Kuka olisi uskonut, että lasia voi valmistaa juoksuttamalla korkeajännitesähköä hiekan läpi! Tein kokeita erään entisen opiskelijan kanssa, ja hän ehdotti, että meidän pitäisi kokeilla ajaa sähköä hiekan läpi nähdäkseni, sulattaisiko se hiekan lasiksi. Ja uskokaa tai älkää, se toimi! Teimme lasia!
Mistä lasi on tehty?
Lasi on tehty sulatetusta ja uudelleenkiteytyneestä piidioksidista. Hiekka on sekoitus pieniä kappaleita säästäytynyttä kiveä, ja kiven (ja hiekan) pääkomponentti on piidioksidi (SiO2). Itse asiassa nämä kaksi elementtiä, pii ja happi, ovat maankuoren runsaimmat alkuaineet – 46,6 % happea ja 27,7 % piitä. Näin ollen lasi on pohjimmiltaan uudelleenkiteytynyttä hiekkaa! Innostuin lasista ja sen merkityksestä yhteiskunnassa, kun luin Mark Miodownikin kirjaa ”Stuff Matters”, jossa tarkastellaan materiaaleja, jotka muokkaavat elämäämme – lasi on yksi aikamme tärkeimmistä materiaaleista.
Miten tuotetaan korkeajännite hiekan sulattamiseksi.
Mikroaaltouunissa käytetään korkeajännitemuuntajaa (osta sellainen täältä), joka ottaa 120 voltin jännitteen (USA:ssa) ja nostaa sen 2 000 voltin jännitteeseen (kokeilussamme käytettävää mikroaaltoa varten). Poistimme muuntajan mikroaaltouunista, lisäsimme siihen virtajohdon ja asensimme kontaktin kotelon ja maan välille. Tämä korkeajännitesähkö voi saada sähkön tekemään asioita, joita et ehkä odottaisi sen tekevän. Videolla näet, että elektronivirta hyppää muuntajan toisesta päästä kuparijohtimeen toisessa päässä. Kun elektronit liikkuvat ilmassa, ne luovat plasman ylikuumennettua kaasua, joka voi johtaa sähköä.
Miten korkeajännite sulattaa hiekan lasiksi?
Puhdas kvartsi, joka on piidioksidista koostuva mineraali, sulaa 1650 celsiusasteessa. Vaikka meillä ei ollut laitteita plasman lämpötilan mittaamiseen, voimme päätellä, että saavutimme vähintään 1650 asteen lämpötilan, koska hiekka suli lasisauvaksi.
Miten korkeajännitteestä ja hiekasta tehdään lasia
Tarvikkeet:
-
Korkeajännitemuuntaja (ostettu tai irrotettu mikroaaltouunista)
-
Silikahiekka
-
Muoviputki (ei metallia tai lasia)
Menetelmä:
-
Muuntaja:
-
Aloita siten, että positiivinen johto on kiinnitetty hiekkaan työnnettyyn naulaan. Varmista, että maadoitusjohto on vähintään 12 tuuman päässä kädestäsi ei-johtavassa tangossa. Kytke muuntaja virtalähteeseen.
-
Tehdään positiivisen ja maadoituksen välinen liitos hiekan sisään. Vedä ne hitaasti erilleen, jolloin sähkökaari pysyy ehjänä. Jatka erilleen vetämistä.
-
Kun valokaari ”katkeaa”, katkaise virta ja anna jäähtyä.
-
Poista lasifulgeriitti ja nauti! (Tai jätä kaikki edellä mainitut vaiheet väliin, niin vältyt sähköltä, ja klikkaa tästä ostaaksesi fulgeriittia)
#MakingGlass #Hiekka #Hiekka #Lasi #Korkeajännite #Mikroaallot #Lämpökuvaus #Infrapuna #Hiekan sulattaminen #Hiekan sulattaminen #Transformaattori #SähköDemo #Sähkö #Sähkö #Kokeilu #Laboratorio #Tiede #Lämpöoppi #Lämpötieteet #TiedeMessuilla #ifysiikkaDemo #Maa-alaTiedeDemo