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[杨君 科学实验与教具---第009期] “大气压力”实验设计与教具制作

杨君科学实验与教具 2021-01-30 11:28:01

“大气压力”小喷泉系列

小喷泉1:

制作材料:

2个矿泉水瓶、1根中空的金属筷子(或其它金属管)1根棉签、2根自锁式尼龙扎带、1个打火机等。

制作方法:

1、对金属筷子两端进行裁切打磨,把筷子变成两端开口的金属管。

2、2个瓶盖相对粘接在一起,中间打孔。

3、把筷子做的金属管从塑料孔中间穿过。

4、1根尼龙带把棉签固定在金属管顶部,在尼龙带上方再扎1根尼龙带,用以将棉签与金属管分开成一定的角度,以避免喷泉喷射时被棉签所阻碍(如图一所示)。

(图一)

5、把金属管下端插进盛有清水的矿泉水瓶(储水瓶)中,并拧紧下方的瓶盖,同时在瓶壁上方扎1个小孔,作为进气孔(如图二所示)。

(图二)

实验操作:

1、利用注射器推注酒精将棉签浸湿(事先在注射器内存储一些酒精)。

2、用打火机点燃棉签,把另一个矿泉水瓶倒置并迅速拧紧在上方的瓶盖上(上方为喷泉瓶,下面为储水瓶),观察实验现象(如图三所示)。

(图三)

3、实验完毕,先拧下下方储水瓶的瓶盖,然后翻转瓶体,再拧下喷泉瓶的瓶盖,最后将喷泉瓶里的水倒回原储水瓶即可。

实验现象:

当上方喷泉瓶内的棉签熄灭时,下方储水瓶内的清水在大气压力的作用下从顶端金属管口喷出,状似喷泉。

实验解释:

棉签燃烧消耗瓶中部分气体,空气受热体积膨胀流失部分气体,二者共同作用致使瓶内气压降低。瓶外空气在大气压力作用下经瓶壁进气孔进入储水瓶,并作用于液面,致使清水流经金属管在喷泉瓶内喷涌而出。

制作提示:

1、如果没有空芯的筷子或加工有困难,也可以用塑料管套接空笔芯(拔掉金属笔尖或用细针顶掉笔珠)的方法代替金属管,但金属管耐热性好。

2、金属管顶端的出水孔宜小不宜大,小孔喷射高、时间长。

3、棉签效果优于蜡烛。

1)、棉签可反复使用。棉签着水后可直接用手将水挤出,注射酒精后即可再次使用,而蜡烛着水后则难以点燃或点火时噼啪作响。

2)、酒精棉签更为清洁,而蜡烛会产生黑烟。