Psaní zvýrazňovači a popisovači na alkoholové bázi

Pokus číslo: 1714

  • Cíl pokusu

    Experiment ukazuje, že s chladicím efektem provázejícím vypařování kapalin se můžeme setkat například při psaní fixy (zvýrazňovači) nebo při tisku na inkoustové tiskárně.

  • Teorie

    Zvýrazňovače, resp. popisovače obecně jsou psací potřeby založené na aplikaci inkoustu prostřednictvím pórovité houbovité špičky. Dříve se jako těkavá součást inkoustů využívaly aromatické uhlovodíky jako toluen či xylen, současné inkousty jsou připravovány na bázi alkoholů, například 1-propanolu, 1-butanolu nebo kresolů.

    Po aplikaci na papír se alkoholová komponenta inkoustu rychle odpařuje, což způsobuje lokální pokles teploty v místě aplikace.

  • Pomůcky (obr. 1)

    Termovizní kamera, papír, zvýrazňovač či jiný popisovač.

    Obr. 1: Pomůcky
  • Postup

    Na papír nakreslíme libovolný obrazec (křivku, písmeno...) a termovizní kamerou jej sledujeme.

  • Vzorový výsledek

    Úspěšné provedení pokusu ilustruje video níže. V místech, která jsou zvýrazňovačem popsána, dochází vlivem odpařování k lokálnímu poklesu teploty.

    Při přípravě tohoto videa byla použita termovizní kamera FLIR i7. Teplotní rozsah škály barev byl zvolen v intervalu 25 °C až 32 °C, emisivita ε = 0,95.

  • Technické poznámky

    • Při psaní textu nepokládejte svoji ruku žádnou její částí na papír – vznikla by nechtěná tepelná stopa, rušící předváděný efekt.

    • Experiment lze provést i s fixy na vodní bázi, pozorovaný chladicí efekt je pak méně výrazný.

  • Alternativní provedení experimentu využívající inkoustovou tiskárnu

    Analogický experiment můžeme provést s inkoustovou tiskárnou. Také ta při tisku pokrývá papír vrstvou kapaliny – inkoustu příslušné barvy. Ta část inkoustu, která se nevpije do papíru, se po vytištění vypařuje a stejně jako odpařování alkoholu ve výše uvedeném experimentu způsobuje lokální pokles teploty. Obrázky 2 a 3 ukazují čerstvě vytištěné stránky jak pohledem digitálního fotoaparátu, tak očima termovizní kamery.

    Obr. 2: Vlevo čerstvě vytištěná stránka pohledem digitálního fotoaparátu, vpravo totéž očima termovizní kamery
    Obr. 3: Vlevo čerstvě vytištěná stránka pohledem digitálního fotoaparátu, vpravo totéž očima termovizní kamery

    Pokus s tiskárnou je nutné provádět ihned po vytištění stránky; obecně je výhodnější volit obrazce s větší potištěnou plochou (ne drobný text běžné velikosti 12 bodů) a nastavit tiskárnu na maximální kvalitu tisku – obě tato opatření zvýší množství inkoustu, který se může odpařovat.

  • Základy práce s termovizní kamerou – odkaz na PDF

    Tento experiment využívá termografické měření. Dokument Experimentujeme s termovizní kamerou shrnuje teorii termografie a základní doporučení a postupy, které mohou napomoci k přesnějším a nezkresleným výsledkům měření.

Typ pokusu: kvalitativní
Věková skupina: od 2. stupně základní školy
Potřebné vybavení: vyžaduje specifické pomůcky
Čas přípravy pokusu: do 3 minut
Čas provedení pokusu: do 3 minut
Pokus je zachycen na videu
Multimediální encyklopedie fyziky
Původní zdroj: Kácovský, P. (2016). Experimenty podporující výuku termodynamiky na
středoškolské úrovni. (Disertační práce.) Matematicko-fyzikální
fakulta UK, Praha.
×Původní zdroj: Kácovský, P. (2016). Experimenty podporující výuku termodynamiky na středoškolské úrovni. (Disertační práce.) Matematicko-fyzikální fakulta UK, Praha.