременно положили кубики в разные стаканы и стали ждать.

В теплой воде лед растаял через 2 мин. 46 с., а в холодной — плавился 40 минут! Конечно, такого поворота событий даже я не ожидала. Устав смотреть на секундомер, дочка успела и поесть, и поиграть. А опыт назвала «очень сложным».

Замораживание различных жидкостей

Для эксперимента мы отобрали: воду, подсолнечное масло, молоко и 9% уксус. Время засекать не стали, а оставили в морозильной камере на ночь, чтобы посмотреть что замерзнет, а что нет.

В результате полностью замерзли только вода и молоко, подсолнечное масло стало густым и мутным. В уксусе, который при такой концентрации должен замерзать при -3 градусах образовалось всего несколько льдинок, полное замерзание произошло только через 2 суток. Мы сделали вывод, что температура замерзания зависит от свойств раствора, и не каждый раствор может быть заморожен в домашней морозильной камере.

Нитка разрезает лед

Для проведения опыта нам понадобится: кусок льда, тонкая нить и утяжелители. В качестве последних мы использовали деревянные кубики, привязав их к нитке. Кубик льда располагаем на перевернутом стакане и сверху кладем нить, которую вниз с обеих сторон тянут два кубика.

Суть эксперимента заключается в том, что в месте повышенного давления на лед меняется температура его плавления. Т.о. под ниткой, которая давит, лед должен таять (как при давлении коньков на лед). А образовавшаяся вода над ниткой — замерзать из-за низкой температуры окружающей среды (лед с обеих сторон). Получается, что нитка как бы разрезает лед пополам, оставляя его сверху нетронутым.

Опыт мы проводили в холодильнике, чтобы лёд не успевал быстро таять, но разрезания кусочка не получилось. Нитка вмерзла на пару миллиметров и все. Ни увеличение давления в виде 4 деревянных кубиков, ни смена температуры не сдвинули эксперимент в нужном направлении. Кусочек льда начал стремительно таять, и опыт пришлось прекратить.

Рисование на льду

Переходим к более творческой части. Попробуйте порисовать на ледяной поверхности красками. Мы использовали гуашь. Для полоскания кисти лучше брать холодную воду, чтобы рисунок не растекался от быстрого таяния льда.

Это очень здорово, уметь делать что-то, что не умеют другие, знать какие-то секреты. Но иногда для того, чтобы удивить публику, не нужно ни обмана, ни особой ловкости или специальных навыков.

Достаточно лишь иметь хорошие знания химии и сухой лёд. С ним вы сможете творить настоящие чудеса.

Что такое сухой лёд?

Привычный для нас материал, представляющий собой H2O в замороженном состоянии – вот что обычно называется льдом.

Но эта вещь не представляет для нас сейчас особого интереса. Наш материал не имеет никакого отношения к воде. Это углекислый газ в твёрдом состоянии . Основная особенность его в том, что он не тает.

В жидком состоянии углекислый газ может находиться только под очень сильным давлением . Тем не менее, материал выглядит именно как замороженная вода. Он похож на замороженную воду ещё и тем, что сам по себе достаточно холодный и в тёплой окружающей среде теряет твёрдую форму.

Только вот в отличие от воды, углекислый газ переходит из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую форму. По-научному это называется сублимировать. Именно на этом свойстве основано множество необычных экспериментов.

Некоторые опыты выглядят по-настоящему и, имея необходимы материалы, можно сделать настоящее шоу, состоящее из необычных трюков и спецэффектов.

Но будьте осторожны. Замороженный углекислый газ – очень холодный, его температура – минус семьдесят девять градусов. Используя его, ни в коем случае не сжимайте его в руках и вообще не держите долго. Можно получить обморожение.

5 удивительных фокусов с сухим льдом смотрите в видео:

Кипение

Для опыта вам понадобится стакан с горячей или сильно тёплой водой и несколько кубиков твёрдого газа.

Вы берёте кубики, и просто бросаете их в воду. И тут же вода начинает очень сильно бурлить, а из стакана густыми клубами валит пар, который больше даже похож на туман, так как очень густой, белый и, выходя из стакана, стелется понизу. Незнающие люди будут поражены. Особенно, если они будут думать, что это обыкновенная замороженная вода.

Почему получается такая реакция?

• Температура замерзания углекислого газа очень низкая. Он сублимирует даже на воздухе.
• Попробуйте оставить стакан с кубиками на какое-то время, и вы увидите, что через определённый временной промежуток стакан станет пустым. А в тёплой воде процесс протекает быстрее.
• Так как из твёрдого состояния вещество сразу переходит в газообразное, получается то, что получается. При этом, чем горячее будет вода, тем сильнее будет эффект.

Для зрелищности можно добавить в воду немного жидкого мыла или шампуня. Тогда будет образовываться много пены с крупными пузырьками . Ей можно зачерпнуть в ладошку и размять в руках. Тогда из лопнувших пузырьков будет выходить туман.

Прыгающий кубик

Этот эксперимент надо проводить в тёплом помещении, так как вам понадобится тёплая металлическая поверхность, а если в помещении будет холодно, металл тоже будет холодным, и ничего не получится.

Вам будет нужна любая металлическая поверхность (покрытие раковины, дно алюминиевой кастрюли, металлический поднос – что угодно).

Главное, чтобы поверхность не была холодной. Вы кладёте на неё кубик. И он начинает прыгать. При этом поймать его, после того, как он начал прыгать, практически невозможно.

Такая реакция происходит опять из-за свойства твёрдой формы газа сублимировать . На тёплой поверхности это происходит быстрее. Пузырьки газа лопаются, и кусочек подскакивает. А со стороны выглядит, как настоящая .

Музыка с помощью льда

Ещё один трюк, который работает за счёт сублимации . Положите кусочек на какую-нибудь мягкую поверхность, возьмите металлический предмет, например, алюминиевую ложечку, и надавите на кубик.

• Предмет из металла будет продавливать поверхность, а сам кубик при этом будет дребезжать.
• Дребезжит, на самом деле, конечно, не кусочек, а газовые пузырьки, которые при испарении бьются о металлические стенки.

Вещество используют в своём ремесле профессиональные иллюзионисты. Например, на его применении основан известный фокус с картой и льдом.

Зная свойства этого вещества, можно творить настоящие и поражать зрителей своим искусством.

В этом материале мы рассмотрим некоторые интересные свойства сухого льда, а также выясним, как именно он взаимодействует с водой и некоторыми щелочными индикаторами.

Первым делом ознакомимся с процессом опытов в видеоролике

В ходе опытов нам понадобится:
- сухой лед;
- фенолфталеин;
- тимолфталеин;
- гидроксид натрия;
- тимоловый синий;
- индигокармин;
- колбы;
- мерный цилиндр;
- аммиачный раствор.

Первые индикаторы, то есть фенолфталеин и тимолфталеин бесцветны в нейтральной среде. Однако стоит подщелочить их гидроксидом натрия, как индикаторы поменяют свои цвета.

Кидаем в колбы сухой лед. Спустя некоторое время тимоловый синий становится желтым, а потом оранжевым, а индигокармин становится синим.

Фокус сухого льда в том, что он из твердого состояния сразу переходит в газообразное без промежуточной жидкой фазы (такой процесс называется сублимацией). Температура сублимации диоксида углерода составляет -78,5°С. Сухой лед свободно продается в двух формах — брикетами и гранулами. Для опытов удобнее использовать гранулы, поскольку они небольшого размера, их проще дозировать. С другой стороны, сухой лед — расходный материал: за день в пенопластовом контейнере испаряется до 15% его массы.

1. В одну емкость наливаем теплую воду, во вторую — средство для мытья посуды (можно использовать жидкое мыло или жидкость для мыльных пузырей).

Принцип опыта

Большая часть опытов с сухим льдом основана на одном и том же принципе. Дело в том, что при контакте с водой сухой лед начинает бурно переходить из твердого состояния в газообразное, и выглядит это как кипение, только со значительно более ярким и характерным парообразованием. Причем испаряющаяся двуокись углерода тяжелее воздуха (плотность 1,9768 кг/м3 против 1,225 кг/м3), и потому «дым» стелется по поверхности, окружающей емкость с водой, а не поднимается вверх.

2. Смазываем мылом края емкости с водой. Берем тряпичную ленту (например, вырезанную из старой наволочки) и погружаем ее в мыло.

Экспериментатор наливает в емкость воду, а затем бросает туда лед. Чем теплее вода, тем быстрее лед будет испаряться, тем короче и визуально эффектнее реакция. Вот здесь-то и возникает разделение на опытные направления. Первый вариант — это позволить ледяному пару спокойно выходить наружу и наблюдать за его распространением.

3. Бросаем в воду сухой лед — достаточно примерно половины от объема воды. Чем больше вы используете льда, тем более активным будет парообразование.

Второй вариант — ограничить ареал распространения пара, то есть, иначе говоря, испарять лед в замкнутом пространстве. Если делать это, например, в закрытой пластиковой бутылке, из нее выбьет пробку (или вообще разорвет — никогда подобного не повторяйте!), поскольку в газообразном состоянии CO2 занимает значительно больше места (плотность газа, напомним, 1,9768 кг/м3, а твердой фазы — 1560 кг/м3). Но делать это с бутылками достаточно опасно, значительно интереснее и проще надуть двуокисью углерода мыльный пузырь.

4. С помощью мыльной ленты аккуратно натягиваем на емкость мыльную пленку. Двуокись углерода окажется запертой внутри, начнет надуваться огромный мыльный пузырь (чаще всего в совокупности с множеством мелких).

Меры предосторожности:

При грамотном использовании сухой лед совершенно безопасен, как и обычный, водяной. Но необходимо соблюдать определенные меры предосторожности:

1) Обязательно используйте перчатки и никогда не допускайте длительного контакта сухого льда с кожей. Его температура -78,5 С ниже нуля, и можно получить холодный ожог. Достаточно простых матерчатых перчаток.

2) При транспортировке и хранении льда обязательно оставляйте в емкости два-три мелких отверстия диаметром по паре миллиметров. Это предохранит емкость от разрыва. Никогда не помещайте лед в герметичный контейнер.

3) Старайтесь минимально вдыхать испарения CO2 — это моэет вызвать головную боль.

Как часто вы слышали словосочетание «сухой лед»? А часто ли вы задумывались, что это на самом деле? Где и для чего его применяют? Редакция Hotshowlife постарается помочь вам разобраться в этом вопросе.

Сухой лед - это не что иное, как углекислый газ в состоянии затвердения. Называется сухим в силу своей особенности - он испаряется, не переходя в состояние жидкости. Его собственная температура - -78,5°C. Давайте рассмотрим основные способы применения сухого льда.

Заморозка и охлаждение

Сухой лед чаще всего используется для заморозки или охлаждения продуктов, особенно в больших количествах. Основные плюсы - очень низкая температура, при которой продукты не портятся и не поддаются гниению.

Хранение и перевозка

Медиками сухой лед применяется при хранении и перевозке крови, а также донорских органов.

Газирование воды

Благодаря сухому льду можно газировать жидкости и замедлять химические реакции.

Создание спецэффектов

Часто сухой лед применяют для создания спецэффектов, например, для театральных выступлений, а также во всевозможных шоу.

Средство тушения пожаров

Используя сухой лед, можно потушить огонь. Углекислота препятствует доступу кислорода и гасит огонь.

• Если положить сухой лед в мыльную воду, мы можем получить много пены, наполненной туманом.

• При нажатии на сухой лед ложкой можно услышать попискивание. Это результат ускоренной сублимации (переход из твердого состояния в газообразное).

• Если добавить в бутылку с водой сухой лед и закрыть ее, получится газированная вода, но вот что может произойти, если сухого льда будет слишком много.