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燒不起來的手帕
※操作步驟與現象: |
準備器材:手帕1條、蠟燭1根、硬幣1個。
- 將硬幣放在手帕的中央並扭轉手帕,手帕必須緊緊拴住硬幣,否則手帕會燒起來。包著硬幣的手帕放在蠟燭上方,手帕只會有黑黑的痕跡,但燒不起來。
- 將硬幣取出,將手帕直接放在蠟燭上燃燒,手帕一下就燒起來了。
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※原理: |
金屬物品比手帕或木頭更容易傳熱,由於手帕接收火焰的熱被硬幣吸收了,所以無法達到可以燃燒手帕的溫度。
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※叮嚀的話: |
- 在燒手帕時,手的位子不要太靠近火焰,太靠進時手會很熱,甚至燒傷。
- 事先準備一盆水在旁,手帕燒起來時,可以放入水盆裡滅火。
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※大家來挑戰: |
找一找,有哪些物質可以在燭焰中燃燒,但換了另一種方式就燒不起來?(如:乾的紙容易燃燒,濕的紙燒不起來;鐵釘燒不起來,像棉花一樣細的鐵絲就燒得起來。) |
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橘子皮煙火
想在家裡看煙火嗎?只要運用橘子皮(或柳丁皮),就可以製造出美麗火花。 |
※操作步驟與現象: |
準備器材:橘子皮(或柳丁皮)數塊、 蠟燭1根。
擠壓橘子皮,讓橘子皮汁液噴向燭焰,便可產生美麗火花。
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※原理: |
因為橘子皮在擠壓時所噴出來的汁液,含有植物性油脂,所以能燃燒。
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※叮嚀的話: |
1. 儘量用新鮮的、剛撥下來的橘子皮(或柳丁皮),不要用乾掉的果皮,因為汁液不容易擠出來,效果會比較差。
2. 一次用多一點、厚一點的橘子皮(或柳丁皮),會比較壯觀喔!
3. 盡量讓孩子動手操作、先不要告訴孩子為什麼,讓孩子可以動動腦想一想為什麼會這樣?
4. 有關於火焰的遊戲,要格外注意安全,家長最好陪同孩子一起做,同時指導孩子使用火焰的安全事項,會比較安全。
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蠟杯的特異功能
※操作步驟與現象: |
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※原理: |
在玻璃杯中,靠近杯壁的水會略往上爬,造成一個由中心向外的拉力,把在中心的保麗龍屑拉到杯壁;而在裹蠟杯中,靠近杯壁的水會略往下凹,,造成一個由外向中心的拉力,所以保麗龍屑停在中心。
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※叮嚀的話: |
1.可指導小朋友觀察水在玻璃杯、裹蠟杯內的差異。
2.製作裹蠟杯比較麻煩,可以將凡士林或面速力達母之類的藥膏塗在玻璃杯內,也會產生和裹蠟杯一樣的效果。
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※大家來挑戰: |
參考步驟五:比賽看誰能讓保麗龍屑停在水中比較久而不碰到杯壁。 |
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搶救燃燒蠟燭
用玻璃杯將蠟燭關起來,蠟燭會熄滅,如何搶救要熄滅的蠟燭呢? |
※操作步驟與現象: |
器材:蠟燭1枝、一元硬幣數個、透明玻璃杯1個。
1.將蠟燭點燃,在小蠟燭旁的左右各放置1元硬幣1個,蓋上玻璃瓶,我們可以發現蠟燭火焰熄滅了。(如圖一)
2.重複以上步驟,依序增加硬幣的數量。
3.一直墊到燭焰的底部,燭焰才不會熄滅。(如圖二)
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圖一 |
圖二 |
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※原理: |
蠟燭燃燒需要空氣中的氧氣,在密閉容器中的燭焰,容器中氧氣不足時,蠟燭就會熄滅 |
※叮嚀的話: |
可以指導孩子發現蠟燭短一點、杯子大一點、高一點,能充分運用杯內的空氣,蠟燭能持續然燒的時間比較長。
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※大家來挑戰 |
準備大、中、小3個玻璃杯與長、中、短3支蠟燭,分別選擇一個玻璃杯與一支蠟燭,再利用一元硬幣將容器墊高,試試看,要怎樣才能運用最少的1元硬幣,使燃燒中的蠟燭不會熄滅且蠟燭持續燃燒的時間最長?
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吸氣功
用氣球可以把玻璃瓶吸起來喔!不信我們來玩玩看吧! |
※操作步驟與現象: |
準備器材:蠟燭1根、玻璃杯1個、氣球1個。
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※原理: |
空氣很容易熱漲冷縮,空氣冷卻後體積縮小,瓶內壓力小於大氣壓力,於是造成氣球的一部份被吸進杯子裡。 |
※叮嚀的話: |
1.這是運用蠟燭、透明玻璃杯、氣球來讓孩子瞭解大氣壓力與空氣的熱漲冷縮。
2.可以指導孩子仔細比較被吸進瓶子的氣球與沒被吸進去的差異。
3.當小朋友成功完成後,可以指導小朋友:收集熱氣的玻璃瓶,能不能吸起紙杯呢?(需事先將紙杯杯底抹上一層水,才能吸的起來
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如何拿出錢幣
如何不弄濕手,就可以拿出裝水盤子裡的錢幣呢? |
※操作步驟與現象: |
準備器材:蠟燭1根、透明玻璃杯1個、盤子1個、1元硬幣1個
1.在盤子中固定一根蠟燭。
2.將一元硬幣放入盤中。
3.將水注入盤子。
4.將盤中的蠟燭點燃。
5.拿透明玻璃杯蓋住蠟燭,當火熄滅時,盤中的水會被吸入杯子裡。
(注意:盤內的水不要放太多,讓水面剛好淹沒錢幣,這樣水比較容易吸乾。)
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※原理: |
因為玻璃瓶罩住蠟燭,瓶子裡形成密閉空間,當蠟燭燃燒時,將瓶子裡的氧氣耗盡,使得瓶內壓力減小,於是瓶子外面的大氣壓力把水都擠進瓶子裡了。
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※叮嚀的話: |
- 先不要告訴孩子方法,讓孩子先動動腦、動動手操作,讓孩子想辦法能不沾濕手指就取出硬幣,方法不限,不過不能將水倒掉或將水面傾斜,也不可以使用其它工具夾起硬幣。當孩子所有的方法都嘗試過後,再告訴他你能用蠟燭和杯子來完成這項任務。
- 盤子的水可以加些顏料,讓透明的水變成有顏色的水,這樣杯內水位的變化會更明顯。
- 如果怕不成功,可以在乾盤子上抹上肥皂或清潔劑,以確保水能一次吸乾。
- 我們四周充滿著看不見的空氣,這個遊戲可以證明空氣的存在,空氣的主要成分是氧和氮,藉由這個遊戲可以讓孩子思考水位上升的原因。
- 如果沒有蠟燭,可以利用牙籤插上一顆花生,將花生固定、支撐著不要接觸到水,再點上火,一樣有同樣的效果喔!
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水中蠟燭
說明: 本操作為一個教學教計,將蠟燭置於乾的水槽中,固定底部(以蠟油黏住底部),再加水加到蠟燭只露出水面一點點,點燃蠟燭後,觀察蠟燭燃燒,可以發現蠟燭可以持續燃燒至低於水面。由於蠟燭仍然會熄滅,我們可以設計一個適合高年級學生的科學探究(scientific enquiry)活動,整個教學程序簡述如下: |
1.將長度相同、粗細不同的蠟燭各一隻,固定於水槽。再將水槽注入水,直至蠟燭只露出水面約0.5cm。
2.將蠟燭點燃,靜靜觀察蠟燭燃燒至水面以下,蠟燭燃燒至某個程度仍然會熄滅。(視教學時間許可,以示範方式或者小組操作皆可)
3.小組討論:「蠟燭可以燃燒至水面以下的原因?」,討論後教師歸納指導。值得注意的是,教師引導討論時,須注意等待時間(wait time)、多發問開放性問題的原則。
4.教師拋出問題:「粗細不同的蠟燭是否有差別?」,學生應可發現較粗的蠟燭燒得越低於水面(深度),亦即較細的蠟燭比較容易熄掉。
5.教師再拋出問題,以小組討論方式思考:「還有哪些因素會影響蠟燭燃燒低於水面之深度差異(避免使用燃燒時間差異)?」,我們期望學生能說出影響因素除了蠟燭粗細以外,還包括蠟燭點燃前露出水面的高度、點燃前燭蕊的長短、環境或人為因素(風吹、水面晃動)等等。
6.教師說明「變因」的分類(如控制的變因、操縱的變因),以及應變變因的測量方法(測量蠟燭低於水面的深度)。
7.各小組決定要探究的變因(每組只選一個變因),但是環境或人為因素不包含在內---因為具有變動性或個別差異(此問題也可做為討論問題之一)。
8.各小組討論如何進行實驗操作,以解決要探究的問題。在教師指導與確認後各小組進行實驗。
9.各小組成果報告。
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瞬間壓扁鋁罐
要把鋁罐壓扁,除了用腳踩、用手壓、用硬物砸這些方法之外,還有什麼方式呢? |
※操作步驟與現象: |
準備器材:空鋁罐、瓦斯爐、隔熱夾(或烤肉網和隔熱手套)、一鍋冷水
1.先準備一鍋冷水備用。
2.在空鋁罐中加入約10 毫升的水,在以隔熱夾夾住鋁罐在瓦斯爐上加熱。(圖一)
★注意:(1)由於鋁罐底部較小,置於瓦斯爐上加熱並不方便,而且會很燙,不方便拿取,所以最好以隔熱夾夾住鋁罐進行加熱。另外,要注意加熱時產生的熱氣,可能會燙傷手。(2)家中若無隔熱夾,可在瓦斯爐放置烤肉網,再將空鋁罐置於上面加熱。
3.罐中的水沸騰一會兒後就熄火,待鋁罐不再冒煙時,將鋁罐開口朝下,迅速的放入冷水中。(圖二)
★注意:這時鋁罐非常的燙,請小心進行。
4.啪的一聲,罐子瞬間就被壓扁了。不注意的話,還有可能被瞬間壓扁的聲響嚇一跳呢! (圖三)
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※原理: |
液體加熱變氣體後,體積會膨脹,但氣體冷卻時,體積卻會變小。由於我們加熱後的鋁罐充滿滾燙的水蒸氣,此時將它垂直倒立放入水中,鋁罐內的水蒸氣急速冷卻成水,體積變小,使得內部壓力比外部的大氣壓力小,因而被大氣壓力給壓扁了。
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※叮嚀的話: |
1.將鋁罐垂直倒立放入,是因為要讓鋁罐內的空氣跟外界的大氣隔絕,造成壓力差,而使鋁罐被壓扁。
2.最適合本遊戲操作的地點是廚房,器材可就地方便取得。使用鋁罐的原因,是因為它的剛性強度較小,比較容易得到遊戲效果。
3.過程中需運用到火,且加熱後的鋁罐非常燙,請家長在場協助指導並注意安全。當完成後,可以指導讓小朋友嘗試若在鋁罐中加入不同的水量,同樣地沸騰一會兒後熄火,對壓扁鋁罐有沒有影響呢?
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黃玉斯、黃國維、張啟亮、楊皓雯、謝孟靜、魏哲華、蕭淑分
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瓶子發出怪聲
將硬幣放在玻璃瓶的瓶口,用手掌握住瓶子,瓶口上的硬幣竟然就咯咯咯的發出聲響! |
※操作步驟與現象: |
準備器材:空玻璃瓶(可用米酒瓶或啤酒瓶之類的),十元或五十元硬幣。
1.將空玻璃瓶放入冰箱中或是冰水中冷卻,約半小時即可。
2.在瓶口上放置一枚十元硬幣。(圖一)
★注意:可以在瓶口邊緣抹上一些水,或是先用水將硬幣浸濕,如此,硬幣與瓶口間就加密合了。
3.雙手緊緊握住瓶子,一會兒後,瓶口上的硬幣就會發出咯咯咯的聲響了!(圖二)
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圖一
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圖二 |
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※原理: |
本遊戲是利用空氣熱漲冷縮的原理。把瓶子放入冰箱冷卻後,瓶內的空氣當然也被冷卻了,那什麼時候加熱呢?當然就是手掌握住瓶身的時候囉!運用手掌本深的溫度,在握住瓶身後,瓶內的空氣受熱膨脹而往瓶口逸散,因此將瓶口的硬幣往上推,但由於力量不大,所以硬幣被往上推一點點又落下來,這種情形一直反覆,就產生咯咯咯的聲響了!
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※叮嚀的話: |
1.為了方便讓效果明顯,手掌可事先搓熱,或者直接將手泡在熱水中,這樣手掌的溫度就更高了。
2.可將瓶子泡在熱水中,雖然效果更快,但為保持「動手做」的趣味,這個方法可讓孩子自己動動腦。
3.建議使用玻璃瓶,而不用塑膠瓶,是因為玻璃瓶的傳熱效果較好。
當完成後,可以指導讓小朋友嘗試如果放上兩個硬幣或三個硬幣,還可以發出聲響嗎?
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救火紙條
※操作步驟與現象: |
準備器材:玻璃瓶(建議用市售的醬料玻璃罐或果醬瓶)、報紙或圖畫紙、剪刀或小刀、蠟燭、打火機、膠帶或膠水、夾子
1.裁一張紙,並做成圓筒狀。(長:約25公分,寬:將紙捲成圓筒,並做套量測試,直到可以套緊瓶口,調整後以膠水或膠帶固定圓筒。)(圖一)
★注意:圓筒長度不可太短,使用刀具也請小心。
2.再裁一張紙條,長度比紙筒略長,寬度略小於紙筒直徑,以便置於紙筒內時,可將紙筒分成兩半,且方便抽拉。紙條可選用稍硬的紙質,以方便抽拉。
3.點一根長度略低於瓶身的蠟燭,將蠟油滴在瓶底,用夾子將蠟燭置於蠟油上固定。(圖二)
★注意:若蠟燭太短,可能在還沒套上圓筒前,燭火就會熄滅。
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(圖一)
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(圖二)
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4.在瓶口套上紙筒,燭火會逐漸變小甚至熄滅。若在燭火變小前插入紙條,則蠟燭會一直燃燒,但若將紙條慢慢往上抽,燭焰會變小,快要熄滅時,再將紙條往內插入,火焰則又變大。
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※原理: |
本遊戲主要是運用冷熱空氣對流的原理。還沒套上圓筒前,因蠟燭接近瓶口,燃燒產生的熱空氣很快地從瓶口逸散,對對流而入的冷空氣(新鮮空氣)影響不大,所以蠟燭能繼續燃燒。套上紙筒後,由於底部受熱,所以熱空氣快速上升,冷空氣就難以從上方進入,燭火就會因為缺乏新鮮空氣而變小,最後熄滅。紙筒被紙條分隔後,熱空氣上升阻力變大,冷空氣便得以進入,而燭火獲得新鮮空氣,便能持續燃燒。
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※叮嚀的話: |
1.套上紙筒後,蠟燭可能很快就熄滅,這時又要重新點燃蠟燭,為避免這種麻煩,可以先將紙條置於紙筒內,待蠟燭置於瓶底後,馬上套上內有紙條的紙筒,就可讓蠟燭一直燃燒,再來進行操作、觀察。
2.若效果不明顯,可能是紙筒太短的緣故,可嘗試將紙筒的長度加長。
3.過程中需運用到火,請家長在場協助指導並注意安全。
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※挑戰一下: |
1.試試不同長度的紙筒,並觀察不同長度的紙筒對蠟燭的燃燒有什麼樣的影響?
2.點燃一支線香,放在紙筒上空的紙條兩側,觀察線香煙的方向,並說說看有什麼不同?
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