陶淵明在《歸園田居》中寫道:“曖曖遠(yuǎn)人村,依依墟里煙。”在寂靜的村落中,幾縷炊煙裊裊升起,緩緩飄向空中,這是農(nóng)村生活的縮影,簡單質(zhì)樸、生機(jī)盎然,令人向往。其實(shí),在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里,我們也能制造出不一樣的煙霧。一起來試試吧!
實(shí)驗(yàn)材料
空水瓶、小棒、紙巾、鑷子、水、燒杯、濃度為75%的酒精、洗潔精、白糖等。
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)一:煙霧“瀑布”
用小棒將紙巾卷成筒狀,用鑷子夾住筒狀紙巾,將其部分放入空水瓶中。從瓶子外部點(diǎn)燃紙巾,可觀察到燃燒生成的煙霧像瀑布般流下來。
實(shí)驗(yàn)二:煙霧泡泡
蓋上瓶蓋,將實(shí)驗(yàn)一中生成的煙霧收集起來作為煙霧瓶。取適量洗潔精和白糖,在燒杯中配制泡泡溶液。在煙霧瓶瓶蓋上燙一個孔并蘸取泡泡溶液,擠壓瓶身,用瓶蓋上的孔吹出煙霧泡泡。
實(shí)驗(yàn)三:煙霧消失術(shù)
在實(shí)驗(yàn)二的基礎(chǔ)上,用噴壺將濃度為75%的酒精噴入瓶中,讓酒精均勻覆蓋整個塑料瓶內(nèi)壁。將點(diǎn)燃的紙條放入瓶中,可觀察到火焰從瓶中噴射而出并伴有爆鳴聲,同時瓶中的煙霧消失了。
注意:該實(shí)驗(yàn)一定要在成年人的監(jiān)護(hù)下開展,確認(rèn)紙條火焰完全熄滅后再處理。
原理解析
煙霧“瀑布”:一般情況下,燃燒產(chǎn)生的熱量會使空氣密度變小,煙霧會隨熱空氣上升。但實(shí)驗(yàn)中的空水瓶空間狹小,使得煙霧冷卻后密度增大,當(dāng)煙霧密度大于空氣密度時,在重力作用下就形成了煙霧“瀑布”。
煙霧泡泡:我們常見的液體都有表面張力。表面張力使得液體具備可收縮的“能力”,而球形是相同體積下表面積最小的形狀,所以我們常見到球狀的水,如露珠、水龍頭上的水滴等。
正常情況下,水無法容納空氣而形成泡泡,若要吹泡泡就要消除水的表面張力。表面活性劑可減小水的表面張力,例如生活中的洗潔精、肥皂等都是表面活性劑。
煙霧消失術(shù):煙霧中含有許多未燃燒或未完全燃燒的物質(zhì),酒精屬于揮發(fā)性易燃物質(zhì),點(diǎn)燃酒精產(chǎn)生的火焰,可進(jìn)一步燃燒煙霧,直至煙霧消失。燃燒過程中產(chǎn)生大量的熱量和氣體,導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)驟增,氣體膨脹瞬間沖破瓶口空氣,產(chǎn)生沖擊波,從而發(fā)出爆鳴聲并推動火焰向外噴射。
科學(xué)大視野
生活中,與煙霧“瀑布”實(shí)驗(yàn)原理相關(guān)的應(yīng)用有很多。比如,室內(nèi)空調(diào)通常安裝在較高的位置,暖氣則安裝在較低的位置。這是因?yàn)槔淇諝饷芏却?,易于向下流動,而熱空氣密度小,易于向上流動?/p>
煙霧報(bào)警器通常安裝在房間的頂部,這是因?yàn)楫?dāng)火災(zāi)發(fā)生時,燃燒產(chǎn)生的煙霧向上升起,易觸發(fā)安裝在頂部的煙霧報(bào)警器。
(欄目編輯" 田春憶" 秦銀銀)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2024年11期