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槍擊要犯---在密閉系統中燃燒而爆炸
by yangsp, 2011-05-26 20:36:38, 人氣(4926)

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:何啟民  E424007


槍擊要犯---在密閉系統中燃燒而爆炸

簡介

在一個空瓶中,放入少量的酒精,將空瓶開口套緊於一個附有點火裝置的軟木塞上,形成一個密閉系統,點火後會有很大的一個爆炸聲,同時空瓶也會飛出去。

示範步驟

1. 將已鑽孔的軟木塞,套緊於點火槍的火花產生處,裝置如圖一所示。
2. 在空的養樂多瓶中倒入約2mL的酒精。
3. 將瓶搖動,將瓶內潤濕後,把多餘的酒精液體倒出,瓶內保持濕潤即可。
4. 將養樂多瓶塞緊於軟木塞,裝置如圖二所示。
5. 扣下板機,觀察變化情形。
6. 再將飛出的空瓶取回,重覆步驟4和5。
注意:本示範實驗應於室外演示。

圖一

圖二

溶液和器材

1. 瓦斯點火槍一把。                      
2. 養樂多空瓶兩個。
3. 100 mL 燒杯一個。
4. 滴管一支。
5. 藥用酒精 50 mL。
6. 單口軟木塞一個。

原理和概念

1. 當酒精蒸氣被點火後,會燃燒產生大量的熱,同時也會產生大量的二氧化碳氣體及水蒸氣。此時,由於養樂多瓶中的氣體數目突然變多,造成壓力突然變大,所以整個瓶子承受不住而向外飛去。

教學提示

1. 這個實驗具有相當好的聲音效果,很容易引起學生的興趣。
2. 由於有爆炸的效果,因此最好在空曠的地方進行。
3. 酒精的量不宜太多,殘餘的酒精液體要倒出來效果較好。
4. 填充一次酒精約可射擊五次,直到無法擊出為止。
5. 不要每次都倒入酒精,如此會造成瓶中酒精太多,效果不佳。
6. 這是一個簡單的實驗,應該讓每個學生都有機會做。

問題和參考答案

1. 為什麼會產生如此大的爆炸聲?
答: 因為燃燒的時候會產生大量的熱,而且產生大量的二氧化碳氣體和水蒸氣。
2.  為什麼養樂多瓶會飛出去?
答: 酒精的燃燒產生大量的二氧化碳及水蒸氣的氣體,由於氣體的數目突然增大很多,壓力突然變大,因此會飛出去。
3. 可以利用別的方法來點火嗎?或者更換物質也有同樣效果嗎?
答: (1)可以將養樂多瓶兩側插上鐵釘,以 Tesla  coil 來當點火裝置。
(2)燃燒的物質可以替換為甲醇或是氫氣。

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 25, Washington, D.C.,American Chemical Society.

適用程度

國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 ˇ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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