Készíts saját vulk lávafolyamot és gejzíreket!

Átírás

1 ánt, Készíts saját vulk lávafolyamot és gejzíreket!

2 VULKÁNOK 2 Balesetvédelmi tanácsok A felszerelés egy része éles vagy hegyes tárgyakat tartalmaz, úgyhogy ezekkel óvatosan bánj! Mindig használd az egységcsomagban található védőkesztyűt és védőszemüveget; ezeket valamennyi kísérlethez húzd fel! A készletben található festékek foltot hagyhatnak. Vigyázz a ruhádra és a finomabb anyagokra! Fordíts nagy gondot arra, hogy a csomagban található anyagok közül semmi ne jusson be a szádba, a szemedbe és az orrodba! Ne engedj kisgyerekeket és állatokat a kísérleti terület közelébe! lépések a vulkanológia világában Elso Csak nyolc év feletti gyerekek részére, felnőtt felügyelete mellett! Valamennyi kísérletet felnőtt felügyelete mellett szabad végrehajtani! Ez a felszerelés nem hordoz valós veszélyt, kisebb vágások, sérülések azonban előfordulhatnak, ha nem helyesen bánunk az eszközökkel! Kérlek, olvasd el alaposan ezeket az utasításokat, mielőtt megpróbálsz elvégezni egy kísérletet! Minden eszközt és anyagot tarts elzárva, hogy kisgyerek ne férhessen hozzá! Bármilyen riasztó tünet esetén, amit nem említettünk ebben a füzetben, azonnal értesíteni kell a mentőket! Vészhelyzet esetén Magyarország területén hívd a következő számot: Mentők Rendőrség Tűzoltóság Általános Első kiadás: Science4You Ltd. London, Egyesült Királlyság Szerkesztő: Daniela Silva Szerző: Inês Martins és György Németh Társszerző: Harriet Larcher smith Tudományos szaklektor: David Pyle Kontrolszerkesztő: David Pyle Tervezte: Catarina Ribeiro és Marcos Rebelo Magyarországon kiadja Négy International Kft., 7635 Pécs, Varjú dűlő 15. Felelős kiadó a Kft. ügyvezetője. Minden jog fenntartva. Tilos ezen kiadvány bármely részét külső rendszerben tárolni vagy átvinni bármely úton, legyen az elektronikus, mechanikus vagy nyomtatott forma, fénymásolni, illetve egyéb módon tárolni a Sience4you Ltd-vel történt előzetes egyeztetés nélkül, és a jogtulajdonos kifejezett engedélye nélkül, vagy a megfelelő reprodukciós jogi szervezetek felhatalmazása nélkül. Bármely engedély nélküli használat vagy a füzet jogainak megsértése esetén a Sience4you Ltd. jogorvoslatért fordul a megfelelő hatóságokhoz, nem kizárva az esetleges büntetőjogi eljárás kezdeményezését.

3 TARTALOMJEGYZÉK 3 1. Az Oxfordi Egyetem 1.1. Az Oxfordi Egyetemről 1.2. A vulkánok tanulmányozása az egyetemen 2. A tudomány, működés közben 3. Kezdjünk hozzá! 3.1. A készlet tartalma 3.2. Kísérletek: 1. kísérlet - Gejzír 2. kísérlet - Másik módszer a gejzír készítéséhez 3. kísérlet - Vulkán 4. kísérlet - Másik módszer a vulkán készítéshez 5. kísérlet - Vulkán palack 6. kísérlet - Hidrogén peroxid vulkán 4. Jegyzetek lépések a vulkanológia világában Elso Tartalomjegyzék

4 4 UNIVERSITY OF OXFORD 1. Az Oxfordi Egyetem 1.1. Az Oxfordi Egyetemről Az angol anyanyelvű világ legrégebbi egyetemeként Oxford egyedülálló és történelmi jelentőségű intézmény. Oxfordban mintegy 1096 óta folyik oktatás, és az ott folyó világhírű oktatási színvonalnak köszönhetően az intézmény a legkitűnőbb diákokat vonzza magához a világ minden részéről. A diákok több mint 240 országból és területről érkeznek ide, és jelenleg 22 ezren tanulnak intézményeinkben. Oxford főleg abban különbözik a többi egyetemtől, hogy 38 főiskolából áll, tovább 6 egyházi felsőoktatási intézménye is van. Az oxfordi oktatási rendszer ötvözi a legjobb kiscsoportos személyre szóló oktatási módszereket a főiskolán az egyetemekre jellemző világszínvonalú oktatási segédeszközök és létesítmények alkalmazásával. Elso lépések a vulkanológia világában 1. kép: Radcliffe Előadó épület, Oxfordi Egyetem. Íme néhány érdekesebb adat Oxfordról: Az egyetem egykori diákjai közül 26 brit miniszterelnök, 30 nemzetközi vezető, 50 Nobel díjas tudós, és legalább 12 szent és 20 Canterbury érsek, illetve mintegy 120 olimpiai érmes sportoló került ki. Oxford többször is a bekerült a top tíz közé a világ legjobb egyetemeit összefoglaló táblázatában. Oxfordon pusztán a tanulmányi eredményeik, illetve az általuk választott szakterület iráni elkötelezettség alapján választják ki a legjobb és legokosabb diákokat. James 2. kép: Oxfordi Egyetemi diákok. Laemq 3. kép: Oxford.

5 UNIVERSITY OF OXFORD A vulkánok tanulmányozása Az Oxfordi Egyetem a vulkánok tanulmányozása, tehát a vulkanológia első számú kutató központja. A kutatást az országos földtani intézet központja vezeti. Szoros együttműködésben dolgoznak más tanszékekkel, például a fizika, biológia, régészeti és egy geológiai tanszékkel is. A modern tudomány fejlettsége ellenére nem tudjuk pontosan meghatározni azt, hogy mikor fog kitörni egy vulkán. Az oxfordi team folyamatosan új módszereket keres arra, hogy hogy lehetne korán figyelmeztetni az emberiséget a kitörésekre. Számos tényezőre oda kell figyelniük, hiszen a vulkáni kitöréseket nem egyetlen dolog váltja ki. A vulkánoknál gázok szabadulnak fel, és a csúcstechnológiájú szenzorok pontosan elárulják a tudósoknak, hogy milyen a gázok vegyi összetétele. Az oxfordi team új módszereket kutat fel, hogy a gázok vizsgálata során mi adhat támpontot arra, hogy mikor tör ki egy vulkán. Oxfordban a vulkanológusok az egész Földet vizsgálják. A magma nem csak az egyes vulkánokon át közlekedik, hanem bolygónk teljes egészén. Föld alatti áramlások egész hálózata létezik, amelyet az oxfordi kutatók igyekeznek feltérképezni. A magma ciklus megértése sokat segítene abban, hogy előre jelezzék a vulkánok kitörését, és többet megtudjunk magáról a földkéregről is. David Pyle professzor vezető oxfordi vulkanológus a világ különböző vulkánjain dolgozik ben a csapata elrepült a görög Santorini szigetére, ahol morajlást észleltek a közeli vulkanikus sziget alatt. A műholdak segítségével találtak egy hatalmas magma gömböt a felszín alatt. A felszín alatt lévő magma hatására a sziget 10 centiméterrel megemelkedett. Copyright The British Library Board Elso lépések a vulkanológia világában 4. kép: Az Etna hegy gőzölgő csúcsából kiáramló sűrű füst. A Szicíliában található Etna Európa legaktívabb vulkánja. 5. kép: A szicíliai Etna vulkánja kitörés közben. 6. kép: David Pyle professzor. A szantorinihez hasonló vulkánok tanulmányozása segítségével Pyle professzor és teamje jobban megérheti azt, hogy hogyan működnek a vulkánok. Bár értjük a vulkánok működésének alapjait, még mindig rengeteg munka van hátra. Bár lehet, hogy soha nem fogjuk tudni pontosan megmondani, hogy mikor tör ki egy vulkán, az oxfordi kutatók óriási lépésekkel haladnak a megfelelő irányba.

6 A tudomány muködés közben No lám, Maria és PETER! Sziasztok, srácok! Ma egy hihetetlen világ felé vesszük az utunkat: a vulkánok világába megyünk! Készen álltok a kalandra? HU, professzor, de izgi óránk lesz ma! Magma and Lava! Volcanoes Akkor ugorjunk be mindannyian a vulkángépbe! off on Tudjátok, hol vagyunk? A vulkán magma-kamrájában. Professzor, mi bugyog itt alattunk? Nagyon forrónak tunik! off on! P ZI! p o z Maria, nem emlékszel, mit tanultunk tegnap? Ez a magma! Megdicsérlek, PETER pontosan ez az. A magma egy suru folyadék, amely megolvadt kozetek és kristályok keverékébol áll, de gázbuborékok is találhatok a vulkánok belsejében.

7 De professzor, nem láva szokott kitörni a vulkánokból? Akkor mi a különbség a láva és a magma között? Remek kérdés, Maria. Amikor a magma eléri a vulkán felszínét, és keresztülhalad a kürtojén, akkor kiengedi a gáz nagy részét, és vagy kifolyik folyadék formájában, amelyet lávának nevezünk, vagy egy robbanás kíséretében kitör, és megszilárdult vulkanikus közetdarabok formájában esik vissza. Professzor, a láva is forró? Ejnye, PETER, hát nem emlékszel, mit tanultunk tegnap? A láva homérséklete 800 és 1150 Celsius között változik, és a vulkáni kitörésre akkor kerül sor, ha a magma felemelkedik. Na jól van, gyerekek! Csakhogy nemcsak lávát lövellnek ám ki a vulkánok! Így van: gázokat is, amelyek korábban a magmában voltak, és ezekben van göz, széndioxid és kéndioxid is. Valamit kifelejtettél PETER! A piroklasztot! Pontosan, a piroklaszt vulkanikus közetdarabka, amely a méretétol függoen lehet hamu, lapilli, vagy bomba. Gyerekek, menjünk vissza az osztályterembe, mielött kitörne ez a vulkán!

8 8 Munkára fel! Elso lépések a vulkanológia világában

9 A KÉSZLET TARTALMA A készlet tartalma Translate Megnevezés: 1. Védőszemüveg 2. Színes festék 3. Szódabikarbóna 4. Keverőpálca 5. Vulkán öntőforma Other things you will need for your experiments: Tölcsér Tál Szívószál Víz, Másfél literes diétás kólásüveg 1 csomag Mentos keménycukorka Ecet Lapos tányér Lavór vagy tál Műanyag palack ( ml) 5 Mennyiség: Mosópor Egy kis üvegpalack Egy nagy befőttesüveg Madzag Mikrohullámú sütő vagy tűzhely Gyurma Műanyag pohár vagy félbevágott műanyag üveg 3%-os hidrogén peroxid oldat Élesztő Elso lépések a vulkanológia világában

10 10 KÍSÉRLETEK 3.2. Kísérletek 1. Kísérlet Gejzír 3. Egy kicsit döntsd meg a tölcsért, és dugd be a szívószál egyik végét a megdöntött rész alá. 4. Fújj bele be a tölcsérbe a szívószál másik végén át. Mi történt? Fújj még erősebben! Elso lépések a vulkanológia világában Ebben a kísérletben megfigyelheted, hogy hogyan működnek a gejzírek. Mire lesz szükséged? Tölcsér Egy tál (nagyobb, mint a tölcsér) Szívószál Víz Magyarázat: Ahogy a szívószálba fújsz, a levegő kezdi kiszorítani a tölcsér belsejében lévő vizet. Ha még erősebben fújsz, a tölcsérben lévő nyomás megnő, míg végül a levegő és a víz fel tud emelkedni annyira, hogy gejzírhatást produkálnak. A valóságban a gejzírek esetében a nyomást földalatti forró vulkanikus sziklákkal való érintkezés hatására felforró víz okozza. 2. Kísérlet Másik módszer a gejzír készítéshez Ebben a kísérletben megtapasztalhatjátok a gejzír bámulatos erejét. Lépések: 1. Töltsd meg a műanyag palackot félig vízzel. 2. Tedd a tölcsért a tálba úgy, hogy a szélesebbik fele legyen alul. Mire lesz szükséged? Másfél literes diétás kólás palackra Egy csomag mentolos Mentos cukorkára Lépések: 1. Helyezzük a palackot lapos stabil felületre. Győződjünk meg róla, hogy a környéken ne legyen semmi, amiben kárt tehetünk, mert az anyag kiömölhet. Ha lehet, a szabadban végezzük ezt a kísérletet. 2. Nyissunk ki egy csomag Mentos cukorkát, és tegyünk be egy egész csomagot a palackba egyszerre (úgy is csinálhatjuk, hogy kivesszük a cukorkákat a csomagból, és összekötözzük őket egy ragasztószalaggal, és egy hengert kapunk, amit egyszerre betehetünk a palackba.

11 KÍSÉRLETEK Magyarázat: A kálium-benzoát, az aszpartám és a diétás kólában lévő széndioxid a Mentos cukorkában található gumiarábikummal és zselatinnal elegyítve gejzírhez hasonlatos habképződést okoz. A Mentos cukorka felületén apró lyukak találhatók, amelyek megnövelik a reakcióhoz a felszín nagyságát, és ennek következtében a reakció még nagyobb energiával jár. A diétás kólában lévő aszpartám csökkenti az ital felületi feszültségét, és ennek következtében még hevesebb reakció lesz az eredmény, mintha normál kólával végeznénk a kísérletet. 3. Kísérlet Vulkán Ebben a kísérletben a vulkán kitörését fogjuk szemléltetni. Mire lesz szükséged? Védőszemüveg Szódabikarbóna Vulkán modell Pálcika (keveréshez) Víz Színes festék Ecet Lapos tányér Lépések: 1. Helyezd a vulkánmodellt a lapostányérra. Sok rágógumiban vagy édességben, például a Mentos cukorkában is található gumiarábikum. Ez a termék igen elterjedt alapanyag az élelmiszeriparban, különösen sűrítő tulajdonságának köszönhetően (ezek az édességek pont a gumiarábikumnak köszönhetően ilyen rágósak). A gumiarábikum ugyancsak csökkenti a vízmolekulák felületi feszültségét, aminek következtében azonnal felszabadul a palackban található széndioxid. A gáz hirtelen tágulása következtében megnő a palackban a nyomás, és így a folyadék kilövell az üvegből. 2. Tegyél azonos mennyiségű szódabikarbónát és festéket a vulkán belsejébe, aztán keverd fel jól! lépések a vulkanológia világában Elso 3. Futás! 11

12 12 KÍSÉRLETEK 3. Önts néhány csepp ecetet a keverékbe, és folytasd lassan a kevergetést miközben megkezdődik a reakció. Elso lépések a vulkanológia világában 4. Figyeld meg, mi történik. Magyarázat: A szódabikarbóna reakcióba lép az ecetben lévő ecetsavval, és ennek hatására széndioxid (CO 2 ) szabadul fel. Mint tudod, nyilván nem ez történik a vulkán belsejében. A kísérlet csak arra szolgál, hogy szemléltesse számodra, hogy hogy néz ki egy vulkánkitörés. 4. Kísérlet Másik módszer a vulkánkészítéshez Nézzünk egy másik módszert arra, hogy hogyan hozhatunk létre vulkanikus lávát. Mire lesz szükséged? Lavór vagy egy tál Üres műanyag palack (330 vagy 500 ml) Mosópor Ecet Szódabikarbóna Liszt Színes festék Gyurma Lépések: 1. Helyezzük a palackot a lavórba vagy tálba, és kerítsük körbe egy gyurmával, hogy biztosan megálljon a talpán. 2. Öntsünk két evőkanál szódabikarbónát a palackba. 3. Adjunk hozzá pár csepp színes festéket. 4. Most megválaszthatjuk, hogy milyen állagú legyen a láva. Ha akarjuk, lehet nagyon folyékony reakció, sok habbal, akkor adjunk hozzá egy evőkanál mosóport. Ha sűrűbb lávát szeretnénk, akkor adjunk hozzá egy kis lisztet. Adhatunk hozzá egy evőkanállal mindkettőből, ha úgy tetszik. 5. Adjunk hozzá egy kis ecetet (körülbelül 20 ml-t) a keverékhez, és figyeljük meg, mi történik. Magyarázat: A széndioxid (CO 2 ) felszabadulását a szódabikarbóna és az ecetsav reakciója váltja ki.

13 13 KÍSÉRLETEK 5. kísérlet Vulkán palack fogva, amit az előbb csináltunk, és óvatosan eresszük bele a nagy üveg belsejébe, ügyelve arra, hogy függőleges maradjon. Miért van az, ha egy forró italba beleiszunk, akkor az első korty mindig sokkal forróbbnak tűnik, mint a többi. Mire lesz szükséged? Egy kis üvegpalackra Egy nagy befőttes üvegre (kétszer akkora legyen, mint az üvegpalack) Madzagra Színes festékre Forró vízre Lépések: 1. Vágjunk le egy körülbelül 30 cm hosszú zsinórt, és kössük rá az üvegpalack nyakára. 2. A madzag másik végét kössük rá ugyancsak a kis palack nyakára, hogy egy fogantyút alkosson. 3. Töltsük meg a befőttes üveget hideg csapvízzel. Ne töltsük tele teljesen, mert kell egy kis helyet hagyni a kis üvegnek is, amit bele fogunk tenni a befőttes üvegbe. 4. Töltsük teljesen tele a kis üveget forró vízzel. 5. Öntsünk pár csepp színes festéket a kis üvegbe. 6. Fogjuk meg a kis üveget a fogantyúnál 7. kép: Vulkán-palack. Magyarázat: Amikor beengedjük a forró vizet tartalmazó kis üveget a hideg vizes befőttes üvegbe, akkor a meleg víz kiszorul és a hideg vízbe távozik, akárcsak a vulkán esetében. A forró víz gyorsan az üveg tetejére emelkedik, hiszen az könnyebb, mint a hideg víz. Amikor a vizet melegítjük, akkor kitágul, és valamivel könnyebb lesz, mint a hideg víz. lépések a vulkanológia világában Elso Ez az egyszerű vízzel végzett kísérlet megmutatja számunkra azt, hogy mi történik, amikor forró folyadékot hideg folyadékkal elegyítünk. A forró folyadék kiszorításra kerül, amikor érintkezésbe kerül a hideg vízzel, akárcsak a vulkánban.

14 KÍSÉRLETEK kísérlet Hidrogén peroxid vulkán lépések a vulkanológia világában Elso Ebben a kísérletben egy olyan vulkánkitörést látunk, ami egy kicsit más, mint a többi. Alapjában véve azonban a vulkánkitörés során lejátszódó reakció teljesen más. Mivel az oxigén színtelen, muszáj hozzáadni egy kis mosóport, hogy megfigyeljük az oxigén felszabadulását a kísérlet közben. A felszabaduló oxigén érintkezésbe kerül a mosóporral, és habképződést eredményez. Ez biztosítja azt, hogy a reakció sikeres legyen, és az oxigén felszabaduljon a hidrogén peroxidból. Mire lesz szükségünk: Egy műanyag pohárra, vagy egy félbevágott műanyag palackra Hidrogén peroxidra Élesztőre Mosóporra Színes festékre (tetszés szerint) Lépések: 1. Helyezzük a poharat egy leveses tányérra vagy tálba, hogy könnyebb legyen összetakarítani a kísérlet végeztével. 2. Oldjunk fel egy kis élesztőt vízben, majd öntsük be a műanyag pohárba, körülbelül 1 cm magasságig. 3. Adjunk a keverékhez kb. két evőkanál mosóport. 4. Öntsünk egy kis hidrogén peroxidot a műanyag pohárba, majd figyeljük, mi történik. Magyarázat: Miután a hidrogén peroxid érintkezésbe lép az élesztővel, oxigén (O2) szabadul fel a hidrogén peroxidból (H2O2). A kataláz egy olyan enzim, amely katalizátor szerepét tölti be, ami azt jelenti, hogy felgyorsítja a reakció sebességét. Ebben a helyzetben az oxigén felszabadulást fogja felgyorsítani. 8. kép: Peroxid vulkán.

15 lépések a vulkanológia világában Elso JEGYZETEK Jegyzetek

16 ISBN További információkért keresd fel a weboldalunkat: Science4you S.A. Made Under Licence From Oxford Limited Oxford Limited 2015