חפשו פעילויות וכתבות
מה חדש בדוידסון Online
ניסוי הסנה הבוער – איך לגרום לנייר לבעור בלי שיישרף?
בניסוי הזה נסביר איך לעשות קסם ידוע באמצעות שיטה מדעית. בניסוי, חומר (כמו נייר) יעלה באש, אבל לא יישרף בכלל (כמו הסנה הבוער של משה רבנו). הניסוי מחייב השגחה של מבוגר!
ציוד
אלכוהול 96% (ניתן לרכוש בכל סופרמרקט גדול באגף המשקאות החריפים)
כוס
כף
מים
פיסת נייר פשוט (אחרי שבודקים ומתאמנים אפשר לעבור לשטר כסף)
מלקחי בישול ארוכים
גפרורים או מצית
מלח בישול (אם רוצים לשדרג את הניסוי ולשנות את צבע הלהבה מכחול לכתום-צהבהב, ראו "מעניין לציין")
מהלך הניסוי
את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון הבא:
הסבר
אלכוהול הוא חומר דליק ואילו מים אינם חומר דליק. כשאנחנו מערבבים את האלכוהול עם המים אנחנו יוצרים מה שנקרא "תערובת" של מים וכוהל. כשאנחנו מקרבים לתערובת הזו גפרור או מקור אש אחר, האלכוהול שבתערובת, שהוא חומר דליק, מתחיל לבעור. מה שבוער הוא האלכוהול במצב צבירה גזי, כמו במרבית המקרים שבהם יש אש – כלומר האלכוהול שעולה באש הוא זה שמתאדה מהתערובת. אפשר לראות את זה אם מסתכלים היטב על האש הבוערת – רואים שהיא לא ממש נוגעת בשטר הכסף, אלא 'מרחפת' סביבו. אלו הם אדי האלכוהול שמתאדים סביב השטר.
המים נשארים על השטר כיוון שהם אינן דליקים - והאש לא מכלה אותם. אחרי כמה שניות של בעירה כל האלכוהול מתאדה מהתערובת, האש נפסקת והשטר נשאר שלם ולא שרוף, כשהוא ספוג במים בלבד.
כדי שתפרוץ אש דרושה נוכחות של שלושה גורמים בו-זמנית: חומר דליק, חומר מחמצן (כמו החמצן שבאוויר) וחום או טמפרטורה גבוהה. יחד הם מכונים "משולש האש". המים מונעים מהשטר להתלקח משתי סיבות, ששוברות את משולש האש:
1. המים מקררים את השטר – כל עוד יש עליו מים נוזליים, הטמפרטורה של השטר לא יכולה לעלות מעל 100 מעלות צלזיוס – כיוון שזו טמפרטורת הרתיחה של המים. טמפרטורה של מתחת ל-100 מעלות צלזיוס אינה גבוהה מספיק כדי לגרום לנייר להתלקח, וכך נשבר משולש האש. (נייר מתלקח בטמפרטורה הרבה יותר גבוהה, של 233 מעלות צלזיוס).
2. המים הספוגים בשטר ומכסים אותו מונעים ממנו לבוא במגע עם חמצן – וגם כך מונעים את התלקחותו.
חשוב לציין שאילו היינו משתמשים בריכוז אלכוהול גבוה יותר מריכוז התערובת שבה השתמשנו בניסוי (כ-50%), למשל 75%, הניסוי היה נכשל. במקרה כזה חום האש היה מצליח לאדות את המים מהשטר והשטר היה מתלקח. חשוב לשים לב שאם ריכוז האלכוהול יהיה נמוך מדי, למשל 10%, כבר לא יהיו מספיק אדי אלכוהול כדי לגרום לאש להתלקח מלכתחילה.
מעניין לציין
אפשר לשדרג את הניסוי ולשנות את צבע הלהבה מכחול לכתום צהבהב, על יד המסה של רבע כפית מלח בישול בתמיסה. הסיבה היא שכל חומר שמחממים פולט צבע אופייני, שתלוי בכמה תכונות. אחת מהן נקראת דווקא "קרינת גוף שחור", והשנייה היא מבנה רמות האלקטרונים שבאטומים שלו. הצבע המאפיין את היסוד נתרן (Na) שנמצא במלח בישול (NaCl) הוא צהוב, ולכן כשמוסיפים אותו לתמיסה הוא משנה את צבע הלהבה לכתום-צהבהב, כפי שאפשר לראות בסדרת התמונות הבאה:
עוד ניסויים שעוסקים במשולש האש: אש מתחת למים, ברזל בוער. כמו כן מומלץ לבצע גם את הניסוי בלונים חסיני אש – שמשתמש בשיטה דומה (קירור באמצעות מים) כדי ליצור בלונים עמידים בפני אש.
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
- This article has 28 comments
- 30.06.13
כוהל ריכוז של 95%
הוגש ע"י ג'מאל אלדין אבו רביע ב־ה', 15.01.2015 , 17:05.
אם עשיתי את הניסוי בכוהל ריכוז 95%
כמה אני צריך כפיות של כוהל וכמה כפיות של מים
תודה מראש
מודה לכם מכל הלב
התכליות ממהניסיון הזה
הוגש ע"י ג'מאל אלדיון אבו רביע ב־ב', 12.01.2015 , 19:08.
ראשית שלום
שנית אני מצטער על כל כך הרבה שאלות
שלישית אם אני רוצה להבין את הניסוי הזה...מה הן התכליות מן הניסוי הזה
תודה רבה
שאלה אחרת
הוגש ע"י ג'מאל אלדין אבו רביע ב־ב', 12.01.2015 , 19:11.
עוד שאלה
איך הניסיון הזה משפיע עלינו בחיים היום-יומי
עוד שאלה
הוגש ע"י ג'מאל אלדין אבו רביע ב־ב', 12.01.2015 , 19:24.
מה הן המסקנות מן הניסוי האלה
תודה רבה
מסקנות והשפעות
הוגש ע"י אבי סאייג ב־ג', 13.01.2015 , 13:17.
שלום ג'אמל, כבר שאלת קודם על מסקנות מהניסוי –ואני אכתוב לך את אותה התשובה:
הניסוי הזה, כמו כל הניסויים במדור 'מדע בבית' הוא לא ניסויי חקר, אלא ניסויי הדגמה. שים לב שבאף ניסוי באתר אנחנו לא בודקים איזה מדד מסויים או תנאים מסויימים, אלא רק מדגימים איך עיקרון מדעי יכול לבוא לידי ביטוי בצורה יפה ומעניינת.
בניסוי הנוכחי אנו מדגימים כי תערובת של אלכוהול ומים יכולה להיות עדיין דליקה, אבל לא לגרום לשריפה של החומר שבו היא ספוגה, בגלל 'הגנה' של המים מפני אש – באמצעות קירור.
אם אתה רוצה להסיק מסקנות יותר עמוקות מהניסוי, צריך להפוך אותו לניסוי חקר, ואולי לבדוק איזה פרמטרים משפיעים על תוצאות הניסוי. למשל: לעשות תמיסות של אלכוהול במים בריכוזים שונים: 90%, 80%, 70%.... 20%, 10% - ולחזור על הניסוי בכל ריכוז, כך תוכל לבדוק ולענות על שתי שאלות (ולהסיק מסקנות חדשות) – למשל: מה ריכוז האלכוהול הכי גבוה בו הניסוי עובד, והנייר לא נשרף. שאלה נוספת – מה ריכוז האלכוהול הכי נמוך בו עדיין האלכוהול נדלק (בריכוז אלכוהול נמוך, לא תצליח להדליק את התמיסה).
לסיכום – אפשר לומר שהניסוי הוכיח שמים מסוגלים לעצור את 'משולש האש' (=חומר דליק, חמצן, טמפרטורה) על ידי קירור / שמירה על טמפרטורה נמוכה, וככה למנוע מחומרים דליקים + חמצן להישרף, ובחיי היום יום אפשר להגיד שבאמת כדאי להשתמש במים לכבות שריפות מסיבה זו.
בברכה
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
מה היא האנטראקציה הכימית שקרתה?
הוגש ע"י ג'מאל אלדין אבו רביע ב־ו', 02.01.2015 , 22:15.
שלום :
רציתי לשאול על מה היא האנטראקציה הכימית שקרתה?
תיקון השאלה
הוגש ע"י ג'מאל אלדין ב־ו', 02.01.2015 , 22:20.
או בצורה אחרת
מה הם המרוכבים שגרומו לאש ואיך אני יכול לכתוב אותם בצורה כימית נכונה
תודה רבה
התגובה הכימית שהתרחשה
הוגש ע"י אבי סאייג ב־א', 04.01.2015 , 11:45.
שלום ג'מאל
התגובה הכימית שהתרחשה בניסוי היא תגובת שריפה. תגובה בה האלכוהול (C2H6O) הגיב עם החמצן (O2) שבאוויר בתגובת שריפה, שהתוצרים שלה היו הגז פחמן דו חמצני (CO2) ואדי מים (H2O).
אפשר לנסח את התגובה הכימית של שריפת האלכוהול ככה:
(C2H6O(l) + 3O2(g) --------> 2CO2(g) + 3H2O(g
בברכה
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
המסקנה מניסוי הסנה הבוער
הוגש ע"י ג'מאל אלדין אבו רביע ב־ב', 15.12.2014 , 14:46.
איך אני יכול להגיע למסקנה מניסוי הזה !?
כאילו אני הבנתי שבגלל צפיפות הכוהל הנמוכה הוא נדלק ?
מה אפשר להוסיף ?!
ניסוי הדגמה מול ניסוי חקר
הוגש ע"י אבי סאייג ב־ב', 15.12.2014 , 15:29.
שלום ג'מאל,
הניסוי הזה, כמו כל הניסויים במדור 'מדע בבית' הוא לא ניסויי חקר, אלא ניסויי הדגמה. שים לב שבאף ניסוי באתר אנחנו לא בודקים איזה מדד מסויים או תנאים מסויימים, אלא רק מדגימים איך עיקרון מדעי יכול לבוא לידי ביטוי בצורה יפה ומעניינת.
בניסוי הנוכחי אנו מדגימים כי תערובת של אלכוהול ומים יכולה להיות עדיין דליקה, אבל לא לגרום לשריפה של החומר שבו היא ספוגה, בגלל 'הגנה' של המים מפני אש. (דרך אגב, בניגוד למה שכתבת, אין קשר בין צפיפות הכוהל לעובדה שהוא דליק, אלו שתי תכונות שונות שלא קשורות זו לזו).
אם אתה רוצה להסיק מסקנות יותר עמוקות מהניסוי, צריך להפוך אותו לניסוי חקר, ואולי לבדוק איזה פרמטרים משפיעים על תוצאות הניסוי. למשל: לעשות תמיסות של אלכוהול במים בריכוזים שונים: 90%, 80%, 70%.... 20%, 10% - ולחזור על הניסוי בכל ריכוז, כך תוכל לבדוק ולענות על שתי שאלות (ולהסיק מסקנות חדשות) – למשל: מה ריכוז האלכוהול הכי גבוה בו הניסוי עובד, והנייר לא נשרף. שאלה נוספת – מה ריכוז האלכוהול הכי נמוך בו עדיין האלכוהול נדלק (בריכוז אלכוהול נמוך, לא תצליח להדליק את התמיסה).
בהצלחה,
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הקשר בכימיה
הוגש ע"י ג"מאל אלדין אבו רביע ב־ב', 15.12.2014 , 17:11.
שלום ד"ר:
ראשית תודה על תשובתך המהירה
שנית אני יכול להגיד למרות התערובת שמכילה מים וכוהל היא עדיין דליקה נכון ?
שלישית אם אני רציתי לקשר את הניסוי הזה בכימיה אני יכול להגיד שהכוהל הוא חומר אורגני דליק והמים אינם דליקים וכשאנחנו מקריבים לתערובת זו מקור אש הכוהל נדלק אבל הדבר שעליו ספוגה התערובת לא נשרף?
תודה רבה
סוג הכוהל
הוגש ע"י ג'מאל אבו רביע ב־ב', 08.12.2014 , 19:54.
יש אפשרות לרכוש כוהל 96% מסופר פארם...
הכוהל שמשתמשים בבתי חולים ?
כן
הוגש ע"י אבי סאייג ב־ג', 09.12.2014 , 16:52.
כן, אפשר לרכוש כוהל בבית מרקחת - אבל דווקא בסופרמרקט זה יותר זול מנסיוני.
לגבי הכוהל שמשתמשים בו בבתי חולים - גם אפשר להשתמש, לרוב זה בריכוז של 70% אלכוהול במים. בגלל שאתה צריך להגיע לריכוז של 50% אלכוהול בשביל הניסוי המיהול יהיה - 100 מ"ל אלכוהול של בתי חולים (שמכיל 70 מ"ל אלכוהול) שיעורבב עם 40 מ"ל מים.
כך בסך הכל תהייה לך תמיסה בנפח 140 מ"ל - שמכילה 70 מ"ל אלכוהול, כלומר 50% אלכוהול.
בברכה,
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
כהל מפוגל
הוגש ע"י שלומית ב־ה', 01.05.2014 , 07:47.
ראשית תודה על התשובה המהירה.
כיצד אני מבצעת את הניסוי עם כהל מפוגל? האם יחס המהילה במים נשאר זהה?
את צריכה להגיע לכהל בריכוז של כ-50%
הוגש ע"י אבי סאייג ב־ה', 01.05.2014 , 10:17.
את צריכה להגיע לכהל בריכוז של כ-50%. תסתכלי על הבקבוק שלך - אם הכהל המפוגל שלך הוא בריכוז של 100-96% כמו בניסוי - אז יחס המהילה נשאר זהה.
אם הכהל המפוגל שלך בריכוז 70% - אז כדי להגיע לריכוז של 50%, אז בחשבון פשוט את תצטרכי למזוג ממנו 100 מ"ל ולהוסיף להם 40 מ"ל מים (כלומר יחס כהל:מים של עשר:ארבע או חמש:שתיים). כך יהיה לך 140 מ"ל נוזל סה"כ שמתוכו 70 מ"ל הם אלכוהול - ריכוז של 50%.
בברכה
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידוסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
אלכוהול 96% (ניתן לרכוש בכל סופרמרקט גדול באגף המשקאות החריפים)
הוגש ע"י 96>75? ב־ד', 10.07.2013 , 10:20.
חשוב לציין שאילו היינו משתמשים בריכוז אלכוהול גבוה יותר, למשל 75%
מהריכוז הסופי - אחרי המהילה
הוגש ע"י אבי סאייג ב־ד', 10.07.2013 , 11:56.
צריך לראות את הסרט כדי להבין. לא משתמשים באלכוהול בריכוז 96%, אלא מוהלים אותו ל-50% - עם מים. ואז אכן 75% הוא ריכוז גבוה יותר ממה שהשתמשנו בו בניסוי...
אבל אוסיף הבהרה גם בכתב, עבור אלו שלא ראו את הסרט.
בברכה
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
אבל זה לא נייר
הוגש ע"י מתן ב־א', 30.06.2013 , 19:55.
עד כמה שידוע לי שטרות כסף עשויים כותנה ולא נייר
מה?
הוגש ע"י אבי סאייג ב־ב', 01.07.2013 , 11:40.
נייר זה לא שם של חומר, אלא שם של תצורה של חומר. מה שרשמת זה כמו לרשום:
"עד כמה שידוע לי – מכנסי ג'ינס עשויים מכותנה ולא מבד"
כמו שיש הרבה סוגי בדים – שיכולים להיות בנויים מהרבה חומרים (כותנה, צמר, פוליאסטר וכו') ככה יש הרבה סוגי ניירות: יש נייר שעשוי מתאית שמשיגים מעץ, יש נייר שעשוי מתאית שמקורה בכותנה, יש נייר שמכינים מאורז, יש אפילו נייר סינטטי לחלוטין (כמו השטרות של ה-20 שקלים החדשים) – אבל כולם זה סוגים נייר... ככה שלא ברור מה זאת אומרת 'שטרות כסף לא עשויים מנייר'.
בברכה
ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
טעות שלי
הוגש ע"י מתן ב־ב', 01.07.2013 , 12:19.
סליחה, אני חשבתי שההגדרה של נייר זה תערובת עצה ועוד כמה חומרים שנגרסים דק ונכבשים ביחד עד ליריעה דקה.
אבל אתה צודק, נייר יכול להיות עשוי ממגוון חומרים.
המילה נייר בתחילת הפוסט בלבל אותי
שלך
מתן
תגובות