Dies ist ein Demonstrationsmodell, um zu erklären, warum ein Wasserstrahl von einem geladenen Ballon (oder ähnlichem) angezogen wird. Die Schüler können versuchen, die Antwort selbst zu finden, indem sie die Ladungen herumschieben.

Der gerade Strom (a) wird verwendet, um einen Anfangszustand ohne einen geladenen Ballon in der Nähe zu erhalten; die geladenen Ionen sind gleichmäßig verteilt.

Wenn der (hier negativ geladene) Ballon usw. in der Nähe ist, kommt es zu elektrostatischer Induktion, positive Ionen werden angezogen, negative werden abgestoßen, und der positiv geladene Stromabschnitt biegt sich in Richtung der negativen Ladung (b).

Wenn Sie dasselbe mit einem Strom von separaten Tropfen versuchen, können sich die Ladungen nicht so weit voneinander trennen. Die negativen Ladungen auf der Rückseite werden fast genauso stark abgestoßen, wie die positiv geladene Vorderseite des Tropfens angezogen wird (beachten Sie, dass die Größen des Ballons und der Tropfen überhaupt nicht maßstabsgetreu sind, so dass das elektrische Feld des Ballons viel weniger inhomogen ist

Ich habe inzwischen einen größeren Ladungs-/Münzscheiben hinzugefügt, um den Strohhalm/Ballon darzustellen, anstelle der grauen Scheibe mit 3 Ladungen im Inneren, die im Bild gezeigt wird.

Drucken:

0,2 mm Schichthöhe. Die Ionen sollen für die oberste Schicht eine Farbänderung erfahren (MMU nicht erforderlich).
Du kannst wahrscheinlich zwei Sätze von Wasserdampf und Tropfen auf einen Teller legen, wenn du sie ein wenig mischst, je nach deinem Drucker.

Hinweise zur Wirkung:

• Es wird oft gelehrt, dass die Ablenkung des Wasserstroms auf die polare Natur von Wassermolekülen zurückzuführen ist - aber diese Erklärung, selbst in Chemie-Lehrbüchern zu finden, ist falsch. Sie können versuchen, es selbst zu widerlegen: Verwenden Sie ein relativ dünnes geladenes Objekt wie einen Plastikstrohhalm und versuchen Sie, einen Strom von einzelnen Tropfen anstelle eines kontinuierlichen Stroms abzulen
• Dies gilt sogar für destilliertes/reines Wasser, da auch dies Ionen enthält (Selbstionisierung von Wasser, H+/H3O+ und OH-, 10^-7 Mol/Liter) und somit eine sehr niedrige, aber nicht null Konduktivität aufweist, die ausreicht, um die für den Effekt erforderliche winzige Menge an Ladungen zu bewegen.
• Hier ist ein wissenschaftlicher Artikel zu diesem Thema: Ziaei-Moayyed, M.; Goodman, E.; Williams, P.: "Elektrische Ablenkung von polaren Flüssigkeitsströmen: Eine missverstandene Demonstration", J. Chem. Educ. 2000, 77 (11), 1520, https://doi.org/10.1021/ed077p1520
• Da der vollständige Artikel nicht öffentlich verfügbar ist (obwohl Sie ihn möglicherweise durch eine Internetsuche finden), hier ist einVideo von VeritasiumBei Zeitpunkt 3:47.

Notizen von einem Lehrer, der dieses Modell verwendet hat, um die Schüler die Erklärung entdecken zu lassen:

• Die Studenten arbeiteten in kleinen Gruppen von 3-4.
• Es wurde in früheren Lektionen (bei mehreren Gelegenheiten) festgestellt, dass Wasser leitfähig ist.
• Die elektrostatische Induktion wurde auch bereits am Beispiel von Metallen behandelt.
• Einige Gruppen trennten die Ionen anfangs nicht und brauchten ein bisschen Hilfe.
• In der folgenden Diskussion kamen die Studenten selbst auf das Problem, dass der Wasserstrom nach unten fließt und auch negative Ionen mit sich bringt. Allerdings bleiben die angezogenen positiven Ionen länger in der Nähe des negativ geladenen Ballons/Strohhalms usw. als die abgestoßenen negativen Ionen, so dass der Bereich in seiner Nähe immer noch positiv geladen ist und somit angezogen wird.
• Die Schüler können dann normalerweise erklären, was passiert, wenn sich ein positiv geladenes Objekt in der Nähe des Wasserstroms befindet.