Kolorowe warstwy płynu ułożone jedna na drugiej – i żadna z nich się nie miesza. Sekret tkwi w tym, że nie wszystkie ciecze są jednakowo ciężkie.
Co nam będzie potrzebne?
- wysoka szklanka lub słoik
- cukier
- woda
- barwniki spożywcze w 4 różnych kolorach (np. czerwony, żółty, zielony, niebieski)
- 4 małe szklanki lub kubki
- łyżeczka
- strzykawka lub łyżka stołowa
Jak wykonać doświadczenie?
- W każdym z czterech kubków przygotuj roztwór cukru w wodzie (po ~50 ml wody):
- kubek 1: 1 łyżeczka cukru + kolor czerwony
- kubek 2: 2 łyżeczki cukru + kolor żółty
- kubek 3: 3 łyżeczki cukru + kolor zielony
- kubek 4: 4 łyżeczki cukru + kolor niebieski
- Dobrze zamieszaj każdy roztwór, aż cukier całkowicie się rozpuści.
- Do wysokiej szklanki wlej najpierw roztwór z największą ilością cukru (niebieski) – to będzie spód.
- Kolejne warstwy wlewaj bardzo powoli, po łyżeczce, prowadząc strzykawkę lub łyżkę tuż przy ściance szklanki.
- Obserwuj: kolorowe warstwy pozostają oddzielone!
Wskazówka: Im wolniej wlewasz i im bliżej ścianki prowadzisz strumień, tym wyraźniejsze granice między warstwami.
Wyjaśnienie naukowe
Roztwór z większą ilością cukru jest gęstszy – w tej samej objętości mieści się więcej cząsteczek, więc waży więcej. Gęstsze ciecze opadają na dół, lżejsze unoszą się na górze – dokładnie tak samo jak oliwa pływa na wodzie.
Gdy ostrożnie wlewasz kolejne warstwy, siła grawitacji utrzymuje je na właściwych miejscach – cięższa warstwa nie ma powodu wspiąć się wyżej, a lżejsza nie opada. Warstwy zaczną się mieszać dopiero wtedy, gdy je zamieszasz lub odczekasz kilka godzin – wtedy dyfuzja powoli wyrównuje stężenia.
Tę samą zasadę wykorzystuje natura: w jeziorach i oceanach zimna (gęstsza) woda zalega na dnie, a ciepła (lżejsza) unosi się przy powierzchni. To zjawisko nazywa się stratyfikacją termiczną.