آزمایش‌هایی برای فهم چگالی مایعات، 2
جلسه قبل با طرح دو آزمایش ساده با طرز تعیین چگالی مایعات به صورت مقایسه‌ای آشنا شدید. در ادامه جلسه قبل باید گفت که شما می‌توانید با یک سری محاسبات ساده، عدد چگالی هر مایع را مشخص کنید. همانطور که گفته شد چگالی برابر است با نسبت جرم به حجم. بنابراین حجم محلول را می‌توان به راحتی با استفاده از استوانه مدرج یا یک بشر مدرج در آزمایشگاه تعیین کردکه این حجم بر حسب میلی لیتر است. در سطح زمین جرم هر جسم نیز با اندازه‌گیری وزن (سنگینی) آن بدست می‌آید. بنابراین وقتی یک مایع را وزن می‌کنید (وزن ظرف را از وزن کل کم کنید) عدد بدست آمده بر حسب کیلوگرم یا گرم است. با تقسیم وزن بر حسب گرم بر حجم بر حسب میلی لیتر چگالی با واحد گرم بر میلی لیتر بدست می‌آید.
به دو آزمایش زیر که میزان گرم و سرد بودن و شیرین یا شور بودن را بر چگالی آب بررسی می‌کند توجه کنید.
مواد لازم:
سه استوانه 150 میلی لیتری یا سه لیوان بلوری شفافیک استوانه مدرج 10 میلی لیتری یا یک ایوان باریک و بلند
مقداری آب، نمک و شکر
رنگدهنده غذا
آزمایش اول: گرم یا سرد بودن
در این آزمایش می‌خواهیم سعی کنیم چگالی آب را تغییر دهیم و به این سوال پاسخ دهیم که آیا دما چگالی آب را تغییر می‌دهد؟
1) ابتدا دو استوانه 150 میلی لیتری را به اندازه دو سوم آن آب بریزید و سپس چند قطره رنگدهنده غذای سبز رنگ در ظرف اول و چند قطره رنگدهنده قرمز در ظرف دوم بریزید (یا بدون رنگدهنده).
2) حال مقداری یخ به آب سبز اضافه کنید و برای چند دقیقه در یخچال قرار دهید. ظرف محتوی آب قرمز (یا بیرنگ) را به مدت چند دقیقه در مایکروویو قرار دهید.
3) ظرف محتوی آب سبز را از یخچال و ظرف محتوی آب گرم قرمز (بیرنگ) را از مایکروویو خارج کنید. مقداری از آب گرم را در استوانه مدرج 10 میلی لیتری یا یک ظرف دیگر بریزید و بعد با استفاده از یک پیپت، آب سرد را قطره قطره و بسیار آرام به آن اضافه کنید و مشاهدات خود را یادداشت کنید.
حال با توجه به اینکه کدام لایه رنگ در بالا و کدام رنگ در ته ظرف قرار می‌گیرد می‌توانید تفاوت بین چگالی آب سرد و گرم را از هم به خوبی تشخیص دهید. مسلما محلولی که در ته ظرف قرار می‌گیرد چگالی بیشتری دارد که محلول سبز رنگ و سرد است.
آزمایش دوم: شور و شیرین بودن آب
در این آزمایش می‌خواهیم تاثیر نمک و شکر را بر چگالی یک محلول مانند آب را بررسی کنیم.
1) سه استوانه را با 150 میلی لیتر آب پر کنیدو محلول‌ها را با استفاده از رنگدهنده‌های غذا به رنگ آبی، قرمز و سبز در آورید.
2) دو قاشق چایخوری نمک به محلول قرمز رنگ و دو قاشق چایخوری شکر به محلول آبی اضافه کنید و هر دو محلول را خوب هم بزنید.
3) حال یک کشمش را به آرامی در هر محلول قرار دهید و نتایج را یادداشت کنید (شناور ماندن یا فرو رفتن کشمش).
4) حال مقداری از آب شور را داخل یک استوانه مدرج باریک بریزید و با استفاده از یک پیپت به آرامی (قطره قطره) مقداری آب شیرین به آن اضافه کنید. کدام محلول در ته ظرف قرار می‌گیرد؟
5) در این مرحله مقداری آب آبی رنگ را بصورت قطره قطره به مخلوط مرحله 3 اضافه کنید.
همانطور که مشاهده می‌شود آب شور به رنگ قرمز در ته محلول قرار گرفته یعنی چگالی بیشتری دارد. محلول سبز که آب معمولی بود نیز در سطح محلول قرار گرفته است یعنی از محلول شور و شیرین چگالی کمتری دارد و محلول شور چگالی بیشتری از محلول شیرین دارد.
