冷水和熱水的混合實驗

適合年級：小學高年級和初中低年級

老師做了一個“水底火山”的實驗，就是在小杯子里裝上紅色的熱水，用木夾子夾住慢慢放入常溫水中，紅色的水就會像巖漿一樣徐徐上升，這是怎么回事呢？咱們來試試吧！

實驗器材

2個大小一樣、杯口平整的大塑料杯子（透明容器均可）

50℃左右的熱水500mL

冷水500mL（低于15℃）

紅藍色素（紅、藍墨水）

1張硬紙片或蠟紙（至少要比2個塑料杯的杯口都大）

剪刀

小杯子

木夾子

托盤（大容器）

清潔布

實驗步驟

1.把1個大塑料杯子放到托盤中，向杯中放一些紅色色素并加滿熱水。

（注意安全）

2.接著向另外1個杯子中放藍色色素，加滿冷水，然后，把硬紙片（蠟紙）蓋在冷水杯子上面，并輕輕地敲打一下，使之與水面充分接觸。接下來，迅速將冷水杯子倒置，這時，紙片應該仍然貼在冷水杯口上不會掉下來（可以事先用無色的冷水試一試）。

3.把冷水杯倒放在熱水杯上，需要另外一個人把2個杯子扶穩，然后小心地把2個杯子中間的紙片抽出，看看2種顏色的水會發生什么變化（確定在抽出紙片的時候，2個杯子盡量保持靜止不動的狀態）。

我發現___________________________________________________________________。

4.嘗試再做一次實驗，但是這次是把2種水的位置倒過來。

我發現___________________________________________________________________。

實驗現象

當裝滿紅色熱水的杯子在下面時，水會上升，而藍色的冷水則會下沉。當兩者混合時，就可能變成紫色的水。

當裝滿紅色熱水的杯子在上面時，熱水不可能再上升了，因此不會出現混合的現象。但是最終，這兩個實驗會達到同樣的狀態。因為不管熱水還是冷水，最后都會達到室溫混合在一起。

實驗原理

熱水的密度小于冷水的密度，因為熱水中的水分子能量更大，運動更快。因此，水分子可以更快地分散開來。由于熱水的密度比冷水小，所以，當它們相遇時，熱水會浮在冷水上面。

背景知識

1.密度：單位體積某種物質的質量。

2.物質的體積相同，密度越小質量越輕。

引發思考

1.你能解釋“水底火山”的秘密了嗎？

2.在生活中還看到過哪些類似的現象？

指過留痕

適合年級：小學高年級和初中低年級

水的表面究竟是什么樣子？今天我們通過實驗來揭示這個秘密。

實驗器材

清水200mL

塑料杯

干燥的芝麻5克（也可用粉筆灰等能浮在水面上的粉末代替）

肥皂

清潔布

實驗步驟

1.取1杯清水，在杯子的邊緣附近放幾粒芝麻，看看芝麻的運動是下列哪種情況？

A滑向邊緣□

B滑向杯子中心□

C靜止不動□

2.在1杯清水中倒入芝麻，使芝麻能夠覆蓋水面。

用手指慢慢在水面劃過一道線，猜一猜手指能劃開水面嗎？

我猜想_____________________________________________。

等待5秒鐘，看看芝麻是否被手指分成兩部分？

我發現_____________________________________________。

3.在手指上抹一些肥皂，再用手指劃過水面，猜一猜手指能劃開水面么？

我猜想____________________________________________。

等待5秒鐘，看看芝麻是否會分開。

我發現___________________________________________。

實驗現象

把芝麻放在杯子邊緣附近，芝麻會向邊緣移動，用手指無法劃開水面上的芝麻。而涂有肥皂的手指可以將芝麻劃開，等待一段時間后，芝麻不會重新合攏。

實驗原理

水表面的水分子就像一張拉緊的橡皮膜，它有一定彈性，也能夠承受一定的重量。杯子邊緣的芝麻靠近邊緣一側的表面張力大，所以芝麻向杯子邊緣滑動。用抹上肥皂的手指劃水時，水中會溶解一些肥皂。由于肥皂有削弱表面張力的作用，芝麻在肥皂一側受到的表面張力比在水一側的表面張力小，所以芝麻會向靠水的一側移動。這樣芝麻就被分開了。

背景知識

在水體的表面，有一個使水面收縮的力，使水的表面積盡量保持最小，這個力稱為表面張力。

保持物質性質的最小微粒，稱為分子。

引發思考

在1根火柴或牙簽的一端抹上一些肥皂，然后把它放在水面上，看看會發生什么奇妙的現象？