Wrzucasz do szklanki kilka pomarszczonych rodzynek, a one zaczynają się wynurzać, obracać i opadać, jakby ktoś ukryty w napoju bawił się nimi w wodzie. Nikt ich nie dotyka, nie ma żadnego silniczka – całą pracę wykonują maleńkie pęcherzyki gazu.
Co nam będzie potrzebne?
- wysoka, przezroczysta szklanka
- świeżo otwarta woda gazowana lub bezbarwny napój gazowany (np. lemoniada); butelka musi być zamknięta aż do samego doświadczenia
- 6–8 rodzynek
- łyżeczka
- dla porównania: druga szklanka z wodą niegazowaną i kilka rodzynek
- opcjonalnie: kilka ziaren grochu, suchej fasoli lub winogron pokrojonych na pół
Jak wykonać doświadczenie?
Krok 1: Otwórz butelkę z napojem dopiero wtedy, gdy wszystko jest gotowe. Im świeższy napój, tym więcej rozpuszczonego w nim gazu i tym lepiej doświadczenie wyjdzie. Napełnij szklankę w około trzech czwartych wysokości, wlewając płyn po ściance, aby niepotrzebnie nie wypieniać gazu.
Krok 2: Delikatnie wrzuć do szklanki kilka rodzynek. Na początku opadną na dno, bo są gęstsze od napoju. Nie mieszaj i nie potrząsaj szklanką – wystarczy cierpliwość.
Krok 3: Obserwuj rodzynki przez kilka minut. Po chwili na ich pomarszczonej skórce pojawią się maleńkie bąbelki, jak srebrne perełki. Gdy bąbelków jest dość dużo, rodzynka zaczyna się unosić, dopływa do powierzchni, a tam bąbelki pękają. Pozbawiona „pływaków” rodzynka opada na dno i cały cykl zaczyna się od nowa.
Krok 4: Powtórz próbę w szklance z wodą niegazowaną. Rodzynki leżą na dnie i nie ruszają się – to twoja próba kontrolna, która pokazuje, że za ruch odpowiada gaz, a nie sama woda. Możesz też sprawdzić, czy równie chętnie tańczą ziarna grochu albo połówki winogron i porównać, które z nich wynurzają się szybciej.
Wyjaśnienie naukowe
Napoje gazowane zawierają rozpuszczony pod ciśnieniem dwutlenek węgla (CO₂). Po otwarciu butelki ciśnienie spada, a gaz stopniowo wydziela się z roztworu w postaci pęcherzyków. Pęcherzykom łatwiej powstać na nierównych powierzchniach niż w czystej cieczy – dlatego właśnie na pomarszczonej skórce rodzynki gromadzą się całe ich skupiska. Każda szorstka bruzda jest dla gazu miejscem startu, tak zwanym miejscem zarodkowania.
Kiedy na rodzynce przyczepi się wystarczająco dużo pęcherzyków, jej średnia gęstość (masa podzielona przez objętość całego zestawu: rodzynka plus gaz) spada poniżej gęstości napoju. Zgodnie z prawem Archimedesa siła wyporu staje się wtedy większa od ciężaru i rodzynka płynie ku górze. Na powierzchni pęcherzyki pękają i oddają gaz do powietrza, więc gęstość rodzynki znów rośnie, a ona opada. Ten sam mechanizm, tylko sterowany ciśnieniem, wykorzystuje nurek Kartezjusza , a jego odpowiednikiem w świecie przyrody jest pęcherz pławny ryb.
Warto odróżnić to doświadczenie od wybuchu coli z mentosami . Tam chodzi o to, jak błyskawicznie uwolnić cały gaz naraz, a tutaj gaz wydziela się powoli i spokojnie, a my obserwujemy jego wpływ na pojedynczy przedmiot. CO₂ powstaje także w reakcji sody z octem, którą zobaczysz w wulkanie z sody i octu , ale w napojach gazowanych jest po prostu rozpuszczony fabrycznie, a nie wytwarzany w szklance.
Rodzynki sprawdzają się lepiej niż wiele innych przedmiotów, bo są niewiele gęstsze od napoju: zawierają dużo cukru i sporo wody, więc ich gęstość to około 1,3–1,4 g/cm³, a napój ma około 1,0–1,04 g/cm³. Wystarczy więc niewielka „pomoc” bąbelków, by przechylić szalę. Z kamykiem byłoby to niemożliwe, bo jest o wiele za ciężki.
Warianty
Różne napoje: Porównaj wodę gazowaną, lemoniadę i napój, który stał otwarty godzinę. Zmierz stoperem, ile czasu trwa jeden cykl wynurzenia i opadnięcia rodzynki – w „wygazowanym” napoju taniec słabnie i w końcu zamiera.
Inne „tancerze”: Wypróbuj ziarna grochu, suchą fasolę, makaron w kształcie kokardek, kawałki skórki z winogron albo drobne koraliki. Posegreguj je na te, które tańczą, i te, które leżą na dnie lub pływają stale, i zastanów się, co je różni.
Pomoc z zewnątrz: Gdy rodzynki już tańczą, zamieszaj raz delikatnie łyżeczką. Zobacz, jak poruszenie uwalnia od razu część gazu i zmienia rytm tańca.
Często zadawane pytania
Dlaczego rodzynki w wodzie niegazowanej nie tańczą? W zwykłej wodzie nie ma rozpuszczonego gazu, który mógłby utworzyć pęcherzyki na skórce rodzynki. Bez pęcherzyków gęstość rodzynki nie spada poniżej gęstości wody, więc po prostu leży na dnie. Dopiero dodatek CO₂ daje jej „pływaki”.
Czy to samo wyjdzie z innymi suszonymi owocami? Tak, ale efekt zależy od wielkości, kształtu i gęstości owocu. Małe, pomarszczone owoce, takie jak rodzynki czy porzeczki, sprawdzają się najlepiej, bo mają dużo zagłębień dla pęcherzyków. Duże i ciężkie kawałki, na przykład daktyle, zwykle zostaną na dnie, ponieważ bąbelki nie zrównoważą ich masy.
Czy można wypić napój po doświadczeniu? Jeśli używałeś czystej szklanki i umytych rodzynek, napój nadal jest bezpieczny, ale po kilkunastu minutach jest już wyraźnie wygazowany i mniej smaczny. Jeżeli rodzynki nie były wcześniej myte, lepiej napoju nie pić. Rodzynki z kolei można zjeść, choć będą przesiąknięte słodkim płynem.