Na Ziemi również nie brakuje miejsc, gdzie trudno odszukać wodę. Przykładem mogą być potężne pustynie, tereny sawanny czy stepów. Ale brak obecności zbiorników nie oznacza braku wody. Nawet podczas długich susz można doszukiwać się cząsteczek H2O w strukturach porowatych materiałów. Pora na eksperyment terenowy.
Potrzebne materiały
1. Czysty słoik lub miska
2. Folia spożywcza
3. Kilka niewielkich kamyków
4. Łopatka
Wykonanie
W słoneczny dzień na polanie lub w ogródku należy wykopać dół o wymiarach pozwalających na umieszczenie naczynia, w którym będzie zbierać się woda. Może to być słoik, miska lub kubek. W moim przypadku otwór miał wymiary 25 x 30 x 15 cm. Ziemię lub piasek najlepiej odsunąć od krawędzi wykopu. Następnie cały otwór zakrywamy folią spożywczą – ważne aby nie było otworu umożliwiającego wymianę powietrza. Wystające końce folii delikatnie przysypujemy ziemią z każdej strony. Następnie na rogach folii ustawiamy kilka kamyków. Na koniec 1-2 kamyki umieszczamy na środku rozłożonej folii, tak by niewielkie powstające wgłębienie znajdowało się nad naczyniem. Teraz wystarczy cierpliwie czekać, resztę pracy wykona za nas słońce. Już po godzinie można zauważyć, że na wewnętrznej stronie folii pojawiły się kropelki wody. Po 5 godzinach folia była mokra, a w naczyniu znajdowało się kilkadziesiąt mililitrów czystej wody.
Wytłumaczenie
Nawet bardzo sucha ziemia lub piasek zawiera wodę. Strefa pomiędzy powierzchnią terenu a zwierciadłem wód podziemnych to strefa aeracji. W tej warstwie woda może być w postaci zarówno ciekłej jak gazowej. Przestrzenie między drobinami skał w glebie (piasku) są porowate, co pozwala na powierzchniowe odkładanie się cząsteczek wody. Część z nich jest również związana z poszczególnymi minerałami, które występują jako tzw. hydraty. Dodatkowo w tej strefie wolne przestrzenie są wypełniane powietrzem, w którym zawarta jest para wodna. W pozornie suchej glebie masa wody stanowi nawet 30-40%. W naszym eksperymencie zakłóciliśmy wymianę powietrza w strefie aeracji. Dostarczaliśmy ciepła, bo słońce ogrzewało przestrzeń naszego wykopu, co zwiększyło prędkość parowania. Para wodna osadzała się na ściankach dołu, naszym naczyniu oraz folii spożywczej. Folia nie pozwalała wydostać się parującej wodzie, a początkowo małe kropelki zaczęły gromadzić coraz większą jej ilość. Gdy były dostatecznie ciężkie, siła grawitacji sprawiła, że opadły. Umieszczony kamyk na środku folii pomógł spływać wodzie w jedno miejsce – prosto do naczynia w dole.
Na dłuższe opisy eksperymentów i więcej zdjęć z zapraszamy do miesięcznika Astronomia – każdego miesiąca nowe doświadczenie z opisem nawiązującym do zjawisk wykorzystywanych w astronomii.
Autor: Łukasz Wyka
Literatura
- Ł. Wyka, Woda znikąd, Astronomia, Nr 10, 2018
- A.von Saan, 365 eksperymentów na każdy dzień roku, Wydawnictwo REA, 2010
- Drosser, Fizyka. Daj się uwieść! PWN, Warszawa 2018