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超能力大師 III---自己膨脹的手套
by yangsp, 2011-04-30 08:41:42, 人氣(7781)

中學化學示範實驗

【策劃者:楊水平】  【製作者:吳政隆 N1240032】  【編修者:楊水平


超能力大師 III---自己膨脹的手套

簡介

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

分別加數滴水、酒精和丙酮到三支乳膠手套中,綁好手套 ,再置入熱水裡,含丙酮的手套會膨脹。利用這個現象,我們可以宣稱我們有超能力,能讓手套自己膨脹。

示範步驟

1. 準備三個乳膠手套分別標示 1、 2 和 3 號,用滴管分別滴入水、95%酒精以及丙酮數滴, 並且快速地用橡皮筋綁住形成密閉系統,再用長尾夾固定於綁住處,如圖一所示
2. 依次地放這些乳膠手套在裝著70℃以上約半滿熱水的燒杯中,如圖二 、三和四所示
3. 仔細地觀察手套的變化如圖二、三和四所示
圖一  準備好的橡膠手套 圖二  觀察 1 號手套變化
圖四   觀察 2 號手套變化

圖五  觀察 3 號手套變 化

請按此連結:超能力大師III---自己膨脹的手套A,YouTube。

(拍攝者:吳政隆和謝孟樺;影像製作和轉檔者:李忠家;影片後製作:陳薇婷

 
 

請按此連結:超能力大師III---自己膨脹的手套B,YouTube。

(拍攝者:吳政隆和謝孟樺;影像製作和轉檔者:李忠家;影片後製作:陳薇婷)

 

溶液和器材

1.
冷水約10 mL95%酒精約 10 mL;丙酮約 10 mL
2.
70以上的熱水約 100 mL
3.
膠手套三個、橡皮筋三條和長尾夾三個。
4.
滴管三支。
5.
250 mL 燒杯一個

原理和概念

1. 丙酮的沸點約在攝氏 56.2 度, 70以上會很快的沸騰,變成氣態的丙酮,體積會膨脹,故能撐大手套。
2. 在液態的丙酮轉變為氣態後,依據查理定律:溫度越高,氣體膨脹的越多;因此越高溫的熱水,手套膨脹的越明顯。

教學提示

1. 在演示此實驗時,老師可以事先不要讓同學知道乳膠手套裝著何種液體,這樣戲劇效果較佳,待演示完畢再告知。上面的『下載示範影片一』適用於此教學策略。 『下載示範影片二』適用事先告知之教學策略。
2. 在觀察之後,請同學思考其中的原因
3. 事實上,只要熱水溫度提高85~90℃ 左右,滴入95%酒精的手套也可以膨脹。95%酒精的沸點 78.4℃。
4. 可用膠帶將手套上三根手指黏貼起來,可以作出勝利的V手勢,或者具有創意的手勢,藉以激發學生的學習動機 。

問題和參考答案

1. 為何裝有丙酮的乳膠手套遇到熱水會膨脹
答: 丙酮的沸點 56.2℃, 70以上會很快的沸騰,變成氣態的丙酮,體積會膨脹,故能撐大手套。在液態的丙酮轉變為氣態之後,依據查理定律:溫度越高 ,氣體膨脹的越多;因此越高溫的熱水,手套膨脹的越明顯 。
2.  在仔細觀察後,想一想老師加入何種液體到手套裡?
答: 根據觀察,加入的液體應該是一種易揮發的物質,這種物質揮發以後,由液相變成氣相,會使得橡膠手套的體積膨脹。
3. 承上題,你覺得加入的液體要有什麼條件呢?
答: 該液體的沸點要比水溫還要低,這樣才容易由液體變成氣體,撐大膠手套。
4. 由此實驗中,還可以觀察到什麼現象?
答: 當手套漲大時, 聞到奇特的氣味,那是聞到丙酮的氣體。

參考資料

1. 超能力大師 II---自己膨脹的氣球中學化學示範實驗國立彰化師範大學化學系(擷取日期:2011/04/30)。
2. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, p 23, Washington, D.C., American Chemical Society.
3. Liquid Nitrogen Classroom Demonstrations, Sam Barros (Accessed on 2011/04/30).

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 大學普通化學

安全

 ● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 ● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。
 

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