科學實驗|這氣球明明不漏氣,為何風一吹就變小?

2020-12-12 魔力科學

家長朋友們,大家好!今天給大家分享第413個科學小實驗。

還記得之前帶大家做過的鐵珠穿環小實驗嗎?原本直徑比鐵珠小的鐵環,在加熱後會膨脹,最終順利讓鐵珠穿過。

生活中很多物質都有熱脹冷縮的性質,那看不見摸不著的空氣,也會熱脹冷縮嗎?如果答案是肯定的,有什麼能觀察空氣熱脹冷縮的辦法呢。

為此我用氣球設計了如下的實驗,供家長朋友給娃普及知識點時做參考。

01

給孩子提問:如何證明空氣也會熱脹冷縮?

接著讓孩子提出自己的觀點假設。

然後順著孩子的假設,設計下面的實驗進行檢驗。

實驗材料

風扇 / 氣球 / 75%酒精

實驗步驟

01·將吹脹的氣球固定在桌面上,並向其表面噴灑75%濃度的酒精。(噴灑時遠離熱源,並注意開窗通風)

02·準備一個小風扇。

03·將小風扇對著桌面的氣球吹,看看會發生什麼?

04·可見氣球被吹了數分鐘後,體積和之前相比,明顯變小。

現象及結論

通過觀察實驗,我們可以得到這樣的結論:向氣球噴灑的酒精,遇到風時會快速揮發,帶走氣球表面大量的熱量,氣球內部的氣體由於遇冷而收縮,從而使體積快速變小。

實驗參考視頻

02

通過觀察到氣球內部的空氣遇冷收縮這一現象,能證明空氣也有熱脹冷縮的性質。

⊙ 為什麼酒精能起到降溫的作用呢?

因為酒精在常溫下是一種易揮發的液體,揮發時會吸收周圍的熱量,這也是為什麼我們使用酒精消毒液時,會有冰涼涼的感覺。

風加大了空氣的流動速度,酒精揮發速度也變快,溫度也就下降的越快,氣球內部的氣體也就收縮得更明顯。

需要指出的是,揮發常常會與蒸發混淆,它們之間最主要的區別在於溫度。

蒸發是指液體由液態變成氣態的過程,在任何溫度條件下均可發生,溫度越高,蒸發速度也越快。

揮發是物質分子的自由散發,自由移動,不受溫度的影響,它可以是液體,也可以是固體,揮發一般是指有機物,如酒精、汽油、香薰等。

△香薰揮發

03

為了便於取材,實驗中所使用的酒精濃度為75%,主要用作日常殺菌消毒使用,除此之外,我們還會見到不同濃度的酒精,大家是否好奇它們都有什麼用途呢?

⊙ 99.5%(體積分數)的酒精

這個濃度以上的酒精也叫無水酒精,可用於生物學上的葉綠素提取,因為葉綠體中的色素能溶在有機溶劑無水乙醇(或丙酮)中。

⊙ 95%的酒精

這種酒精在醫院常用,可用於擦拭紫外線燈,在家庭中則只會將其用於相機鏡頭的清潔。

⊙ 70%~75%的酒精

75%的酒精殺菌消毒效果最好,如果酒精濃度過高,會在細菌表面形成一層保護膜,阻止其進入細菌體內。

若酒精濃度過低,雖可進入細菌,但不能將其體內的蛋白質凝固,不能將細菌徹底殺死。

⊙25%~50%的酒精

這種酒精可用於物理退熱,發熱患者可用其擦拭身體,達到降溫的目的。

好了,今天要分享的實驗就告一段落了!需要注意的是:酒精易揮發,實驗噴灑時請遠離火源,並注意開窗通風。

最後思考下,如何讓收縮的氣球重新膨脹起來?歡迎底部留言區探討交流~

本文由魔力科學小實驗原創發布,轉載請註明來源。

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