Khăn giấy và Hiện tượng Mao dẫn

Trong bài học này, học sinh sẽ được học về sự thẩm thấu, hiện tượng mao dẫn, sự liên kết và sự kết dính. Cùng Sylvan Learning Việt Nam thực hiện thí nghiệm đơn giản nhưng vui và lý thú này nhé.

Chuyên đề STEM liên quan: Sinh học, Hóa học, Vật lý

Bậc học: Tiểu học (Lớp 4-5), THCS (Lớp 6-8), THPT (Lớp 9-12)

Mục tiêu chính

Trong giáo án STEM Vật lý – Hóa học – Sinh học này, học sinh sẽ tìm hiểu về hiện tượng các tờ khăn giấy hút nước – hiện tượng mao dẫn (capillarity), và điều gì giải thích cho việc chúng có khả năng hút nước khác nhau.

Kiến thức tích hợp

Khăn giấy có khả năng thẩm thấu và rất xốp. Điều này dẫn tới chúng những khoảng không giúp nước và không khí lọt qua.  Chất lỏng có thể dâng lên nhờ một tính chất của nước gọi là thẩm thấu (cohesion), có nghĩa là khi các phân tử nước hút nhau. Việc này cũng giải thích cho sức căng bề mặt của nước, làm chúng co cụm lại sao cho bề mặt có diện tích nhỏ nhất có thể. Các lực quanh giọt nước có khuynh hướng cân bằng và làm cho giọt nước có hình cầu.

Nước cũng có khả năng gắn kết với các vật liệu khác xung quanh, đó chính là hiện tượng kết dính (adhesion).

Hoạt động

Qua dự án Khăn giấy và Hiện tượng Mao dẫn, các em học sinh sẽ thử nghiệm loại khăn giấy nào có mức độ mao dẫn cao nhất.

Vật liệu cần chuẩn bị

• 5 loại khăn giấy khác nhau cắt thành các tờ chữ nhật kích thước khoảng 7,5 cm x 20cm. Chọn các loại giấy khác nhau ví dụ như thô nhám, mềm mại, màu nâu, màu trằng và giấy tái chế…
• 5 ly giấy nhỏ đựng mỗi ly một ít nước
• Giấy, bút viết bảng

Thực hành

1. Cắt 5 tờ khăn giấy với 5 chất liệu khác nhau để có kích thước khoảng 7,5 cm x 20cm;
2. Quan sát sự khác biệt của 5 loại chất liệu khăn giấy. Ví dụ loại nào nhăn hơn, thô hơn, hay mềm mại hơn? Ghi chú lại nếu thấy có sự khác nhau.
3. Đổ nước vào phân nửa các ly giấy;
4. Ghi chú ly nào dung để thử nghiệm loại khăn giấy nào (sử dụng một tờ note nhỏ cũng là một ý hay);
5. Cẩn thận nhúng tờ khăn giấy đầu tiên vào ly nước, sao cho ướt khoảng 2.5cm;
6. Ghi chú tờ giấy đã hút thêm nước lên bao nhiêu phía trên tờ khăn giấy. Lưu ý ghi ở phần khô ráo để ko làm lem bẩn tờ khăn giấy.
7. Lặp lại các bước 4-6 với mọi tờ khăn giấy.

Câu hỏi

Loại khăn giấy nào trong 5 loại bạn đang có có mức độ hút nước cao nhất, hay mao dẫn mạnh nhất?

Quan sát kết quả thực hành Khăn giấy và hiện tượng Mao dẫn

Nước thẩm thấu và kết dính ở bất cứ nơi nào nó có mặt. Trong trường hợp này, các tờ khăn giấy phồng xốp hơn có thể hút nước tốt hơn, hay nói cách khác là mao dẫn mạnh hơn. Chính nhờ các lỗ rỗng lớn hơn mà chúng thẩm thấu nhiều nước hơn các loại giấy thông thường.

Loại giấy vệ sinh màu nâu mà chúng ta sử dụng trong toilet thường thô cứng và phẳng hơn, khiến chúng ít hút nước hơn loại giấy ăn mềm, phồng xốp, có nhiều lỗ rỗng hoa văn.

Khăn giấy giúp chúng ta dễ dàng thử nghiệm và xem xét hiện tượng mao dẫn, với nước hay chất lỏng dâng lên làm ướt vật liệu với tốc độ và mức độ khác nhau.

Các em cũng có thể thực hành với nhánh cần tây. Có thể sử dụng cần tây như một ví dụ dễ thấy cho hiện tượng mao dẫn. Thử cắm chúng vào các ly nước có cho phẩm màu và quan sát hiện tượng nước màu dâng lên trong than nhánh cần tây nhé.

Xem thêm các hoạt động STEM tương tự:

• Top 10 hoạt động STEM cho trẻ mầm non đầy màu sắc
• 11 hoạt động STEM cho trẻ mầm non giúp kích hoạt trí tò mò

Trên đây, Sylvan Learning Việt Nam đã giới thiệu thí nghiệm vui Khăn giấy và hiện tượng mao dẫn. Cùng thực hành để hiểu hiện tượng lý thú này trong Vật lý, và cùng khám phá các giáo án STEM Vật lý mà chúng tôi giới thiệu nhé.