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先別急著喝養樂多~用養樂多玩大氣壓力

買了三罐養樂多……別小看這小小一罐,其實~它可以談液體壓力,也能談大氣壓力,它,也是理化老師的好朋友呢!

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2017-05-17 09:36:47 最後編修
2017-05-17 09:34:42 By zfang
 

養樂多是小朋友的最愛之一,小朋友會怎麼喝?我家孩子不喜歡大人幫他插吸管,寧願不用吸管,而是用牙齒啃咬一個小孔,就這麼吸著。在物質不充裕的年代,小時候的我捨不得一次喝完,總會把它冰在冷凍庫裡,再用小湯匙慢慢挖…..

這天,帶著孩子到便利商店吹冷氣、喝飲料,也帶了相機、剪刀與一個鋼杯,『順便』做大氣壓力的實驗。其實,實驗對小孩子來說真的是順便啦,他們是專程來喝飲料的!

這家數字商店除了有面窗的吧台區之外,在一角也放置小孩子的桌子與一些童書,還有一架電子琴。家裡採光不好,還是這兒又亮又舒服。

小朋友好開心,在飲料櫃前,這個也要、那個也選,選了好多種~
但,通通不行,媽媽說…..只能選這種!
買了三罐養樂多……別小看這小小一罐,其實~它可以談液體壓力,也能談大氣壓力,它,也是理化老師的好朋友呢!

開心的柚子拿著它跑去櫃檯,他似乎認為,給櫃檯的哥哥算完錢錢之後就可以喝了!
不過,今天是來做實驗『拍外景』,先別急著喝!

小蒨是我的小助手,她宣布:『第一罐先做柚子的。』
實驗開始……

 

之一 尖管與壓力

先用吸管在鋁箔蓋上刺一個小洞。拿起吸管,有二頭~『要用哪一頭刺進去呢?』
小朋友太熟悉這種簡單的操作了:『尖的。』

在動作之前,請她先操作:『如果我們用吸管平平的部份刺下去,可以刺出一個洞嗎?』似乎刺不破,甚至吸管還會折彎。
尖尖的的地方呢?


很輕易地將吸管穿過鋁箔蓋,我們製造出一個小洞。

同樣的施力,吸管尖端接觸面小壓力大,因為這樣壓力才會大,才能刺穿薄膜。
『所以被尖尖的地方刺到一定也會很痛。』

 

之二  明明有洞,為何飲料流不出來?

如果不是用吸管吸,蓋子上已有一個小孔,將罐子倒過來,飲料會不會流出來?


『現在養樂多有一個洞了,如果將它倒轉過來會怎樣?』

小朋友說:『會流出來~』
『試試看~』我在底下放了一個鋼杯,就算流出來也會接住。


結果,無論倒立放或是斜放,整罐飲料只漏出了一滴,還是好好的。

水往低處流是不變真理,飲料流不出來,是不是就表示有東西擋住他們,『到底是什麼力量將它們阻止?』

接著再穿一個洞,也就是說有二個洞了。
『將開有二個洞的養樂多罐翻轉,飲料會不會流出?』我們再來預測。
小蒨猜:『會。』為什麼?
『因為跟原本的一個洞不一樣了,多了一個洞。』她這麼回答我,結果呢?


就算是有二個小洞,如果完全倒立,飲料還是不會流出來喔。

只開一小孔的養樂多,傾倒時飲料常不易流出,這是因為大氣壓力的緣故。若以吸管或針在鋁箔蓋上戳數個小洞,即使洞的數目很多,只要洞不是太大,水的表面張力加上大氣壓力的作用,倒轉後瓶內飲料還是不會流出來。(如果洞很大,就算是只有一個洞,飲料仍是會流出來的~看似神奇,其實關鍵都在大氣壓力。)

那麼,『怎樣才能讓飲料流出來呢?』店員聽到我們的實驗課對話也感到好奇,也一起來看。


將養樂多罐傾斜,二個洞一上一下,上方孔洞讓空氣進入,而飲料便從下方洞口流出...

這一罐是柚子的,幫他將養樂多再倒回罐裡,重新封住鋁箔,插上一根吸管,遞給期待已久的他。比起只插一根吸管的喝法,多了一個洞,吸起來特別順呢。

 

之三  腮幫子與大氣壓力

接著輪到翔翔。

『插上吸管,就吸吧?』翔翔覺得好奇怪,『不是要做實驗嗎?』剛剛媽媽與姐姐研究弟弟那罐多多好久。

『是呀,媽媽有要拍照做實驗呀,要拍你在吸的時候,二邊臉會凹下去的樣子。』翔翔的實驗最簡單,只要吸就好,吸的過程得先將二頰的空氣吸走,變成小鳥嘴巴。


吸的時候,口裡的壓力變小,飲料就被大氣壓力推入口中。

什麼情況會吸不到飲料?如果吸管有破洞,或是在沒有大氣壓力的太空或月球。“吸”飲料的實驗,其實用鋁箔包飲料最好做,可惜~塑化劑風暴,不敢買。吸著吸著,會發現只有一個小孔的鋁箔罐最後常被『吸扁』,或著說是大氣壓力『擠扁』的呢!

有時為了加速而在鋁箔包身用擠壓的方式推出果汁,就像擠牙膏時,在下方擠壓,牙膏由上方擠出…..這是利用『帕斯卡原理』,不同於氣體受壓後體積會變小,液體不可被壓縮,液體壓力會傳遞。

順帶一提,為什麼小朋友二頰肉肉的有嬰兒肥,這個是他們吸母乳的秘密武器,吸媽媽的ㄋㄟㄋㄟ不像吸果汁有大氣壓力來相助,為了生存,小娃兒們可是相當認真地吸著,吃奶的力氣比吸果汁大呢!

翔翔很努力地製造凹陷的臉頰,吸的很順,喝了好一大口,最後~居然…….噴出來了。

養樂多讓地板黏黏的,這兒是別人的地盤,我得趕緊處理。
仔細觀察肇事者翔翔~『嘿,這小子根本沒有嗆到,是在玩。』他是頑皮小哥哥。
『去跟櫃台拿些衛生紙,把地擦乾淨。』喚著翔翔,敢玩卻害羞的小子說什麼也不依。
最後姐姐拎著他去。

看到哥哥姐姐離開座位,正在喝養樂多的柚子以為有什麼新鮮事,站起來也想跟去。
卻不巧撞上凸起的吧檯桌邊,哎~也是壓力作用,幸好力道不大、桌邊又鈍(接觸面積大),只是小朋友的皮嫩,額頭立刻紅腫。
小柚子放聲大哭,男孩的哭聲中氣十足。趕緊暫停實驗,攬過來惜惜(ㄒㄧㄡˋ ㄒㄧㄡˋ)。
小傢伙哭得快也去得快,不一會兒,看到旁邊的電子琴,便開始玩起來。等哥哥姐姐來了之後,清除地上的養樂多,又開始做實驗。

 

之四  長管來相助

第三罐多多,要做什麼呢?
還是二個洞,但其中一個插入一根吸管,再倒置,結果又是如何?


飲料會沿著長吸管流出來,不過,過一陣子就停了。

『為什麼飲料會流出?』插了根長吸管,使二個出口產生液體壓力差,因此飲料由長管流下,而流下的動力也驅使空氣由另一孔流入,這與先前將二孔多多罐倒置液體流不出,而傾斜後二孔以一上一下的方式使飲料能流出的道理相似,製造二孔的壓力差,飲料由下孔(長管)流出,空氣由上方流入。所以掌握原則稍稍傾斜,一高一低(一長一短)的情況,一方通大氣,另一方便會出水。

『明明裡面還有很多飲料?為什麼流一陣子就停了?』當上方的飲料到達吸管出口高度當然就停了,只要在把吸管拉下來低於液面,飲料又會繼續流出來。

 

之五  大氣壓力的生活應用

物體放在桌上,則物體對桌面所施的壓力,會垂直接觸面。如果是液體呢?因為被四面八方的液體包圍,液體壓力是各方向都有。人~在地球上也被空氣包圍著,就像液體壓力一樣,人承受各方向的大氣壓力。大氣壓力多大?每平方公分承受約一公斤重的力。

生活中有許多應用都利用到大氣壓力,例如吸盤,或著用吸管吸東西喝飲料,藉由在口中製造低壓區,而使得飲料被大氣壓力推進。

怎麼觀察與測試大氣壓力?最簡單的方式是利用塑膠片與玻璃杯。裝滿水的杯子蓋上塑膠片,倒轉後水不會流出來,塑膠片緊緊貼合著。『被水吸住了?還是被大氣壓力頂住了?』我家孩子說是被黏住了。因為大氣壓力有不同方向,即使杯子傾斜~塑膠片也不會掉。類似實驗請參考之前文章:神奇防漏杯蓋 、:『神奇』保鮮蓋?、大氣壓力小把戲~我把杯子黏在臉上了 、大氣壓力的生活應用~如何讓杯內豆漿不溢出? 

裝滿水的寶特瓶封住蓋子,寶特瓶底部鑽一小孔,水不會流出,打開瓶蓋,又能夠噴出,這也與大氣壓力有關。我還曾帶孩子用蓄水量大一點的寶特瓶來做水漏,從蜂蜜罐上的孔談起~大氣壓力與寶特瓶水漏 ,這也與大氣壓力有關!也可以參考之前文章:玻璃瓶的長嘴巴~注酒器 、大氣壓力來找『茶』~沒有壺蓋的茶壺

 

之六  小插曲

『好了,等下把多多喝一喝再玩一會兒~就要準備回家了。』
低頭突然發現,明明已經清乾淨的地板,怎麼又全都是柚子黑黑腳印?
再一路往上看,這小弟把二腳開開還在敲打著琴鍵.......
不妙~原來早已『褲-濕-啦-』。

『弟弟偷尿尿!』二歲多,練習不包尿布的他,在喝足又哭夠的情況下,伴隨著音樂,與放輕鬆的好心情,就地解放了........實驗被迫提早結束!!

伴著夕陽,我們母子四人,大手牽小手回家,牽一個走路腳開開又害羞的小男孩,那景象、模樣~好可愛!!

空多多罐別丟,還可以用來做大聲公:勁爆喇叭與養樂多大聲公 。把三個空罐子帶回家後,才發現,其實可以剝去外面的膠膜,不然在數字商店外加做多多實驗,好像真的有廣告嫌疑?(保證~絕對沒有!)

 

分類:親子科學樂 2011/06/14 21:59

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