Vem skulle ha gissat att man kan göra glas genom att köra högspänd elektricitet genom sand?! Jag arbetade med några experiment med en före detta student och han föreslog att vi skulle försöka köra elektricitet genom sand för att se om det skulle smälta sanden till glas. Och tro det eller ej, det fungerade! Vi gjorde glas!
Vad är glas gjort av?
Glas tillverkas av smält och omkristalliserad kiseldioxid. Sand är en blandning av små bitar av vittrad sten och huvudkomponenten i sten (och sand) är kiseldioxid (SiO2). Faktum är att dessa två grundämnen, kisel och syre, är de vanligaste grundämnena i jordskorpan – 46,6 % syre och 27,7 % kisel. Därför är glas i huvudsak omkristalliserad sand! Jag blev fascinerad av glas och dess betydelse i samhället när jag läste ”Stuff Matters” av Mark Miodownik, en bok som undersöker de material som formar våra liv – glas är ett av vår tids viktigaste material.
Hur man framställer högspänning för att smälta sand.
Mikrovågsugnar använder sig av en högspänningstransformator (köp en sådan här) som tar emot 120 volt (i USA) och ökar den till 2000 volt (för mikrovågsugnen i vårt experiment). Vi tog bort transformatorn från mikrovågsugnen, lade till en sladd för strömmen och satte upp en kontakt mellan höljet och jorden. Denna högspänningselektricitet kan få elektriciteten att göra saker som man kanske inte förväntar sig att den ska göra. Du kan se i videon att en ström av elektroner hoppar från transformatorns ena ände till koppartråden i den andra änden. När elektronerna rör sig genom luften skapar de ett plasma av överhettad gas som kan leda elektricitet.
Hur smälter högspänningen sand till glas?
Ren kvarts, ett mineral som består av kiseldioxid, smälter vid 1650 grader C (3 002 grader F). Även om vi inte hade utrustning för att mäta plasmatemperaturen kan vi dra slutsatsen att vi nådde temperaturer på eller över 1 650 grader Celsius eftersom sanden smälte till en glasstav.
Hur man gör glas av högspänning och sand
Förnödenheter:
-
Högspänningstransformator (köpt eller borttagen från mikrovågsugn)
-
Silikasand
-
Plastikrör (inte metall eller glas)
Förfarande:
-
Transformator: För att se hur Quinn, min medarbetare i det här projektet, tillverkade högspänningstransformatorn, se videon ovan (FÖRSIKTIGHET – högspänning är extremt farligt – försök inte ta bort det utan hjälp av en kvalificerad yrkesman)
-
Start med den positiva ledningen fäst vid en spik som sticks ner i sanden. Se till att jordkabeln är minst 12 tum från din hand på en icke-ledande stång. Koppla in transformatorn.
-
Skapa en förbindelse mellan den positiva och den jordade ledningen inne i sanden. Dra långsamt isär de två så att den elektriska bågen förblir intakt. Fortsätt att dra isär dem.
-
När ljusbågen ”bryts”, stäng av strömmen och låt den svalna.
-
Ta bort glasfulgeriten och njut! (Eller hoppa över alla steg ovan och undvik att bli dödad av elektricitet, och klicka här för att köpa en fulgerit)
#MakingGlass #Sand #Glass #HighVoltage #Microwaves #ThermalImaging #Infrared #MeltingSand #Transformer #ElectricityDemo #Electricity #Experiment #Lab #Lab #Science #Thermodynamics #ScienceFair #PhysicsDemo #EarthScienceDemo