Walking water experiment (毛細現象小實驗)

2015.11.9

這個週末空氣品質很差，我們不出遊宅在家裡玩實驗。看到隔壁班同學做了Walking water的實驗，好像很有趣，我們決定也實地動手觀察一下。

材料的準備很容易，瓶子、水、紙巾、顏料…兒子全部都可以自己來。但是，四個水瓶三個空瓶需要幾張紙巾連接呢? 讓兒子自己數數看，相似的概念順便溫習了一下前幾天紙要剪成幾段需要剪幾刀的問題。

家裡的玻璃瓶瓶口不大，紙巾要怎麼塞進去，也讓兒子自己目測實作。

週六的傍晚實驗安排好，一直等到晚上睡覺前水才走了一點點到空瓶，我們決定等到隔天早上再觀察。隔早起床，發覺水走過去空瓶了，但是七個瓶子水位高高低低，藍色水似乎走得特別慢? 空瓶中混色的情況也沒有預期中明顯。這是為什麼呢? 對不懂理論的孩子而言實驗結果就是如此，但是，有可能是操作過程中的因素導至實驗結果不佳嗎? 如果是，那可能是什麼原因呢? 我和兒子討論了一下，他說，有可能是藍色顏料太濃了，前一天在吸顏料時滴管都卡住了…爸爸說：有沒有可能是廚房餐巾紙的質地影響? 而且我們為了牽就瓶子高度把兩張餐巾紙接在一起時用扭轉加強的方式也許有可能破壞或拉緊了紙巾原本的毛細孔結構?…也許塞紙巾時瓶口太小導致一團紙巾擠在一起影響了水上升的路徑與速度?

為了驗證這些猜想到底會不會影響實驗的結果，我們決定重做一次實驗。針對上面的可能問題修正之後，換成寬口的透明杯、一般衛生紙、較稀且攪得更均勻的顏料水。結果，杯子全部擺好，才剛把衛生紙架上去，顏料水立刻被吸上來，兒子大叫：「Oh! The water starts running!!」不到一會兒功夫，空杯中已經積了一點水；半個小時後，水位已升高不少。不過奇妙的是，空杯中的顏色分層了，並不均勻地混在一起，這又是為什麼呢?

兒子猜想，是濃度的關係。我們把杯子繼續放了二個小時，每個杯子的水位都變得一樣高，而且顏色自己混得愈來愈均勻。孩子們驚喜地叫出：「好漂亮的顏色! 好好玩喔!紅色加藍色是紫色耶! (兒子知道橘色和綠色是怎麼來的，但是對紅藍這組混色印象模糊了。)」

我們找了網路上的影片，看看別人怎麼進行這個實驗，發現了兩個很不錯的小短片。既然玩水了，我們就加碼玩影片中提到的紙花開花的實驗，另外也玩了一個油水分離的小觀察。

顏料滴在油上，並不馬上溶開，卻散成很美麗的線條。 有的卻變成小黃點泡泡、小藍點泡泡…

補充影片：
生活裡的科學-水往高處爬
Walking water