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溫度與壓力的關係
by yangsp, 2011-05-26 20:14:58, 人氣(4547)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:黃玉菁  E424006


溫度與壓力的關係

簡介

當錐形瓶內的水沸騰數分鐘,移走熱源,立即套上氣球,發現氣球會脹大。等待溫度下降,氣球反而會被吸入錐形瓶中。

示範步驟

1. 取一錐形瓶,並置入 5 毫升的水,如圖一所示。
2. 加熱至水量剩下約1毫升,如圖二所示。
3. 利用試管夾將錐形瓶由熱源上移開,立即在瓶口處套上氣球,注意氣球變大情形,如圖三所示。小心被燙傷!
4. 當錐形瓶冷卻時有何現象產生,如圖四所示。
5. 加熱錐形瓶,然後將氣球取出。
圖一 圖二 圖三
圖四

溶液和器材

1.
錐形瓶一個。
2.
電熱板或加熱裝置一座。
3.
氣球一個。

原理和概念

1. 因為當錐形瓶內的水沸騰,會產生許多水蒸氣,使得氣球內的氣壓大於外面大氣壓力,造成氣球脹大。當逐漸冷卻,產生的水蒸氣減少和水蒸氣變成液體的水,氣球內的氣壓減少,外界大氣壓力大於錐形瓶內的氣體壓力,故氣球會被吸入錐形瓶中。

教學提示

1. 在套上氣球時,應小心操作,錐形瓶是燙的。
2. 如果移走熱源後再套上氣球,則氣球變化不明顯,若在套上氣球後,再放置於熱源上,氣球的變化則會比較明顯。

問題和參考答案

1. 為何必須把水煮沸?
答: 因為要讓水產生水蒸氣。
2.  為何氣球會脹大?
答: 因為水沸騰會產生大量水蒸氣,水蒸氣會充滿氣球,蒸氣壓變大,所以氣球會脹大。
3. 為何冷卻後,氣球會被吸入錐形瓶中?
答: 因為錐形瓶內的溫度會下降,產生的水蒸氣較少,而且水蒸氣變成液體的水,氣壓會下降。外界的大氣壓仍然是一大氣壓,外界的壓力比瓶內為大,故氣球會被吸入錐形瓶中。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd ed., 1988, Volume 1, p 9, Washington, D.C., American Chemical Society.

適用程度

ˇ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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