亞太科學教育論壇，第十一期，第一冊，文章十八(二零一零年六月) 陳正治 吊扇怎麼吹才會涼之探討 上一頁 內容 下一頁

研究方法

本研究主要以實際實驗為主，五年級學生舊經驗知識，知道熱空氣上升，冷空氣下降，所以設計了三個實驗來複習與驗證。

安安問：你怎麼知道熱空氣會往上升？

團團說：我來設計一個實驗，讓你溫故一下，看一看。

5.1、實驗設計：

5.1.1、紙蛇飛天

圖2：紙蛇飛天實驗

準備材料有酒精燈、紙蛇、釣環、木條

步驟1：畫一條紙蛇沿著線剪開，蛇頭綁釣環掛在木條上。

步驟2：將紙蛇放在點燃的酒精燈上方(要離酒精燈大約 10公分，避免把紙蛇燒掉)。

觀察結果：以蛇頭當中心點，發現紙蛇的身體由下往上的旋轉，而且越旋轉越快。

歸納心得：剛開始的時候，我們加熱很久，發現紙蛇還是不會動，後來把四周圍圍起來，就發現紙蛇旋轉得越來越快（圖2）。

平平問：你知道教室內的熱空氣往上升後，跑到哪裡去嗎？

圓圓說：我們做個實驗看看吧！

5.1.2、水中火山

準備材料有透明塑膠盒、紅墨汁、鑽子、熱水、冷水

步驟1：將紅墨汁瓶的瓶蓋鑽孔備用

步驟2：把紅墨汁連瓶子隔水加熱，當溫度變熱時，將紅墨汁瓶取出備用。

步驟3：準備ㄧ個透明塑膠盒，裝八分滿的冷水，紅墨汁瓶用手指按住鑽孔不放，壓入水底至最底部才放開。（圖3-1~圖3-4）

圖3-1、瓶蓋鑽孔的溫熱紅墨汁，用姆指按住瓶蓋，放入冷水底部。		圖3-2 拇指鬆開。

 

	圖3-3、紅墨汁往上漂移		圖3-4、紅墨汁跑到水的上端，累積一定濃度後，會來往下降。

圖4：充滿煙霧的壓克力實驗箱

觀察結果:

熱紅墨汁瓶放到透明塑膠盒底部時，看見熱紅墨汁就會往上跑，等到熱紅墨汁跑到水的最上層，沒位置跑時，當達到一定濃度，紅墨汁則會往下跑。

另外高雄市鼎金國小五年級學生，也曾做過類似實驗，設計個模仿教室窗戶的透明壓克力箱，箱內放置燃燒冒煙的檀香塔，就算是教室四周下層窗戶打開，一段時間後，教室內仍然充滿煙霧，久久不去(如圖4)

歸納心得：

這個實驗目的，藉由熱空氣流體和熱液體流體具有類似的性質，熱流體在教室裡，會先往上跑，當上方沒位置跑時且濃度達飽和時，熱流體就會往下移動，而不是往兩側移動累積濃度。教室內的熱氣體，與本實驗結果類似，人體所散發的熱氣，也會往上飄動，且沒有往窗外飄逸出去，所以熱空氣還是留在教室裡，如再用吊扇往下吹，且帶動吊扇裝置的電動機馬達熱源，也會往下運動，熱空氣持續往下降，教室不是更熱嗎？

安安問：難道熱空氣不會跑到教室外嗎？或者室外空氣往內移動嗎？

團團說：那我們來做實驗看看

5.1.3、吹氣神功

準備材料有寶特瓶1個、1立方公分小塑膠積木

步驟1：拿1個寶特瓶，在瓶口放一個小塑膠積木，

步驟2：用力往瓶子裡吹氣（如圖5-1~圖5-3）。

圖5-1 瓶口放一個小積木		圖5-2 用力吹氣			圖5-3小積木往外彈出來

 

觀察結果： 受風吹的小積木，不但沒有飛進瓶子裡，相反地，卻往外飛出來。

歸納心得： 瓶子裡面充滿空氣，所以外面的空氣也進不去。即使往瓶子裡用力吹氣，小積木也是進不去，反而會受一股由內往外運動的空氣吹動，向外面彈出來。

5.2、實驗心得歸納：

歸納以上三個實驗，知道一般吊扇的風，是將吊扇上方空氣，往下吹動，同時將人體散發出的熱空氣往下吹，熱空氣就圍繞著身體四週。因此，教室裡的熱空氣往上飄，吊扇又將熱空氣吹下來，在無風的狀況下，教室外面的涼空氣又進不來，無怪乎教室一直很悶熱。所以要如何做，才能利用簡單的方法，將教室裡的熱空氣往外移動出去呢？

 

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