瓶中“仙境”
2016-12-02段玉佩
段玉佩
蓝蓝的天上白云飘……歌词中唱的景象,是我们在大自然中经常能看到的景象,这是毋庸置疑的。但如果我告诉你,塑料瓶中也能飘白云?你可能会不相信。今天,让我们一起做一个简单的实验,在塑料瓶中欣赏白云飘。
实验材料与工具:
实验步骤
为了安全起见,请戴好你的护目镜,保护好你的双眼。这是因为,实验中瓶内的气压高于瓶外的气压,在打开瓶子的一瞬间,瓶盖有可能会被快速弹开。
在塑料瓶的瓶盖上钻一个孔,使得气筒的通气管正好能够穿过小孔,并用橡皮泥密封瓶口,保证瓶子和通气管的连接处不漏气。
向塑料瓶中倒入一些酒精,酒精的量刚好在瓶底有薄薄的一层即可。转动塑料瓶,让酒精均匀地沾在瓶内壁上。
挤压气筒3~5次,这个时候抓紧瓶塞和气筒口的衔接位置,保证瓶口不漏气。你会感到瓶子在逐渐地膨胀,最后变得硬邦邦的,这个时候需要更大的力气才能稳定住,这时可以请父母帮忙。
当你感到瓶子中很难再进气时,神奇的“云”即将出现,现在需要做好准备的,是你!—用手稳定好塑料瓶—1,2,3!起!固定瓶口与气筒通气管的手迅速拿开,这时你就会看到神奇的一幕,瓶中迅速地产生了白云。
实验原理
在我们四周,有很多肉眼看不见的“小液滴”,它们聚在一起的时候,变成肉眼可见的“白汽”或“白烟”(烟是对此现象的口头表述,并不是准确的说法,为了更好地描述你日常所见现象,暂且如此描述,但请你明白其实液体蒸腾形成的,是“汽”而非“烟”),如你所见,“汽”或者“烟”总是升腾而上,变幻无穷,这是因为它具有一种我们称之为动能的能量,这个能量使得液滴分子们非常的“不安分”,总想“窜来窜去”。当我们向塑料瓶中打气时,瓶中的压力会升高,让“不安分”的液滴分子们被迫挤在一起,“暂时安静”下来。当你突然打开阀门,让原来被压迫的液滴分子们突然散发出去时,瓶中的温度会稍稍降低,这样的环境非常利于液滴小分子彼此结合成大液滴,也就是你肉眼可见的“白汽”或“白烟”了。
酒精是挥发性物质,一瓶酒和一瓶等量的水,都不盖盖儿,我们看到酒会更快地蒸发掉。从微观层次解释,是因为酒精分子相互之间连接的力比水分子之间连接的力弱,更容易“彼此走散”—也就是我们所说的蒸发。实验时,向瓶内倒入少许酒精,借助酒精的挥发作用,就能轻而易举地看到瓶中的云。
实验升级
你现在已经能让云在瓶内一瞬间出现了,有没有什么方法,能让云在瓶中一瞬间消失呢?如果你真正理解这个实验的原理,那么,反向运用一下就可以了。
另外,你可以改变一下实验条件,尝试把酒精换成水或者别的液体,来试试效果如何。告诉你,凉水和温水的效果是不同的,哪个实验条件下云更容易飘出来呢?当然只有试过才知道!试试看吧。