Для ефекту цей досвід потрібно робити, звичайно, в непрозорій ємності. Сторонній спостерігач буде бачити лише зовнішню сторону процесу: експериментатор насипає в воду пісок, а потім дістає його звідти - абсолютно сухим. Як таке можливо?
Пісок - це матеріал, що складається з суміші дрібних зерен різних гірських порід. Основною складовою піску найчастіше є кристали кварцу. Тому пісок не розчиняється у воді - з будь-якої ємності його можна витягти і потім просушити, не втративши ні грама. Проте пісок не відштовхує воду, а намокає, змінюючи під її впливом свої структурні властивості. Зокрема, вологі піщинки притягуються один до одного силами поверхневого натягу води і завдяки цим же силам прекрасно склеюються, перетворюючи пісок з сипучої субстанції в досить міцний будівельний матеріал.
Для досвіду ми приготували пісок чотирьох кольорів - жовтий, червоний, зелений і синій.
Незибучіе піски
Якби ми кинули в воду звичайний пісок, він би просто намок і опустився на дно. Ми ж попередньо обробили пісок стійкою водовідштовхувальним просоченням, або, інакше кажучи, речовиною класу DWR (Durable Water Repellent). Як працюють такі речовини? В ідеальних умовах крапля рідини прагне прийняти саму енергетично вигідну форму - кулі, тобто отримати найменшу площу поверхні при даному обсязі. При контакті краплі і твердої речовини сили тяжіння між молекулами твердого тіла і води зазвичай сильніше, ніж між молекулами самої рідини, - і рідина притягується до поверхні, змочуючи її. При обробці поверхні DWR - речовиною зі значно більш низьким коефіцієнтом поверхневого натягу - тверде тіло притягує молекули рідини набагато слабкіше (а не відштовхує їх, до речі, всупереч усталеній російській назві), оскільки його поверхня покривається найтоншою плівкою з водовідштовхувальним просочення. Сила взаємного тяжіння молекул води і твердого тіла знижується, і рідина перестає змочувати поверхню.
Але фотографуватися «погодився» тільки останній, тому що він - єдиний з усіх - був дрібнозернистим і «схоплювався» водовідштовхувальним рідиною.
А що таке пісок, як не сукупність поверхонь окремих його складових? Плівка утворюється навколо піщинки або групи піщинок, і коли ми насипаємо сухий на вигляд пісок в воду, DWR утворює гелеобразную перешкоду між водою і піском. Усередині цих своєрідних капсул пісок залишається сухим - його можна дістати і висипати на стіл.
Решта навіть після обробки вели себе як звичайний піску. ВАЖЛИВО! З крупнодісперсной піском Scotchgard буде працювати погано. Чим дрібніше і однорідніше піщинки, тим ефектніше буде досвід.
Як робити досвід
1) Розсипте пісок по поверхні достатньої площі і просочіть водовідштовхувальним спреєм. Ми використовували Scotchgard виробництва компанії 3M (і тому можемо гарантувати його працездатність), але теоретично підходять і інші DWR-рідини.
2) Ретельно просушіть пісок.
3) Насипати пісок слід досить товстою струменем, різко, щоб він, незважаючи на прожиток спреєм Scotchgard, пробився через поверхню води і опустився на дно. Якщо сипати тонкою цівкою, DWR буде утворювати водоплавну плівку, не даючи піску тонути.
4) Якщо акуратно витягнути «капсули» DWR з води, вони «розкриються», і пісок всередині них буде сухим.
Стаття «Сухим з води» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №4, Грудень 2014 ).
Як таке можливо?Як працюють такі речовини?
А що таке пісок, як не сукупність поверхонь окремих його складових?
