[分享] 蠟燭燃燒，造成杯子內水上升的實驗真相

看板CS_TEACHER作者ShinozakiAki (要認真˙)時間15年前 (2009/06/10 22:57)推噓14(14推 0噓 7→)

留言21則, 13人參與討論串1/3 (看更多)

圖文版： http://ideact.pixnet.net/blog/post/23735504 ------------------------------------------------------------- 前幾天小弟在思考著要做什麼大氣壓力實驗的時候，忽然想起一個歷史公案就是以前國小自然科中有做一個實驗在一個裝水的水盆中放一根蠟燭點燃後用燒杯蓋住它隨後當火燄熄的瞬間，水開始上升以前都教說是因為把空氣(氧氣)給燒掉了所以空氣體積減小，水自然就上升了但隨著越來越多的實驗證明，這是錯的主要理由有二，如下： 1)若氧氣被燒掉，應該是一邊燒一邊上升，但為何總是火熄的瞬間才上升。 2)氧氣燒完後，會出現二氧化碳，但在理想氣體中，氣體的體積應該是一樣的，那何來空氣體積減少。在前兩天心血來潮跟hao5在SKYPE上聊了一聊這個歷史公案以下我直接CALL我部落格的文章(因為懶得打字) 希望各位大大看完後若是有錯的部份，可以給予指教從小老師教我們說，空氣中的氧氣在燃燒時會被用掉，燃後會造成燒杯內的水位上升自從開始教自然科學實驗後，才發現這個原理好像是錯的，在看了很多的討論(有某次的國小科展也是做這個)後也發現好像是錯的但又不知道其所以然，於是問題就擱在那裡。直到今天晚上又開始修改大氣壓力的實驗教案，重新思考這個問題，才想到會不會是一開始在燒杯移至火燄上方到完全蓋住火燄燒杯開口完全浸於水中的瞬間，其實燒杯中的空氣都已經被加熱了，此時空氣早已熱漲，因此當蓋住後已經是熱漲的空氣，而當火燄熄滅空氣開始冷卻，當然空氣開始冷縮，大氣壓力也就將水壓進去了。後來跟朋友討論上述的假設後，做了第一個實驗是用線香(陳逸老師提供)，其原因是加溫速度較慢，且使用三角錐瓶，結果發現有氣泡出現。證明空氣的確被熱漲了，但是效果不夠明顯，後來又跟幾位老師討論了一下就做了如以下影片的實驗。 http://www.youtube.com/watch?v=mTuQyw3Yl9o

這個實驗為了避免在完全蓋住前，燒杯內的空氣就已經被加熱，所以實驗用小小的衛生紙沾酒精，放在鋁箔盤上，讓火盡量的小，燒杯是我這邊最大的(500ml) ，另外在蓋住火燄時使燒杯口平行盤子開口瞬間蓋住，各位可以看影片中8~11 秒的時候，燒杯左下角瞬間冒出很多氣泡，證明空氣是被熱漲而跑出來的，等到火燄熄滅，空氣降溫開始冷縮，最後也就使燒杯內上升了將近300ml的水。也就是其實空氣的加熱是一瞬間的(應該是密閉空間的原因)，所以大家才找不到熱漲冷縮的證據。另外我們討論了，有個實驗是越多根蠟燭同時燃燒，水上升的越多(國小科展的結論)，其實也就是在蓋住前被加熱的空氣越多，溫度也越高，所以熱漲也越多，當然水就漲的越高。另外一個說法是以前課本上教空氣中氧氣佔1/5，所以水只會漲1/5的說法，當然一定是錯的(影片中上升了快1/2)。 ------------------------------------------------------------------------ 以上若是有錯的部份請各位大大指正謝啦 -- 　　▄▄▄▄▄▄▄▄▄╓────────────★☆★☆☆☆★──╮ 　　█⊙點子研究社⊙ http://ideaCT.pixnet.net/blog │ 　　創意科學教育團隊亮傑老師(阿亮老師)的趣味科學小玩意~ │ 　　▄▄▄▄▄▄▄▄▄╙─────────────────────╯ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 124.11.22.192

推

yich999

06/10 23:17, , 1^F

06/10 23:17, 1^F

推

MagicPanda

06/10 23:39, , 2^F

06/10 23:39, 2^F

推

LaiFan

06/11 00:33, , 3^F

06/11 00:33, 3^F