热学趣味实验资料

橘子皮烟火

想在家里看烟火吗？只要运用橘子皮（或柳丁皮），就可以制造出美丽火花。

※操作步骤与现象：

准备器材：橘子皮（或柳丁皮）数块、蜡烛1根。

挤压橘子皮，让橘子皮汁液喷向烛焰，便可产生美丽火花。

※原理：

因为橘子皮在挤压时所喷出来的汁液，含有植物性油脂，所以能燃烧。

※叮咛的话：

1. 尽量用新鲜的、刚拨下来的橘子皮（或柳丁皮），不要用乾掉的果皮，因为汁液不容易挤出来，效果会比较差。

2. 一次用多一点、厚一点的橘子皮（或柳丁皮），会比较壮观喔！

3. 尽量让孩子动手操作、先不要告诉孩子为什么，让孩子可以动动脑想一想为什么会这样？

4. 有关于火焰的游戏，要格外注意安全，家长最好陪同孩子一起做，同时指导孩子使用火焰的安全事项，会比较安全。

瓶子发出怪声

将硬币放在玻璃瓶的瓶口，用手掌握住瓶子，瓶口上的硬币竟然就咯咯咯的发出声响！

※操作步骤与现象：

准备器材：空玻璃瓶(可用米酒瓶或啤酒瓶之类的)，1元硬币。

1.将空玻璃瓶放入冰箱中或是冰水中冷却，约半小时即可。

2.在瓶口上放置一枚1元硬币。(图一)

★注意：可以在瓶口边缘抹上一些水，或是先用水将硬币浸湿，如此，硬币与瓶口间就加密合了。

3.双手紧紧握住瓶子，一会儿后，瓶口上的硬币就会发出咯咯咯的声响了！(图二)

※原理：

本游戏是利用空气热涨冷缩的原理。把瓶子放入冰箱冷却后，瓶内的空气当然也被冷却了，那什麼时候加热呢？当然就是手掌握住瓶身的时候啰！运用手掌本深的温度，在握住瓶身后，瓶内的空气受热膨胀而往瓶口逸散，因此将瓶口的硬币往上推，但由于力量不大，所以硬币被往上推一点点又落下来，这种情形一直反复，就产生咯咯咯的声响了！

※叮咛的话：

1.為了方便让效果明显，手掌可事先搓热，或者直接将手泡在热水中，这样手掌的温度就更高了。

2.可将瓶子泡在热水中，虽然效果更快，但为保持「动手做」的趣味，这个方法可让孩子自己动动脑。

3.建议使用玻璃瓶，而不用塑胶瓶，是因为玻璃瓶的传热效果较好。

当完成后，可以指导让小朋友尝试如果放上两个硬币或三个硬币，还可以发出声响吗？

烛芯的材料

你相信吗？可以用粉笔当蜡烛烛芯喔！

※操作步骤与现象：

准备器材：粗蜡烛1根、小粉笔块一个

1.将粗蜡烛点燃，接著使小粉笔块裹上粗蜡烛上的蜡油。

2.将裹蜡的小粉笔块放在烛焰上，加热至燃烧。（如下图）

3.把燃烧的小粉笔块立在粗蜡烛上，并将烛芯压入蜡油中，使烛芯熄灭，发现小粉笔块能代替烛芯继续燃烧。（如下图）

※原理：

烛芯的功用是要把少量的蜡引出来，以便用少量的热，让烛油达到燃点而燃烧，因此，只要能產生毛细现象的物质都可以做烛芯。

※叮咛的话：

这个游戏是利用「毛细现象」原理，该原理会在小学中年级时学到，但很多人都不知道粉笔能代替烛芯使蜡烛继续燃烧，是因為毛细现象所造成。家长们可以鼓励孩子应用学过的科学原理，发挥创造力。

※大家来挑战：

利用毛细现象原理，找出其它可以做烛芯的物质

茶包天灯

有没有放过天灯呢？我们可以在家裡自製简易的茶包天灯唷！※操作步骤与现象：

准备器材：茶包、剪刀、火柴或打火机

1.将茶包从顶端（有棉线那一端）剪开，并小心倒出茶叶。（图一）

2.将空的茶包完全摊开，发现两端都有开口。（图二）将开口撑开，使茶包成為圆筒状，然后将茶包直立

在地面。（图二）

3.从茶包的顶部点火。（图三）

4.观察茶包燃烧受热后的现象。（图四、图五、图六）

※原理：

1.茶包会飞起来的原理，是因為燃烧茶包时会產生热空气，热空气上升使的茶包上方气压强度变小，而造成气压差。而物体会由气压较强大的地方被推向气压较小的地方，因此当气压差够大，即气压差大於燃烧剩餘的茶包重量，茶包就会冉冉上昇了。

2.这个气压差原理的运用，这就是力学当中的白努利定律的应用，而我们透过烧茶包產生热空气的方式来完成此一现象。

※叮咛的话：

1.请指导孩子观察茶包升空的时间点，引导孩子发现茶包会升空，是在茶包剩余重量小的时候才会发生。

2.实验操作时，建议最好使用方形扁式茶包，因為它是棉质亦可拆成桶状，利于產生热空气，重量也较轻，勿使用类似泡棉质的茶包，这类茶包燃烧时，除产生黑烟臭气外，并且直接烧完，不留余烬，无法产生足够热空气。

3.过程中需运用到火，请家长在场协助指导并注意安全。

※挑战一下：

1.详细的描述观察到茶包燃烧后升空时的外观。是全部然烧完？还是伴随一部份的餘烬升空呢？

2.若家里有不同的茶包，也可以拿来试一试，比较燃烧情形或升空情形是否有差异？

3.试试看报纸、书法用的宣纸或其他纸类，看看同样的方式燃烧后是否能升空？

水中蜡烛

说明: 本操作為一个教学教计，将蜡烛置于干的水槽中，固定底部（以蜡油黏住底部），再加水加到蜡烛只露出水面一点点，点燃蜡烛后，观察蜡烛燃烧，可以发现蜡烛可以持续燃烧至低於水面。由於蜡烛仍然会熄灭，我们可以设计一个适合高年级学生的科学探究活动，整个教学程序简述如下：

1.将长度相同、粗细不同的蜡烛各一隻，固定於水槽。再将水槽注入水，直至蜡烛只露出水面约0.5cm。

2.将蜡烛点燃，静静观察蜡烛燃烧至水面以下，蜡烛燃烧至某个程度仍然会熄灭。(视教学时间许可，以示范方式或者小组操作皆可)

3.小组讨论：「蜡烛可以燃烧至水面以下的原因？」，讨论后教师归纳指导。值得注意的是，教师引导讨论时，须注意等待时间多发问开放性问题的原则。

4.教师拋出问题：「粗细不同的蜡烛是否有差别？」，学生应可发现较粗的蜡烛烧得越低於水面(深度)，亦即较细的蜡烛比较容易熄掉。

5.教师再拋出问题，以小组讨论方式思考：「还有哪些因素会影响蜡烛燃烧低於水面之深度差异(避免使用燃烧时间差异)？」，我们期望学生能说出影响因素除了蜡烛粗细以外，还包括蜡烛点燃前露出水面的高度、点燃前烛蕊的长短、环境或人為因素(风吹、水面晃动)等等。

6.教师说明「变因」的分类(如控制的变因、操纵的变因)，以及应变变因的测量方法(测量蜡烛低於水面的深度)。

7.各小组决定要探究的变因(每组只选一个变因)，但是环境或人為因素不包含在内---因為具有变动性或个别差异(此问题也可做為讨论问题之一)。

8.各小组讨论如何进行实验操作，以解决要探究的问题。在教师指导与确认后各小组进行实验。

9.各小组成果报告。

救火纸条

※操作步骤与现象：