動手學科學/物質科學I/物質的態

核心原理

1. 思考如何將生活中的物品分類
   • 請同學說出幾個教室裡的物品，並想辦法分類
     • 用軟硬分類
     • 用木、金屬、塑膠分類
   • 結果，發現不管哪一個分類法都很難把物品分的很細
2. 如果把物品切的很小很小呢
3. 引進原子的概念
   • 原子(atom)：原意為不可分割的粒子
4. 介紹態
5. 態的重要性
   • 如果沒有固態，人長怎樣?
   • 如果沒有液態，怎麼吃東西、怎麼消化?
   • 如果沒有氣態，人還能活著嗎?
   • 水循環的原裡就是因為有物質的三態，而水循環也深深的影響著地球的生態
6. 觀察三態

本日活動

'注意事項'

1. 不可直接觸用手碰乾冰，要戴手套
2. 不可以拿乾冰去碰別人

一、觀察乾冰

(一)介紹

1. 乾冰是固態的二氧化碳
2. 乾冰在常溫下會快速的從固體變成氣體

(二)操作

1. 帶上手套後，領取一塊乾冰
2. 放在手上一下感受它的溫度(不能放太久，會凍傷)
3. 放在桌上觀察
4. 拿幾塊不同形狀大小的乾冰，放在桌上觀察
5. 換成放在光滑的鐵片上觀察

(三)探究問題

• Ｑ：乾冰冒出的白煙是?

Ａ：

乾冰冒出的白煙是液態的小水滴，他們非常小、小到肉眼看不見。會有白色的煙是因為乾冰太冷了，空氣中的水器會大量凝結成小水滴

• 畫出氣流的路徑

二、漂浮泡泡

(一)介紹

1. 材料：大容器、乾冰、泡泡槍（吹泡泡的東西ex.鐵絲繞一圈沾泡泡水）

(二)操作

1. 找一個寬的容器，並裝滿水
2. 把乾冰放進水裡靜置幾分鐘
3. 用泡泡槍往裡面吹泡泡
4. 泡泡就這麼懸在半空中

(三)探究問題

• Ｑ：為什麼泡泡會飄在水上？

Ａ：

1. 把乾冰放進水裡一陣子之後，水的表面會充滿二氧化碳
2. 我門吹出的泡泡，裡面是空氣
3. 二氧化碳比空氣重

因此泡泡就會浮在二氧化碳之上(水上)

三、乾冰泡泡

(一)介紹

1. 準備材料：大容器、1 杯(熱)水、乾冰、吸水的布、泡泡水、長尺

(二)操作

1. (熱)水放進大容器，乾冰再放進(熱)水中
2. 吸水的布放浸泡進泡泡水中
3. 把泡泡水抹在箱子四周
4. 用抹布滑過容器表面，就會有大泡泡出現

延伸實驗：

1. 比賽誰的泡泡最大(用尺量，高度最高)
2. 在容器中放進一杯熱水

(三)探究問題

• Ｑ：能產生泡泡的原裡是？

Ａ：

乾冰放入水中會產生大量的二氧化碳，讓泡泡表面慢慢鼓起來

• Ｑ：在容器中放進一杯熱水，會發生甚麼變化？

Ａ：

因為熱水會讓容器內的溫度變高，泡泡會膨脹的比沒有熱水還要快

四、乾冰鬧鐘

(一)介紹

1. 材料：乾冰、湯匙、硬幣(１／５／１０／５０)

(二)操作

1. 把湯匙放在乾冰上
2. 用硬幣在乾冰上挖出一個溝，讓硬幣會在乾冰上震動

延伸實驗： 控制變因

1. 不同硬幣
2. 溝的深度不同
3. 溝的寬度不同

應變變因

1. 響亮程度
2. 響的時間長度

(三)探究問題

• Ｑ：為什麼硬幣在乾冰上會發出聲音？

Ａ：

乾冰很冰(零下78度)，乾冰碰到金屬，首先被加熱而放出氣體，那氣體又衝擊硬幣使它振動而發聲

• Ｑ：為什麼硬幣響一下就沒聲音了？

Ａ：

因為硬幣在響的過程中會慢慢冷卻，乾冰沒遇到熱，就不會再快速的轉變成氣態二氧化碳

• Ｑ：如何讓硬幣響的久一點？

Ａ：

摩擦硬幣，讓它發熱

五、乾冰動力車(船)

(一)介紹

1. 材料：乾冰、水、夾鏈袋，剪刀（戳洞）

(二)操作

1. 用夾鍊袋上戳一個洞
2. 再裝ㄧ些乾冰、水
3. 小夾鏈帶會開始噴氣，並在水上跑
4. 如果乾冰加太多會炸開來

乾冰介紹

• 應用
  1. 為何用乾冰來保存食物
     1. 乾冰質量輕，它所佔重量是同體積水冰的1/18左右。質量輕則有利於運輸。
     2. 乾冰昇華後不會留下液體，這樣比用水冰冷藏更清潔乾淨，不會使食物潮濕。
     3. 乾冰昇華後生成的二氧化碳密度大於空氣，因而二氧化碳氣會附在質量重的食物表面，使*##食物與氧氣隔絕，達到抑制細菌滋生、減緩其新陳代謝的速度等作用，確保果蔬海鮮產品新鮮、​​不變質。
     4. 用乾冰製作美食，還可以營造溫馨浪漫的氛圍，可以讓食客產生如臨仙境的愉悅感覺。如今，採用乾冰來製作美食，已經為一些高檔酒店所追捧。
  2. 滅火器
     1. 二氧化碳比空氣重→可以隔絕空氣→缺乏助燃物，火就會熄滅
  3. 戲劇效果
     • 乾冰昇華時，體積迅速膨脹800倍；造成「絕熱膨脹」的進一步降溫，像冷氣機的冷媒一樣，使周圍的水蒸汽被大幅吸走熱量，而凝結成霧狀的小水滴。
  4. 檢查器具
     • 把乾冰放在桌上，再用杯子蓋住乾冰，有白霧漏出的地方就是桌面或杯子的缺陷
  5. 去汙
     • 工業上用乾冰來清潔機具，噴射到機具內的乾冰不會弄濕鐡器造成生鏽，而且乾冰的細小氣爆威力可以把粘著在機具上的油污炸開
  6. 造雨
     • 將乾冰射到對流層中，使其溫度驟降，將小水滴轉變成冰晶，透過冰晶成長過程後下雨