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鋁罐,『水』來扁? 次要群組 [物理教學::力與壓力] 列印 推薦
作者或來源 zfang 2013-05-31 13:57:13
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不正常人類人腦智慧研究所
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很喜歡扁罐的實驗,簡單有趣~總將它戲稱為沉水扁實驗(絕無政治意圖),『加熱的鋁罐,為什麼沉到水裡,居然就扁掉了?……』

這個實驗很多老師都會做,在某版教科書中也有,我的作法稍有不同,在這裡將內容整理出來,讓不熟悉的人也能做。更重要的是,主角不是別人,是五權318的大朋友,答應要為他們在科學小玩意中多記錄些全班的回憶。(得先聲明,不是因為要走了才給大家做實驗,平日的我如果時間夠,教學內容可是多元的喔!!   實驗背後還有個小故事,請見318扁罐實驗番外篇

材料:坩堝夾、酒精燈、水槽一個(裝水八分能淹過鋁罐為最佳)。
做法:
1. 在鋁罐中加入少許的水,再將水倒出,讓鋁罐裡面殘餘一些水份就好。
2. 以坩堝夾固定鋁罐,放置於酒精燈上加熱,直到內部水份沸騰,罐口冒出大量的水蒸氣。

3. 將鋁罐倒立開口向下,迅速垂直地放入水中,可聽到罐子被擠壓發出巨響,觀察到罐身凹陷。

科學原理很簡單,不是因為熱脹冷縮,而是利用水蒸氣遇冷凝結的原理,當鋁罐中的水分加熱時,產生的水蒸氣將原本的空氣趕走,使罐中充滿了水蒸氣。
我們將鋁罐反扣壓向水面時,鋁罐形成密閉狀態。而當鋁罐更浸入水面下,罐內的水蒸氣遇冷凝結成水,氣體分子變少,使罐內氣壓迅速變小,所以,罐外的水壓與大氣壓力就會讓鋁罐「被水扁」囉!

請學生幫忙拍短片,影片沒有剪輯,放的是原始檔。
大廖自願幫忙,跟他們約好,我開始錄了之後,他們默數三二一就將罐子放入水中。
『開始,』我按了~等著,怎麼還沒動靜。
 『三二一,放嗎?』他們看著我,還在等候指示。
啊~『我已經在錄了!!』這個誇張的聲音就是zfang老大不溫柔的聲音。
18班男生在鏡頭前酷酷的,與下課時很會玩鬼抓人與摔角的表現大不同。影片中,手叉著腰不發一語完成最後動作~手拿鋁罐的是班長家鈞,允文允武~書讀得好,又會跑步呢!

 

再拍一次。
鏡頭一旁的宗圓居然在玩起酒精燈,他想讓火焰變大,在調整燈蕊長度。
反手扣入水……扁的漂亮!
宗圓嚇到了……這下他又不懂了~(真正的實驗效果,其實聲勢與水勢都驚人。) 

如果使用冰水,溫度差異大,效果更是明顯。而鐵罐不適合作此實驗,罐身太硬了,進入水中,見不到明顯變化。

在操作時,會請學生先練習將鋁罐反扣入水的動作,否則會因為浮力的關係,鋁罐壓不下去而使罐身扁得不夠徹底。不過別擔心,即使扁得不夠徹底,聰明學生還是會用同一個罐子做第二次、第三次,直到……
『老師,它已經極限了。』學生拿著一個很扁的罐子給我看。

另外也有一些”更聰明”的學生,大喇喇地展示他們的罐子,『 哇~超扁的,怎麼可能?』
原來那些不是被『水』扁的,而是『腳』來扁!

還有一種方式,不是用倒扣的方式,而是在開口處貼上大膠帶,隨著時間,罐內水汽逐漸冷卻凝結,內壓下降,大氣壓力就會使鋁罐罐身慢慢凹陷了。

『如果資源回收的鋁罐都用這個方式來做,一定很好玩?』學生開心地說。
先生,你確定嗎? 

 
分類:科學動手做 2010/07/17 05:56

END
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