102. A víz felületi feszültségének bemutatása
Szükséges anyagok és összetevőik:
Nincs a kísérlethez hozzárendelve kapcsolódó alapanyag és összetevő.
Kifolyik-e a víz a pohárból?
Anyagok: víz.
Eszközök: 1 db pohár, gézlap, gumigyűrű, írásvetítő fóliából kivágott korong (amely a pohár átmérőjénél nagyobb).
A kísérlet végrehajtása: Öntsünk tele egy poharat vízzel, helyezzünk a tetejére egy gézlapot, amit gumigyűrűvel rögzítünk (ha szükséges, a gézlap rögzítése után még pótolhatjuk a vizet). A fóliakorongot helyezzük a gézlappal letakart pohár tetejére és a kezünkkel leszorítva fordítsuk fel, majd távolítsuk el a fóliakorongot.
Tapasztalat: Ha elég ügyesek vagyunk, csak nagyon kevés víz folyik ki így és a gézlap megtartja a pohárban levő vizet, amely csak mozgatás, rázás hatására fog kifolyni
Magyarázat: A folyadékok közül a víz kimagasló belső súrlódással (viszkozitással) rendelkezik. Egy rokon fogalom a felületi feszültség. A felületi feszültség a folyadékok alapvető tulajdonsága, ami miatt a folyadékok a lehető legkisebb fajlagos felületű alakzatot (gömb) igyekeznek felvenni, ha külső erőtér nem hat rájuk. A folyadékok belsejében a folyadékmolekulák között minden irányból hat az összetartó erő, a kohézió. Az azonos molekulák között ható kohézió nagysága egyenlő, ennek megfelelően a kohéziós erők a folyadék belsejében kiegyenlítik egymást, eredőjük nulla. Ez a megállapítás azonban nem vonatkozik a folyadék felszínén elhelyezkedő részecskékre. A felületen levő molekulákra a saját részecskéik vonzása csak alulról hat, a felülettel érintkező levegő (vagy egyéb gáz, illetve gőz) molekulái által kifejtett erőhatás ennél lényegesen kisebb. A folyadék felületi rétegében a folyadékmolekulák között működő kohéziós erők eredője nem zérus, hanem az a folyadék belseje felé mutat. Ha a fenti kísérletben megfordítjuk a gézlappal leszorított vizespoharat, akkor ez az erő a sűrű gézlappal együtt alkalmas arra, hogy a gravitáció ellenében a fejjel lefelé fordított pohárban képes legyen megtartani a vizet mindaddig, amíg mozgatással meg nem szűntetjük ezt a kényes egyensúlyt. A kísérlet sűrű dróthálóval is megvalósítható.
Biztonsági tudnivalók és hulladékkezelés: A kísérlet teljesen veszélytelen.