2015年4月30日 星期四

一修和尚的祕密-氣體壓力

內        容:尿尿小童﹑寶特瓶噴泉               適合對象:國小以上學生﹑一般民眾
主要概念氣體壓力、氣體熱漲冷縮           主要技術:溫差的安排與控制
旨        趣
藉由製作與競賽﹐親身體驗重心在生活科技上的巧妙運用。引發學員對科技之興趣﹐
培養思考﹑創作﹑製作和解決問題能力
設備材料:寶特瓶、尿尿小童、寶特瓶燒杯、冰塊、熱水、迴紋針、抹布、水盆。
原       理
  1. 尿尿小童
    溫度改變瓶內氣體氣壓,放入熱水中時藉著瓶內氣體氣壓增加而使氣體溢出
    (另一種看法是溫度升高而體積膨脹而導致氣體溢出) 。放入冰水中時瓶內氣
    體氣壓降低而導致外面的水流入瓶內(或者說溫度降低而體積收縮)。最後淋
    上熱水,瓶內氣體氣壓又而使水噴出。
  2. 寶特瓶噴泉
    藉著大拇指控制瓶子下方小孔的開閉,決定瓶內空間的性質與氣壓大小,進而操作噴泉動作。當小孔放開時,瓶內氣壓就是外面的大氣壓力,額外的汽球恢復力會使汽球內的水噴出。反之若大拇指壓緊小孔時,則瓶內形成密閉空間,汽球外的氣壓會隨體積減少而明顯提高,因此氣壓造成的力量會平衡掉氣球恢復力而止住噴泉。
操作過程
1.尿尿小童
  • 將尿尿小童放入熱水中,觀察此時現象(想想什米碗糕?)
  • 等上述現象停止後,取出尿尿小童放入冰水中,觀察此時現象(想想什米碗糕?)
  • 取出尿尿小童放在倒置燒杯上,淋熱水,觀察此時現象(想想什米碗糕?)
2.寶特瓶噴泉
  • 取下寶特瓶瓶蓋,靠近底部找表面平滑處,鑽一個起子大小的小孔
  • 汽球放入瓶內汽嘴反套瓶嘴備用(小心汽球容易割破)
  • 打開水龍頭將水灌入汽球直到快碰到瓶壁
  • 快速以大拇指堵注小孔,同時將瓶移開龍頭
  • 關緊水龍頭(此時大拇指保持一直堵注小孔)
  • 間歇性的開閉小孔,操作噴泉
注意安全:熱水小心燙人,水滑小心摔倒

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