林宣安老師_創意教具DIY: 真空罐的搜尋結果

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2024年11月7日星期四

簡易氣壓實驗

之前做的真空罐因為體積夠大

所以可以做很多不同種類的實驗

但就是不能做高壓實驗

用這個塑膠離心管就很方便了

插根管子抽氣或加壓就可以做托里切利實驗

也可以觀察密閉系統內體積和壓力的關係(波以耳定律)

缺點當然就是體積太小，不是甚麼實驗都能做

但因為成本較低，可以讓每個人都有機會嘗試

可是加壓還是無法太大，雖然離心管撐得住

但外部連接加壓(抽氣)裝置的部分會爆管

頂多就是多一大氣壓

從實驗的角度來說也夠用了

2020年7月1日星期三

壓力單元很雜
從固體到液體到氣體各有關聯
卻也各有特色
因此實驗的操作與觀察是絕對必要的
只是二下的內容實在超級多
幾乎每個老師都是戰戰兢兢的，深怕上不完
但如果可以將實驗融入在教學中
還是可以有折衷的辦法(折衷就表示不一定是最好)

大氣壓力從托里切利的水銀柱開始說起
若時間充裕，換成水管拉三層樓也是個會讓大家興奮的好方法
但利用針筒來測量也算是折衷
針筒的活塞有摩擦，先掛上水壺，慢慢加水測出摩擦力

再將針筒塞入掛上重物，找個調皮的學生來拿
也算可以出口氣(好壞的老師)
這次學生拿到手抖個不停，活塞稍微下降就喊停了
最好是做到持續緩慢下降才比較準

量出加掛的重物，扣掉摩擦力
就是大氣壓力作用在針筒的作用力了
除以針筒的面積6平方公分，約850公克重/平方公分
稍小一點，也是合理的

接下來這麼神奇的大氣壓力，想當年的馬德堡半球勢必也要出來玩一玩
我的不鏽鋼鍋直徑24公分，抽掉50釐米汞柱(約2/3個大氣壓)
找幾個學生來拉拉看
後頭還是要有學生幫忙護著，避免真的不小心拉開，才不會向後重摔(拉了十多年也還沒拉開過)
這時的氣氛通常會拉到高點...

「拉不開...那就算算看到底大氣壓力此時提供了多少作用力？」學生這時候好像比較甘願算算看
「...如果蠻力拉不開，還有甚麼辦法？」
「大家要從原理去想，我們剛剛做了甚麼事才讓鍋子緊緊吸住？」其實"吸住"這個形容詞很不好...
「因為裡面壓力變小了啊~」
「所以我們可以怎麼處理？」
「想辦法讓裡面(壓力)變大」，「讓外面(大氣壓)變小也可以啊~」
「是的，大家的方向都對了，那有甚麼方法可以讓裡面的壓力變大？」其實這也是在為接下來影響氣體壓力的V、T、N做鋪陳
「加熱」、「灌氣體進去」...學生回答
「...其實大家有注意到鍋子旁有一條小塑膠管嗎？」我提醒大家
「這個塑膠管上面有一個塞子(其實是單向閥)，一樣有2/3左右的大氣壓抵住它，但...」
我隨手就將塞子取下，氣體馬上灌入，鍋子就開了
「為甚麼我可以這麼輕易取下塞子，你們兩個人的力量卻拉不開鍋子？」
「因為塑膠管的面積比較小啊~~」學生很不情願地說，覺得被我耍了...

再來我們利用吸盤代替馬德堡半球
將吸盤在手機上之後放入真空罐中(隨手拿，沒其他意義)
將真空罐的氣體抽出到約6個釐米汞柱，吸盤就掉下來了

「那如果不要到掉下來，我們再把氣體灌進去會怎樣？」學生很好奇地問
「有趣喔，我們就試試看吧~~」坦白說，我也沒試過
抽掉60個釐米汞柱時，吸盤中心明顯鼓出來了
此時我們再把氣體灌入回復一個大氣壓
「又吸回去了耶~~」學生興奮的說

也許...這就是實驗的迷人之處吧~~
不須太多花俏，實驗本身就是個讓人著迷的東西

課後有個學生跑來跟我說，「老師~~你的雞絲頭怎麼這麼多啊!!」
這是恭維嗎？我欣然接受了

2020年1月23日星期四

自製實驗用透鏡

前一篇有關近視與遠視光學路徑的實驗
合適的透鏡和線型雷射是實驗是否方便操作與成功的關鍵
線型雷射之前已經說過許多，可以直接參考連結
透鏡的部分就可遇不可求了
曾經試著透過教具商尋找，但不是不適合就是貴到嚇人...
所以決定自己打造試試看

我手邊已經有成品，只要用複製的方法就成了
先用透明片框出透鏡的外型
再利用UV膠來固定外框
UV膠方便使用，拆開後又不容易留痕跡
這樣就可以讓外框重複使用
不然每次都要重新打造會搞死人的...