תוֹכֶן
בשנה החמישית, כיתות מדע, התלמידים לומדים על צמיגות. זה מוגדר כהתנגדות כי נוזל מציע לזרום והוא יכול להיחשב "עובי" של הנוזל. נוזלים מסוימים, כגון מים, זורמים בקלות ויש להם צמיגות נמוכה. מכיוון שמולקולות המים קטנות ופשוטות במבנה, הן אינן יוצרות חיכוך רב מדי והן נעות בקלות זו בזו. נוזלים אחרים, כגון שמן מנוע, יש צמיגות גבוהה זרימה איטית. מכיוון שמבנה מולקולות השמן גדול ומחובר, המולקולות הללו נעות באיטיות, חולפות זו על פני זו, ויוצרות חיכוך נוסף. פעילויות מעשיות יסייעו לתלמידים ללמוד על צמיגות.
נוזלים חמים וטמפרטורות
טמפרטורות גבוהות יותר בדרך כלל להפחית צמיגות. זה ניתן לראות נוזלים צמיגות גבוהה הזורמים בקלות רבה יותר כאשר מחומם. כדי להדגים עובדה זו, יש להשוות את העובי של סירופ הקרמל לפודינג תוצרת בית כאשר הוא מוכן ולאחר מכן כאשר הוא קר על הממתק. ככל שהטמפרטורה עולה, המולקולות הנזילות נעות מהר יותר והאטרקציה ביניהן יורדת, כלומר, הן אינן מבזבזות זמן רב במגע זה עם זה. שמן מנוע המשמש מכוניות יכול להפחית צמיגות כאשר מזג האוויר חם. אם הצמיגות הופכת נמוכה מדי, השמן עלול לאפשר לחיכוך לחמם את המנוע ולפגוע בו.
נוזלים וטמפרטורות נמוכות יותר
הטמפרטורות הנמוכות בדרך כלל מגדילות את הצמיגות. שמן המשמש מכוניות יכול להיות צמיג מאוד כאשר הטמפרטורה נמוכה, מה שהופך אותו קשה להפעיל את המכונית. שאל את התלמידים אם הוריהם משתמשים בתנור חימום למכונית במזג אוויר קר. לפעמים, יצרנים לשים תוספים בשמן כדי לשמור אותו בצמיגות נכונה עבור מזג האוויר.
רגישות לשינויי טמפרטורה
חומרים מסוימים רגישים יותר לשינויים בטמפרטורות. עלייה קלה או ירידה בטמפרטורה גורמת לשינוי בצמיגות. נוזלים אחרים אינם רגישים יחסית לשינויים בטמפרטורה ודורשים שינוי חד יותר בטמפרטורה לפני הצמיגות המושפעת. כדי להדגים עיקרון זה לתלמידים, מניחים חתיכת חמאה בקערת זכוכית ומחממים אותה במיקרוגל בעוצמה גבוהה. שים לב בזהירות את החמאה במהירות לאבד את צורתו להמיס.
ניסוי צמיגות וטמפרטורה
כדי לראות את ההשפעה של טמפרטורה על צמיגות, הניסוי עם ארבעה צילינדרים זכוכית, בוגר 100 מ"ל; 100 מ"ל של מים, שמן צמחי, דבש וסירופ תירס; ארבעה מסבי מתכת כדוריים בעלי אותו גודל; ארבע סטופר; מקרר וכיריים.
ממלאים כל צילינדר בוגר עם אחד מארבעת נוזלים. השאירו אותם בטמפרטורת החדר למשך שעתיים עד שלוש שעות. להפיץ גליל אחד לכל תלמיד יש להם מקום נושאת כדורית ב גליל הזמן את הזמן כל צילינדר לוקח להגיע לתחתית. הם צריכים להתחיל עיתוי מיד לאחר גלגול הנושא לתוך הצילינדר, ולהפסיק לספור ברגע המתכת מגיע לתחתית. רשום את התוצאות. הסר את מיסבים הגליל כדורי מן צילינדרים. מכניסים את המכלים למקרר במשך שעתיים וחוזרים על הניסוי. בצעד שלישי ובסיוע של מבוגר, נוזלים חמים ב 38 ° C ולנסות להתבונן כמה מהר כל אחד הופך פחות צמיג. בקש מהתלמידים לנתח את השפעת הטמפרטורה על צמיגותם של נוזלים שונים.