7个不容错过的家庭科学实验

孩子学科学就关注爆炸实验室 2020-09-07

-01 瓶口吐烟圈-

烟圈形成的原因，是一个环状的空气涡流将烟雾粒子（烟的固体颗粒或者干冰等形成的小水珠）限制在一个环状区域内。

当烟雾粒子随着空气快速通过一个圆孔时，圆孔出口周边的空气是静止的，因此从圆孔中流出的空气-颗粒混合物会牵引静止的周边空气，由此形成了一个从孔洞边缘向外再转向内旋转的一个涡流。

这也可以用伯努利原理解释——流动的流体压强较低，周边压强高的静止空气补充到压强低的区域，由此形成涡流。这个涡流分布在圆孔周边，成为环状，并向前运动。

这个环状的涡流使得在其内的烟雾粒子不能等速扩散到周边空气中，即烟雾粒子被涡流束缚住了，由此就形成了我们看到的烟圈。

-02干冰大爆炸-

干冰是固态的二氧化碳，遇到盆内的热水，便会迅速升华（固体变成气体的气化过程称之为升华），产生烟雾缭绕的仙境般景象。

实验中泡泡水涂抹过盆口边缘，再用浸有泡泡水的棉布条拉过，便在盆口处形成一张密封的泡泡膜。

随着盆内二氧化碳越来越多，泡泡膜随之胀大，变成一个超大超漂亮的半球形泡泡。膨胀到一定程度，泡泡膜就会破裂，随之就会形成惊艳的干冰大爆炸效果。

-03 流动的金属-

固体由固态转变(熔化)为液态时的温度叫做熔点，当温度超过熔点时，固体就会熔化。

本实验中金属镓的熔点只有29.78度，将一块固态的镓放置热水中一小会儿它就能变成液态金属，进而从小塑料瓶中倒出。

-04光盘吹气球-

光盘看上去很薄，实际上分很多层，我们用小刀剥离出来的透明层是光盘的基板层。

它的主要材质叫聚碳酸酯，是一种热塑性树脂，所以它的热延展性非常好，一受热就会软化，冷却后又会变硬。所以只要给它加热后迅速地吹口气，就可以吹出泡泡来。

-05 时光倒流-

流体一般分为3种流动状态。当流速很小时，流体分层流动，互不混合，称为层流，或称为片流。

逐渐增加流速，流体的流线开始出现波浪状的摆动，摆动的频率及振幅随流速的增加而增加，此种流况称为过渡流。

当流速增加到很大时，流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，液体会互相混合，这属于湍流。粘度小的流体容易湍流，因此我们平时看到的水流基本都是湍流。

粘度是决定流体层流或湍流的一大因素，在本次实验中，因为糖浆粘度很大，所以在旋转流动时属于层流。当我们慢慢旋转玻璃杯时，糖浆流速很小，糖浆分层流动，无色糖浆与有色糖浆互不混合。所以当我们旋转回来时，有色糖浆也会转回来。

-06橘皮喷火器-

橙子皮中的主要化学成分有：香精油、果胶、天然色素、橘皮甙、食用纤维等物质。香精油和橘皮甙等有机物均为可燃物，被挤出后，会起到一定的助燃作用。

除了橙子皮，橘子皮也是可以助燃的，不过橘皮的汁水有限，并不会产生很强烈的效果

-07消失的玻璃棒-

本次实验中，玻璃棒放在水中看得一清二楚，放在油中却“隐形”了，那么玻璃棒究竟为什么会隐形呢？

首先要给大家科普一下，光在不同媒介中的传播速度是不同的，光在水中的速度只有真空中的速度四分之三，而它在玻璃中的速度只有真空中速度的三分之二，光在真空中的速度和介质中的速度之比是折射率，水的折射率为1.3 ，玻璃的折射率为1.5。

因此，玻璃棒在空气和水的界面处会看上去弯折，而油的折射率也是1.5，和玻璃十分相近，因此光在玻璃棒和油的界面不发生反射和折射，显得浑然一体。于是就出现了玻璃棒在油中隐形的奇观。

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