FYSIKbasen.dk - Den danske database for pædagogiske undervisningsforsøg til fysiklærere
Forside Nyheder Forsøg Om siden Kontakt English
Gå en side tilbageUdskriv dette forsøgForetag ny søgning

rød pilPapirclips på vandoverflade

Forsøg nr.: 91
Formål: At demonstrere overfladespænding i vand.
Resume: En lille papirclips kan flyde oven på et glas vand på grund af overfladespændingen. Sæbe får clipsen til at synke.
Nøgleord: Coulombs Lov, elektriske felter, statisk ladning, kræfter, atomfysik, overfladespænding, væskestatik.

Beskrivelse:

Fyld et glas med vand, og placér meget forsigtigt en lille papirclips, en nål, et barberblad eller lignende oven på vandoverfladen.

Diagram over forsøg, hvor papirsclip flyder på vands overfladespænding, som brydes med opvaskesæbe
En papirclips kan flyde på vands overfladespænding. Opvaskesæbe kan nedsætte overfladespændingen, så clipsen synker.

Hvis man gør det meget forsigtigt, kan man faktisk få clipsen til at flyde over på vandet. Dette skyldes, at vandet "holdes sammen" af overfladespænding, der virker som en tynd, elastisk membran på vandets overflade (se referencerne).

Tag nu en tændstik eller en tandstikker og dyb den i opvaskesæbe eller sulfo. Dyb dernæst tændstikken ned i vandet, så sæben kommer i kontakt med vandet.

Papirclips flyder på vands overfladespænding, synker når der tilsættes sæbe
En papirclips flyder på overfladen af et glas vand. Tændstikken er dyppet i et glas med koncentreret opvaskesæbe. Når tændstikken rører vandoverfladen, synker clipsen (se filmen i referencerne).

Papirclipsen synker nu til bunds (se filmen i referencerne). Det skyldes, at molekylerne i sæben binder sig til vandets molekyler, og på den måde fjerner overfladespændingen.

Hvis du vil gentage forsøget, skal glasset først skylles grundigt, så der ikke er sæberester tilbage.

Spørgsmål og svar:

Hvorfor kan jeg ikke få papirclipsen til at flyde?

Du skal gøre det meget forsigtigt. Det afgørende er, at du lægger hele papirsclipsen fladt ned på vandoverfladen, så hele clipsens overflade kommer i kontakt med vandoverfladen samtidigt. Det er dog også muligt, at der er nogle sæberester eller lignende i vandet, som fjerner overfladespændingen. Skyl glasset grundigt og prøv igen.

Hvorfor synker clipsen ikke?

Ofte vil der ske det, at clipsen blot skubbes til side, når overfladespændingen brydes. Det kan her hjælpe at dyppe sæben ned midt i clipsen; dette område er nemlig ikke nødvendigvis i kontakt med resten af vandoverfladen, og derfor kan overfladespændingen bevares her. Prøv også at åbne clipsen lidt op. Alternativt må man anvende en nål eller et barberblad.

Udstyr og materialer:

grøn pil Vand
grøn pil Lille metalgenstand (f.eks. papirclips)
grøn pil Koncentreret opvaskemiddel

Referencer:

grøn pilLink til forsøg i database på University of Iowa.
grøn pilOverfladespænding
grøn pilQuick Time film af forsøget (1,47 MB).
grøn pilE.K. Chapin: "The Strange World of Surface Film", The Physics Teacher 4, 271 (1966). (Stor generel artikel om overfladespænding med forslag til forsøg.) (http://scitation.aip.org/tpt)
grøn pilR.D. Edge: "A Pointed Demonstration of Surface Tension", The Physics Teacher 29, 414 (1991). (http://scitation.aip.org/tpt)
grøn pilR.J. Ondris-Crawford and L.R. Hilliard: "It's All on the Surface", The Physics Teacher 35, 100 (1997). (Større artikel om overfladespænding med forslag til flere forsøg.) (http://scitation.aip.org/tpt)

PIRA DCS: 2A10.20 (Væskemekanik: Overfladespænding) Hvad er PIRA DCS?

Opdateret: 08.09.2005