2017年10月21日 星期六

浮乎江湖哉?-七年級自然課

熱脹冷縮,這是學生說的,一般而言,也是如此。(後面會補充不是熱脹冷縮的水之奧秘)

前一天,我示範了『熱-脹-浮』『冷-縮-沉』,熱水加入,『球』就浮起來了。加冷水,『球』就沉下去了。這裏的『球』,就是一個沒滿的氣球塞進玻璃布丁杯裡,可以藉由調整塞進去的多寡,來調整浮浮沉沉的溫度,我們來做個溫度計。

於是,就請小朋友來認領溫度,從10度到40度都有。今天大家來吹汽球,加重物,用熱水、冰水來調節溫度,調整重物來調整浮浮沉沉的溫度。

大部份的人都遵循『熱-脹-浮』『冷-縮-沉』的關係,重物的方式各有千秋。但是,其中出現一組是放在冷水裡浮起,放在熱水裡下沉。

『熱-沉;冷-浮。。。。』

咦~~大發現喔!
叫大家來看看,這現象怎麼會這樣。

為了讓效果明顯,用冰水跟40度溫水。冰水中,浮起來。溫水中,沉下去。

請大家把現象記下來,明天來猜猜為什麼。


這是溫水,大約45度,沉下。

這是冰水,大約1度,浮起。


PS. 大女兒說,這是伽利略溫度計。真的是這個名字!她是從某些書上看來的。
繼前面想做的『浮浮沉沉溫度計』,很多人都觀察到『氣球與重物』的組合,放在水裏,水溫是熱的時候浮起來,水溫是冷的時候沉下去。差別只在浮沉轉變的溫度。可是,安靜的婉珍卻做出跟其他人相反的結果,她觀察到她的放在熱水裡是沉下去的,放在冷水裡,卻浮了起來。跟其他人的都不一樣。


於是我們要來討論一下,前面觀察到的兩種現象:『熱浮冷沉』與『冷浮熱沉』現象。

我們首先就觀察到,兩個浮體的差異。一個是氣球加重物,一個幾乎是水球。

放了一天之後,兩個都浮在31度的溫水裡,所謂31度,就是室溫吧!(怎麼九月底還這麼熱~~)接著我們來猜猜:


(1) 不同大小的水球,遇到冷水都要沉下去。

(2) 加冷水,水球要浮、氣球要沉。

(3) 加熱水,水球要沉、氣球要浮。


(1)不同大小的水球,簡單,馬上有人去裝。

那要先(2)加冷水還是(3)加熱水?大家說冰比較珍貴,要先做,不然就融化掉了。


好吧~~丟進冰水裡,果然就通通浮著。

我請大家等等,再等。看看會不會有人又沉下去。

真的,小顆的先浮起來了,大顆也開始飄了,然後中間大小的那顆也飄起來了。

咦~~ 有兩位同學各自提出厚薄與大小的理論。他們說,大顆氣球薄,很快裡面就跟著冰了。小顆體積小,很快就跟著外面一起冷。


中間大小那顆,就會落到最後一個。

把這三個球丟入熱水,通通都要沉下去。


接著有同學想了又想,講了一個沉浮原理。內外溫度相比,外冷內熱則浮、內冷外熱則沉。照個個理論,把這三個球丟入熱水,應該就是內冷外熱,通通都要沉下去。

好像很符合觀察。


如果到這裡結束,那就是普通的物理課了。。。。


那個浮浮沉沉溫度計,有個很威的名字-伽利略溫度計。似乎在講他的人生一樣,浮起、沉落、又浮起。由歷史看起來似乎是這樣,也許他像綁著瓠瓜的莊子一樣,享受著浮浮沉沉的人生風景。