Forside / Læreplanstemaer / Natur, udeliv og science / Science / Vand /

Kapillær-effekt

I dag vi jeg gerne starte med at vise en lille tryllekunst (en tryllekunst er kun en tryllekunst for dem der ikke kender hemmeligheden bagved- når man kender den er det ikke længere en tryllekunst. )

Bagefter skal vi lære noget om hvordan vand opfører sig.

Og hvis I er blevet klogere og så kan I måske afsløre hemmelighed bag min tryllekunst.

Nu udføres ét af de følgende 2 tryllekunster.

Hvad er vand?

Nogle kloge mennesker har fundet ud af at vand består af en masse utrolig små vandmolekyler som er en slags mini-magneter mere

Vand er polære molekyler hvilket betyder at de har en positiv og en negativ ende. Årsagen til dette er at det tunge oxygen proton tiltrækker de fælles elektroner mere end de lette Hydrogenatomer gør.

I ved at magneter kan tiltrække hinanden og de kan tiltrække ting der er magnetiske

Vi siger at vandmolekyler tiltrækkes af andre vandmolekyler (kohæsiv kraft) og hvis vandmolekyler kommer i nærheden af vandelskende materialer tiltrækkes de også af dem (Adhæsive kræfter). Vis hvad du mener med rigtige magneter.

mere

Kohæsionen betyder at vandmolekylerne inde i væsken tiltrækkes lige meget i alle retninger. På overfladen mangler molekylerne naboer i retnigen ud mod luften (eller beholderen). Denne asymmeri skaben en slags "elastisk hud" på væske-overfladen som gør at overfladen modstår at blive øget i areal. Det kaldes overfladespænding og er årsagen til at vanddråber altid forsøger at være kuglerunde

Hvis man placerer en vanddråbe på en overflade vil den forsøge at være rund fordi alle vandmolekylerne tiltrækker hinanden. Men da tyngdekraften også trækker i vandmolekylerne bliver vandråben trykket lidt flad. Hvis overfladen er vandafvisende (ingen eller meget lidt adhæsiv) bliver dråben ikke trykket ret meget flad.

Når dråberne ser sådan ud kan de nemmere komme af overfladen (de perler af) så vinduesviskeren på bilen vil virke bedre og vandafvisende tøj gør en mindre våd.

Hvis overfladen er vandelskende vil overfladen trække ekstra i vandmolekylerne og vanddråben vil blive mere flad.

Hvis vi putter vand i et krus der er lavet af et vandafvisende materiale (ingen eller meget lidt adhæsiv) vil vandoverfladen i glasset være helt vandret. Det skyldes at alle vandmolekyler påvirkes af lige meget tyngdekraft og gensidig tiltrækning. mere

Faktisk er vandoverfladen mikroskopisk som en omvendt fad, men det kan man ikke se med det blotte øje - hvis væsken var kviksølv kunne man se det

Hvis vi derimod putter vand i et glas som er vandelskende sker der noget lidt sjovt. Vandmolekylerne i kanten af glasset påvirkes nu af den vandelskede tiltrækning fra glasset og trækkes nu over mod glassets sider. Da vandmolekylerne alle tiltrækkes af hinanden følger de alle sammen med. Resultatet bliver at vandmolekylerne i glasset fordeler sig så vandet er højst langs siden af glasset og lavest i midten af glasset. Lidt form som et fladt fad

Det kan være lidt svært at se men bliver mere tydeligt når vi putter et smalt sugerør lavet af et vandelskende materiale ned i vandet. da vandmolekylerne inde i sugerøret nu er påvirket af den vandelskende kraft fra sugerrørets sider meget tættere på vil kraften være større og vandmolekylerne vil blive trukket endnu højere op langs sugerørets indre sider end hvad vandmolekylerne i resten af glasset bliver.

Jo smallere rør jo højere op kommer vandet i kapillær røret (dog max ca. 10m pga. fysikkens love)

mere

Kapillærrør findes i træer og planter og sørger for at transportere vand fra rødder op i bladene

mere

Den kohæsive kraft er dog ikke helt nok så træer bruger en stærkere kraft til at få vandmolekylerne helt op i træets top. I bladene skal træet bruge vandet for at lave fotosyntese

Fotosyntese

Husk at ilt er den del af luften som træerne laver og mennesker skal bruger for at trække vejret. CO₂ er den den del af luften som mennesker laver og som træerne sammen med vand skal bruge for at lave O₂

Kapillærerør findes også inde i mennesker. Man kan forklare hvad de laver sådan her:

Forestil jer, at jeres krop er som en stor by med masser af små huse (celler). Kapillærrør er de aller-mindste veje eller stier i byen – så små, at kun én bil (bloddråbe) kan køre ad gangen.

🚗 Henter ilt og mad: Kapillærrørene kører lige hen til hvert hus og afleverer ilt og sukker, så cellerne kan lege, vokse og lege videre.

🗑️ Tager affald med væk: Samtidig samler de det “skrald” (affaldsstoffer), cellerne ikke skal bruge, og sender det tilbage til kroppen, der tager sig af det.

💧 Holder byen tør: Hvis der er for meget væske mellem husene, samler kapillærrørene det op og sørger for, at der ikke bliver en kæmpe vandpyt, så alle vejene stadig kan køre frit.

Så kapillærrørene er kroppens bittesmå veje, der sørger for, at alle celler får mad og ilt, og at alt skraldet bliver kørt væk, så vi kan være sunde og glade!

mere

Blodkapillærer: står for udveksling af gas, næringsstoffer, affaldsprodukter og væskebalance mellem blod og væv.

Lymfekapillærer: opsamler overskydende væske, transporterer fedt og bidrager til immunforsvaret.

Begge systemer udnytter kapillærvirkning (adhæsion, kohæsion og forskelle i tryk) til at flytte væsker præcist, lokalt og uden pumpe­mekanismer på mikroniveau.

I kender også masser af ting som har kappillærrør indeni sig

En serviet - Vis kapilæreffekten

Papir - vis blomster der folder sig ud

En serviet formet som en larve - Vis kapilæreffekten

En karklud

En svamp

Det absorberende materiale indeni en ble

Disse ting indeholder alle kapillærrør så vi kan tørre vand op og de har udover kapillærrør en masse "lommer" til at opbevare vand i. Jo flere lommer jo større sugeevne (absorptionsevne)

Video: 5 kapillære eksperimenter

Til slut spørges børnene om de nu har regnet ud hvordan vandet forsvandt i tryllenummeret

Gentag evt. tryllenummeret gentages med gennemsigtige glas

Så hvad har vi lært?

Ovenstående kan udføres i en samling på 20-30 minutter.

Materialer

Huskeseddel