มันสุดยอดมาก!
โดย RACHEL FELTMAN | เผยแพร่ 4 พฤษภาคม 2020 16:00 น
DIY
หมีเหนียวสามตัวบนกระดาษเช็ดมือสีขาว
น้ำบริสุทธิ์ทำให้หมีพองตัว แต่น้ำเกลือทำให้มันตัวเล็ก ทำไม ออสโมซิส Rachel Feltman
แบ่งปัน
ยินดีต้อนรับสู่ เว็บบาคาร่าชุดโครงการวิทยาศาสตร์ที่บ้าน ของPopSci ในวันธรรมดาตอนเที่ยง เราจะโพสต์โครงการใหม่ที่ใช้ส่วนผสมที่หาซื้อได้ที่ร้านขายของชำ แสดงให้เราเห็นว่ามันเป็นอย่างไรโดยการแท็กโครงการของคุณบนโซเชียลมีเดียโดยใช้ #popsciprojects
กัมมี่แบร์ก็อร่อย นั่นไม่ใช่สำหรับการอภิปราย (แต่คุณสามารถกินสักสองสามข้อเพื่อพิสูจน์สมมติฐาน) แต่พวกมันยังเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่สมบูรณ์แบบในการช่วยสาธิตกระบวนการที่ทำให้ชีวิตเป็นไปตามที่เราทราบ: ออสโมซิส
เชื่อหรือไม่ ออสโมซิสยังเกิดขึ้นได้
เมื่อคุณปล่อยกัมมี่แบร์ลงไปในน้ำ ซึ่งเผยให้เห็นการทำงานภายในขั้นพื้นฐานที่สุดของเซลล์ในร่างกายของคุณ เพียงเติมน้ำและเกลือหนึ่งช้อนโต๊ะ คุณก็จะเห็นมันเกิดขึ้นต่อหน้าต่อตาคุณ
สถิติ
เวลา:เตรียม 5 นาที และรอ 3 ถึง 9 ชั่วโมง
ความยาก:ง่าย
สิ่งที่คุณต้องการ
กัมมี่แบร์ ควรมีสีเข้ม
สามชามเล็ก
น้ำ
เกลือ2ช้อนโต๊ะ
ช้อน
(ไม่บังคับ) ไม้บรรทัด
(อุปกรณ์เสริม) เครื่องชั่งครัว
คำแนะนำ
1. เติมน้ำเย็นลงในชามสองใบ อุณหภูมิห้องดี แต่อย่าใช้น้ำร้อน เพราะจะทำให้หมากฝรั่งละลายได้
2. ใส่เกลือลงในชามแรก ประการที่สองควรมีน้ำ
3. ใส่กัมมี่แบร์ 1 อันลงในชามแต่ละใบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขาจมอยู่ใต้น้ำอย่างเต็มที่ ทิ้งชามไว้ที่ไหนสักแห่งจะไม่ถูกรบกวน กัมมี่แบร์น่าดึงดูด—แม้ในขณะที่พวกมันเค็มและเปียก!
หมายเหตุ : เราลองใช้กัมมี่ประเภทต่างๆ กัน (รวมถึงแบบเปรี้ยวเคลือบด้วยคริสตัลยั่วน้ำลาย) และได้ข้อสรุปว่ากัมมี่แบร์ในอุดมคติสำหรับการทดลองนี้มีสีเข้มและเคี้ยวหนึบแทนที่จะเป็นนิ่ม—แค่กัมมี่แบร์สุดคลาสสิก . สีที่เข้มกว่าจะไม่เจือจางมากจนทำให้หมากฝรั่งใสได้เต็มที่เมื่อดูดซับน้ำ และส่วนผสมของเจลาตินที่เข้มข้นขึ้นจะทำให้ลูกอมมีโอกาสแตกตัวน้อยลงเมื่อคุณนำออกมาสังเกตการณ์ นอกจากนี้ ให้อยู่ห่างจากกัมมี่รสเปรี้ยวและสารปรุงแต่งรสที่ผิดปกติ เนื่องจากพวกมันมีโอกาสน้อยที่จะได้ผลลัพธ์ตามที่ตั้งใจไว้
4. กันหมากฝรั่งตัวที่สามไว้เป็นตัวควบคุมการทดลองของคุณ เราขอแนะนำให้คุณทำเช่นนี้ก่อนที่คุณจะนึกถึงการกินเยลลี่แบร์ที่เหลือของคุณ เป็นเรื่องน่าเศร้าที่จู่ๆ คุณก็รู้ว่าคุณกินพวกมันไปหมดแล้ว และคุณไม่สามารถควบคุมการทดลองของคุณได้อีกต่อไป ให้มันแห้ง
5. รอสามชั่วโมง
6. กลับมาตรวจสอบขนมที่เปียกน้ำของคุณอีกครั้ง คุณสามารถใช้ช้อนตักมันออกมาแล้วสังเกตมันบนกระดาษชำระได้หากต้องการ แต่ต้องแน่ใจว่าได้นำกลับไปใส่ชามที่เหมาะสม จดบันทึกการเปลี่ยนแปลงของกัมมี่—จดข้อสังเกตของคุณเพื่อให้คุณสามารถเปรียบเทียบได้กับผลลัพธ์สุดท้าย
คุณสามารถเช็คอินได้อีกครั้งหลังจากสามชั่วโมงถัดไป
7. (ไม่บังคับ) ทำการวัด หากผู้ทดลองตัวน้อยของคุณต้องการความท้าทายมากกว่านี้ คุณสามารถให้พวกเขาวัดหมีด้วยไม้บรรทัดและ/หรือตาชั่งในครัว และคำนวณขนาดและมวลของหมีที่สูญเสียหรือได้รับ
8. รออีกหกชั่วโมง การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดควรเสร็จสิ้นประมาณชั่วโมงที่เก้า
9. นำหมีออกจากชาม ใช้ช้อนเล็กๆ วางเรียงบนจานหรือกระดาษทิชชู่เพื่อดูว่ามันเปลี่ยนไปแค่ไหน เหนียวในน้ำเปล่าควรมีขนาดใหญ่กว่าลูกอมที่ยังไม่ได้แช่ ในขณะที่น้ำเค็มควรทำให้หมีของมันมีขนาดเท่ากันโดยประมาณ เว้นแต่จะทำให้มันหดตัว เพิ่มเติมในภายหลัง
10. เติมชามที่สามด้วยน้ำเย็นและเกลือหนึ่งช้อนโต๊ะ วางหมากฝรั่งที่มีน้ำขังที่ขยายตัวและสังเกตทุกๆ สองสามชั่วโมง ควรมีขนาดเล็กลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อแช่
มันทำงานอย่างไร
ออสโมซิสคือการเคลื่อนที่ของน้ำผ่านเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ นั่นคือวัสดุที่มีรูขนาดใหญ่พอที่จะให้บางสิ่งเข้าได้ แต่มีขนาดเล็กพอที่จะกันสิ่งอื่นๆ ออกได้ ในขั้นตอนนี้ น้ำจะเคลื่อนที่ผ่านเมมเบรนโดยไม่มีแรงหรือพลังงาน เพื่อให้ความเข้มข้นของน้ำเทียบกับโมเลกุลอื่นๆ ที่ด้านใดด้านหนึ่งใกล้เคียงกัน
กระบวนการนี้มีความสำคัญในการทำให้เรามีชีวิตอยู่ เยื่อหุ้มชั้นนอกของเซลล์ของเราเป็นแบบกึ่งซึมผ่านได้ และยอมให้โมเลกุลขนาดเล็ก เช่น น้ำและออกซิเจนผ่านไปได้ ในขณะที่ยังคงรักษาออร์แกเนลล์ทั้งหมดของเซลล์ไว้และเข้าที่ เมื่อถึงเวลากำจัดของเสีย เซลล์จะเริ่มผลักโมเลกุลที่เป็นพิษออกไป พร้อมดูดซับน้ำจากเลือดของเราผ่านออสโมซิส เมื่อเซลล์สมดุลความเข้มข้นของน้ำกับภายนอกแล้ว เซลล์จะหยุดรับของเหลวมากขึ้น จึงป้องกันเซลล์ไม่ให้แตกออก
กัมมี่แบร์ทำจากเจลาตินและน้ำตาล และโปรตีนที่ประกอบเป็นเจลาตินนั้นคล้ายกับเยื่อหุ้มชั้นนอกของเซลล์ของเรามาก เช่นเดียวกับพวกมัน “ผิว” ของเจลาตินของกัมมี่แบร์จะช่วยให้น้ำและโมเลกุลขนาดเล็กอื่นๆ ผ่านไปได้ในขณะที่เก็บกักโมเลกุลที่ใหญ่กว่าไว้ ในกรณีนี้ โมเลกุลที่ใหญ่กว่าเหล่านั้นคือน้ำตาลที่ทำให้กัมมี่แบร์มีรสชาติที่ดี
เมื่อคุณใส่กัมมี่แบร์ลงในน้ำ โมเลกุลน้ำตาลจะพยายามกระจายออกและกระจายตัวทั่วถึงในชามน้ำ แต่เยื่อเจลาตินไม่ยอมปล่อย น้ำตาลนั้นยังทำให้กัมมี่มีความเข้มข้นของน้ำค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับของเหลวที่อยู่รอบๆ ออสโมซิสพยายามที่จะแก้ไขความไม่สมดุลนี้ ดังนั้นน้ำจะดันเข้าไปในเหนียวและผ่านเมมเบรนจนกว่าความเข้มข้นจะเท่ากันที่ด้านใดด้านหนึ่งของเจลาติน ซึ่งหมายความว่าหมากฝรั่งของคุณจะดูดซับน้ำได้มาก
กัมมี่แบร์สี่ตัว
ในการทดลองครั้งหนึ่งของเรา น้ำเค็มมากทำให้หมีหดตัว! จากซ้ายไปขวา: หมีแช่เกลือ กัมมี่แบร์แห้ง และหมีสองตัวแช่น้ำ Rachel Feltman
ในสารละลายของน้ำและเกลือ ชามและหมีมีความเข้มข้นของน้ำใกล้เคียงกัน ดังนั้นลูกอมอาจมีขนาดเท่ากันหรือหดตัวได้ ถ้าน้ำมีรสเค็มเพียงพอ เช่นเดียวกับที่น้ำตาลในหมีลดความเข้มข้นของน้ำ เกลือในชามหมายถึงอัตราส่วนของน้ำต่อโมเลกุลอื่นที่ต่ำกว่า หมีอาจดันน้ำออกมาเพื่อเจือจางของเหลวในชาม หากคุณใส่หมีที่บวมน้ำลงในสารละลายเกลือ โมเลกุลของน้ำส่วนเกินเหล่านั้นจะทำให้หมีนั้นลดความเข้มข้นของเกลือในชาม
หากคุณมีเวลา (และหมากฝรั่ง) คุณสามารถทำการทดลองนี้อย่างละเอียดโดยการทดสอบความเข้มข้นของเกลือต่างๆ คุณสามารถจัดเรียงชามหลายใบโดยเติมเกลือในปริมาณที่เท่ากัน ยิ่งคุณใส่เกลือมากเท่าไหร่ ลูกอมของคุณก็จะยิ่งหดตัวมากขึ้นเท่านั้นบาคาร่า
