科學小遊戲(內容為科學小芽子電子報所摘錄)

科學小遊戲∼水流不下來

材料:鐵絲紗網或塑膠紗網、一個窄口的瓶子、鐵絲或橡皮筋

步驟:

  1. 在瓶中裝滿水,再把紗網蓋住瓶口,用橡皮筋或鐵絲把紗網固定。

  2. 先用手擋住瓶口。

  3. 再把瓶子顛倒過來。

  4. 把手放開。

  5. 水不會流出來。

原理:表面張力幫了忙,加上因瓶子裝滿水,瓶子裡沒有任何空氣可以把水壓下來,大氣壓力唯一推擠的方向,是把想要從紗網中漏出的水往上推回去。

想想看: 如果改用杯子裝滿水並利用一小塊墊板蓋住杯口,顛倒過來後,不使用任何固定方式,墊板會不會掉下來?

科學小遊戲解答: 不會,同樣的道理,大氣壓力把墊板向上推,而杯中沒有大氣壓力,所以墊板不用手固定也不會掉下來。

 

科學小遊戲∼拿不掉的橡皮筋

材料: 橡皮筋

步驟:

  1. 將橡皮筋的一端擱在小指上。

  2. 拉著橡皮筋橫過手掌,然後掛在另一端的拇指上。

  3. 不依靠外力的幫助,想辦法將掛在手指上的橡皮筋拿掉。

結果:想要將套在手指上的橡皮筋拿掉是一件極為困難的事情,除非靠另一隻手幫忙。

想想看: 如果有小朋友把橡皮筋纏繞在狗狗的身上會如何呢?

科學小遊戲解答:

狗狗無法將橡皮筋擺脫,因此也會造成他們的傷害。橡皮筋甚至可能會深入到組織,引起發炎,狗狗會生病或死亡,所以千萬不要這麼做喲!

 

科學小遊戲∼旋轉降落器

材料:紙、剪刀。

步驟:

  1. 準備一張約 5 x 18 公分的紙張,參考右圖,實線以剪刀剪開,虛線則摺成一個立體的箭頭。

  2. 箭頭的另一端剪開後,向不同方向捲成兩個有點圓弧狀的尾翼,成為一個降落器。

  3. 箭頭朝下,讓降落器自高處落下,會發現降落器將一面旋轉一面快速下降喔!

原理:降落器有兩個不同方向的尾翼,造成兩個相反方向的氣流,因此紙張就能旋轉下降了。

試試看:改變降落器的箭頭或尾翼的形狀,比較看看降落的狀況有什麼不同呢?

科學小遊戲∼變脆的貝殼

材料:貝殼數個、兩個罐子、半杯水、半杯醋、報紙、金屬湯匙。

步驟:

  1. 一個罐子裡放一些貝殼和醋,另一個罐子則放貝殼和水。

  2. 四天後,把貝殼從罐子中拿出來,放在桌子上(記得桌上要墊報紙),小心的用湯匙弄碎貝殼。

  3. 從水裡拿出的貝殼還是一樣硬,但是從醋中拿出來的貝殼就可以很容易的弄破,而且上面還有一層白色粉狀物質。

原理:貝殼主要的成分是碳酸鈣,醋是一種醋酸,酸酸會溶解碳酸鈣,因此浸泡在醋中的貝殼會變脆,就能輕易以湯匙壓碎了!

試試看:把粉筆放進有醋的罐子裡5分鐘,會發生什麼事?

科學小遊戲解答:

粉筆是一種石灰岩,也是碳酸鈣,成分類似石灰岩洞的軟岩石,所以醋可以溶解粉筆,就像雨水裡的酸可以溶解石灰岩,形成石灰岩洞一樣。

 

科學小遊戲∼聽音辨位

材料: 十元兩枚,家人或朋友一位。

步驟:

  1. 請朋友或家人坐在椅上,並請他閉起眼睛。

  2. 在他們的頭上、面前、後方等位置,敲擊兩枚硬幣,並請對方猜猜聲音的位置。但不管在什麼位置發出聲音,一定要和坐在椅子上的朋友保持相當的距離。

  3. 改變發出聲音的位置,並且重複多做幾次。

  4. 試試看什麼位置可以比較正確辨別出方位。

原理:在正面所發出的聲音比較容易辨別,但其他地方可能就沒那麼容易了,因為聲音發出的位置距離兩耳相同時,聲音會以同樣的速度到達兩個耳朵,所以耳朵自然也很難分辨出來了。

試試看: 試著從眼睛到頭頂後方,沿著中間線慢慢移動敲擊硬幣,到那一個位置開始,受測者就無法辨別方位呢?

科學小遊戲解答:

一般來說,從頭頂上方起到頭後方皆不容易辨別,只是每個人的靈敏度不一樣,找爸爸媽媽或兄弟姊妹來試試,誰聽音辨位的角度最大呢?回頁首

 

科學小遊戲∼不易失溫的水

材料: 兩個杯子。

步驟:

  1. 將其中一個杯子裝滿水,另一個杯子什麼都不裝。

  2. 把兩個杯子放在冰箱15分鐘。

  3. 用手摸摸杯子,會發現裝了水的杯子比空杯子暖。

原理:空杯子裡裝滿了空氣,空氣和玻璃流失熱的速度比水快,所以有水的杯子可以保溫比較久。

想想看: 海邊的夏天和冬天,為什麼比內陸來得不熱也不冷呢?

科學小遊戲解答:

海洋能夠儲存太陽的熱氣,在冬天,海洋冷卻的速度比陸地慢,所以海邊的城市冬天會比內陸城市溫暖。海洋夏天時也熱得比較慢,所以海邊城市的夏天會比內陸城市涼快一些。

 

科學小遊戲∼溫室效應

材料: 2枝溫度計、有蓋廣口瓶、2顆小石頭、2張黑色的紙或布、紙、鉛筆

步驟:

  1. 在戶外有陽光的地方,把罐子平放。將小石子放在罐子兩側,以防止滾動。

  2. 將黑紙放入罐中,把溫度計放在黑紙上,關緊蓋子。

  3. 另一支溫度計則放在罐子旁邊的黑紙條上,記錄兩支溫度計的溫度。

  4. 等十分鐘後,再記一次溫度。

  5. 罐子內的溫度會比外面還高。

原理:密閉的罐子會關住熱氣,無法散發出去,所以溫度會比較高。

想想看: 溫度效應是如何發生的呢?

科學小遊戲解答:

工業燃燒燃料和汽車引擎所產生的二氧化碳造成污染,二氧化碳會使地球表面的熱氣無法散出去,因此使得大氣熱度升高。這個現象,就稱為溫度效應。

 

科學小遊戲∼感覺大不同

材料: 削尖的鉛筆二枝、膠帶

步驟:

  1. 兩枝鉛筆尖對齊,以膠帶黏在一起。

  2. 請爸媽或兄弟姊妹幫忙做實驗,將黏在一起的鉛筆尖,輕輕碰觸對方的前臂(手肘和手腕間的地方),碰觸時請他們眼睛閉起來。

  3. 請對方說出一次有幾個點碰觸到皮膚。

  4. 再做一次實驗,但這次是以鉛筆尖碰觸手指,請對方說出感覺有幾個點。

  5. 手臂上只有一個點的感覺,而手指則有兩個點的感覺。

原理:手臂的神經末端的數量較少,但手指上的神經末端則相當多,因此感覺比較敏銳,對受到壓迫的點數就能正確的判斷出來。

試試看: 把兩枝筆尖分開,試試手臂與腳底,兩枝筆尖要距離多遠,對方才能分辨出有兩個點呢?

科學小遊戲解答:

腳底比手臂來得敏感些,相信各位小芽子也得到相同的結果,但每個人可以分辨出兩個點的距離可能稍有些不同,多找幾個人試試看吧!

 

科學小遊戲∼沈入水中的乒乓球

材料:寶特瓶、乒乓球、水盆、美工刀

步驟:

  1. 以美工刀切開寶特瓶底部。

  2. 拿掉寶特瓶瓶蓋,使瓶口朝下,放入乒乓球,從上方倒水。

  3. 寶特瓶不會漏水,但乒乓球也不會浮上水面。

  4. 接著將寶特瓶下端浸入水盆中,乒乓球就會從水中衝出。

原理:在步驟3中,因為乒乓球上方要承受水的壓力,但乒乓球下方則是觸及空氣,沒有水壓的重量,所以乒乓球會被來自上方的水壓壓住,即使是在水中也不會上浮。但在寶特瓶下端浸入水中後,因為乒乓球也要承受來自下方的水壓與本身的浮力,所以會衝上水面。

試試看:寶特瓶下端要浸到多深,乒乓球才會浮上來呢?

科學小遊戲解答:

寶特瓶下端浸入水裡的深度,要視乒乓球上方的水量而定。當乒乓球下的水壓及本身的浮力大於上方的水壓時,乒乓球就會浮上來,所以乒乓球上方的水裝的愈多,寶特瓶下端就要浸的愈深,乒乓球才能浮上來喔!

 

科學小遊戲∼杯子三稜鏡

材料:白紙、透明玻璃杯

步驟:

  1. 找個陽光充足的戶外場所進行實驗。把紙張放在桌上或地上。

  2. 用拇指和食指小心拿緊裝了水的玻璃杯,拿到距離紙張約7-10公分處。記得拿杯子時,手不要擋住杯身。

  3. 把杯子上下移動,並稍微傾斜,讓陽光集中在紙上,直到出現彩色圖案為止。

  4. 裝了水的玻璃杯有如三稜鏡,在紙上可以投射出彩虹喔!

原理:裝了水的玻璃杯有折射效果,亦即改變光的方向,讓我們清楚地看見光中的色帶。白光其實混合了許多顏色,透過水杯的分光作用,就會呈現出紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等不同的顏色。

試試看: 多一點或少一點的水所呈現的色彩,那一種比較好呢?每個人所使用的杯子不一樣,所以請小朋友自己記錄下結果,比較看看囉!

 

科學小遊戲∼油水成一家

材料:透明的碗、杯子、沙拉油、洗衣粉、小茶匙。

步驟:

  1. 在碗中倒進一杯水。

  2. 加入一茶匙沙拉油。

  3. 觀察碗內水的表面。

  4. 將兩小茶匙洗衣粉撒入碗中。

  5. 輕輕混合攪拌碗中的液體,不要使液體產生泡沫。

  6. 再次觀察液體水面的狀態。

原理:水比油重,所以水和油無法相混合,油會浮在水面上。洗衣粉的分子一端會和水結合,而另外一端則會和油結合,所以當洗衣粉加入後,水面上的油原先所呈現的圓圈就會消失,此時,藉由洗衣粉分子的作用,水和油就可以相混合了。

想想看: 流進河川、海洋的洗潔劑將會對鳥類造成什麼影響呢?

科學小遊戲解答:

水鳥可以浮在水面上,是因為其翅膀的表面有層油脂,油脂可以發揮防水的功能,一旦鳥類進入含有高濃度洗潔劑的水域時,翅膀上的油脂就可能被洗掉,防水性消失後,水會滲入羽毛,使水鳥無法浮在水面而溺死。

 

科學小遊戲∼浮沈的鈕扣

材料:襯衫鈕扣(小於1.5公分直徑)、杯子、汽水。

步驟:

  1. 在杯子裡裝汽水約八分滿,最好是透明的汽水

  2. 把鈕扣丟到杯子裡,如果浮在汽水上,用手指敲一下,讓它沈到杯底。

  3. 小泡泡在鈕扣周圍形成,突然間,鈕扣開始上升到水面,敲打一下鈕扣,鈕扣又會沈到杯底了。

原理: 汽泡就是二氣化碳,當汽泡黏在鈕扣上時,使它有足夠的上升力或浮力,因而浮起來。


想想看: 平常喝汽水時有沒有類似的現象呢?

科學小遊戲解答:

吸管放在汽水中的時候,常常會因為吸管上附著很多的汽泡,而使得吸管浮起來,不會接觸到瓶底或杯底。

 

科學小遊戲∼將鳥關進籠

材料:小卡片一張,筆,細繩。

步驟:

  1. 在卡片的兩邊穿上兩個小洞,然後各繫上一條繩子。

  2. 在卡片的正面畫上一隻小鳥,背面畫上一個籠子。

  3. 兩手各握住繩子的一端,卡片提高到眼睛的正前方,迴轉數圈後再拉直,使得繩子快速扭轉,卡片也會跟著打轉,你就可以看到,小鳥「似乎」被關進了籠子裡啦!

原理:這是利用眼睛的「視覺暫留」現象,由於影像大約可以在視覺裡保留大約十分之一秒,所以兩張圖畫會好像合而為一,形成鳥在籠子裡的印象!
 

試試看:試著發揮創意,改變兩個圖案來代替鳥和籠子,例如「飯粒黏在臉上」要怎麼做呢?

科學小遊戲解答:

只要將卡片的正面畫上飯粒,背面畫上人的臉,一樣是利用繩子快速轉動卡片,飯粒看起來就像黏在臉上囉!

 

科學小遊戲∼刺不破的氣球

材料:氣球、膠帶、針。

步驟:

  1. 先將氣球盡量地吹到最大。

  2. 剪一段約一公分長的膠帶貼在氣球表面上。

  3. 將針刺進貼有膠帶的地方,氣球不會破喔!

原理:膨脹的氣球是內部空氣壓力與橡皮萎縮力維持平衡的狀態,如果這時候以針刺氣球,橡皮會瞬間破裂,裡面空氣往外衝,發出『碰』的聲音。但如果先貼上膠帶才以針刺,橡皮因為被膠帶黏住不會裂開,所以氣球就刺不破了!
 

試試看:拿一顆生雞蛋代替氣球,結果會如何呢?

科學小遊戲解答:

當針刺進貼有膠帶的蛋殼時,因為蛋殼上有膠帶的保護,裂痕不會擴大,所以蛋也不會破掉囉!

 

科學小遊戲∼往下飄的煙

材料:杯子、冰塊、線香、打火機。

步驟:

  1. 在杯子裡放入冰塊,等個幾分鐘。

  2. 以打火機點燃線香。

  3. 將線香靠近放有冰塊的杯子,結果發現線香的煙會往下飄喔!

原理:當冰塊冷卻了杯子附近的空氣,冷卻後的空氣體積變小,所以與正常空氣相比,同一體積的空氣重量比較重,因此會往下沈,造成一股氣流,線香的煙被向下流動的氣流捲入,所以往下飄囉!
 

試試看:打開水龍頭,使水大量流出,把線香放在水流旁邊,會觀察到什麼情形呢?

科學小遊戲解答:

線香的煙同樣也是往下飄喔!自來水因為地球重力向下流,落下的速度為重力加速度,如果水流流速大到某一程度,水流旁邊的氣壓會下降,被捲入水流附近的空氣會向下流,所以線香的煙也就往下飄了。

 

科學小遊戲∼不會結冰的鹽水

材料:紙杯二個、水、鹽、簽字筆。

步驟:

  1. 將兩個紙杯裝水,其中一杯倒入一小匙的鹽。

  2. 以簽字筆分別在紙杯上標示出「水」與「鹽水」。

  3. 將兩個杯子同時放入冰箱冷凍庫中,每隔兩個小時就觀察一次。

  4. 沒加鹽的清水會結凍變硬,但是有加鹽的鹽水,不管放多久都不會變得硬梆梆的喔!

原理:當水要結冰時,水分子之間會產生氫鍵而形成晶體,但如果水中溶解有其他物質的話,將阻礙晶體的形成,造成水的冰點下降。所以鹽水的冰點比攝氏0度更低,一般冰箱冷凍庫的冷度,只能讓清水結冰囉!

想想看:生活中有什麼例子是應用上述的原理呢?

科學小遊戲解答:

像是軟軟棉棉的冰淇淋,除了水外還有其他成分,包括牛奶、乳化劑、香料等,所以冰淇淋的冰點低於零度。還有冰枕也是利用同樣的原理,能在零度以下還是軟軟的。

 

科學小遊戲∼會流汗的植物

材料:健康的植物一株、透明塑膠袋、膠帶。

步驟:

  1. 以塑膠袋包住一片葉子。

  2. 利用膠帶將塑膠袋口封住,並固定在莖上。

  3. 將植物放在陽光照得到的地方,約二至三小時。

  4. 塑膠袋裡面會產生很多水滴喔!

原理:植物的根會吸收泥土中的水分,水沿著莖上升至葉子,再經由葉子上的氣孔排出,這樣的現象稱為植物的「蒸散作用」。正常狀況下,水分會蒸發到空氣中,但當環境濕度高(如密封的塑膠袋內)或溫度低時,水分不容易蒸發,就會在葉子上凝結成水珠了。
 

想想看:如果植物的蒸散作用好比動物的流汗,那麼植物藉由蒸散可以達到什麼目的呢?

科學小遊戲解答:

動物藉著流汗來調節體溫,植物同樣也藉著蒸散作用來調節溫度。除此之外,水分蒸散是水分上升的動力之一,因此蒸散作用還有助於植物吸收水分喔!

 

科學小遊戲∼忽冷忽熱的氣球

材料:氣球一個。

步驟:

  1. 請爸媽把氣球貼在小朋友臉頰旁邊吹氣,隨著氣球脹大,小朋友臉頰會感到溫暖的感覺。

  2. 把吹大的氣球貼著臉頰消氣,這時卻有涼涼的感覺喔!

原理:氣球吹氣膨脹,受壓縮的空氣進入氣球內,溫度因此升高。相反地,當氣球消氣時,空氣往外跑帶走熱,所以氣球溫度就下降了。
 

試試看:腳踏車車輪打氣時,摸摸看打氣筒,有什麼不一樣呢?

科學小遊戲解答:

打氣筒打氣時,因為壓縮空氣,所以溫度會上升,摸摸打氣筒的金屬部分就能感覺到熱熱的。其實腳踏車車輪和吹脹的氣球一樣,應該溫度都會比較高,只是輪胎橡膠較厚,熱傳導比較慢,所以感受不如金屬那麼明顯了。

 

科學小遊戲∼氣功吸瓶子

材料:小的玻璃瓶(裝麵筋或醬瓜的),熱水。

步驟:

  1. 在玻璃瓶中裝入少量的熱水,輕輕的搖晃十秒鐘再倒掉。

  2. 將手掌密合的蓋住瓶口。

  3. 等瓶子冷卻後會被手掌吸上來,輕輕的搖動瓶子也不會掉下來。。

原理:瓶子裡熱水所散發出的水蒸氣,將瓶內的空氣趕出瓶外。隨著瓶子的冷卻,密閉狀態下瓶中的水蒸氣凝結成水,使得裡面的壓力變小。由於瓶子四周的大氣壓力較大,讓手掌壓住了瓶子。這個現象,在視覺上好像是瓶子被吸起來了,其實瓶子是被手掌壓住了。
 

試試看:如何利用熱水幫壓凹的乒乓球恢復原狀?

科學小遊戲解答:

只要將壓凹的乒乓球泡在滾燙的熱水中,球內空氣會澎脹而使乒乓球回復原狀,不過若是乒乓球已經有裂縫,這招可就不管用了喔!同理,如果果醬或醬瓜打不開,可以利用熱抹布讓蓋子受熱澎脹,使得蓋子較容易打開。

 

科學小遊戲∼胡椒靠邊站

材料: 盤子、胡椒粉、牙籤、杯子、肥皂水、砂糖、水、吸管。

步驟:

  1. 在盤中注入一公分高度的水,在水面灑上胡椒粉。

  2. 以牙籤沾一點肥皂水滴在水面中央,胡椒粉會瞬間散開,空出中央部份形成圈狀。

原理:滴在水面的胡椒粉會由於水張力而擴大散開,這時滴下肥皂水,因為肥皂水的表面張力小,所以胡椒粉就會被外圍表面張力大的水拖曳過去。
 

試試看:再用吸管吸糖水滴在中央,結果如何?

 

科學小遊戲解答:

結果胡椒粉又會再度分散在水面,糖水是表面張力大的液體,滴下糖水後,表面張力又會再度加強,因此會拉回胡椒粉。

 

科學小遊戲∼吸水的杯子

材料: 透明玻璃杯、臉盆、水、蠟燭。

步驟:

  1. 蠟燭的長度約為透明玻璃杯的一半高度。將蠟燭點燃立於臉盆中,在臉盆內注入自來水約一公分高。

  2. 小心地將玻璃杯倒扣蓋住蠟燭放在臉盆裡。

  3. 等燭火熄滅後,杯中的水面會比杯外的水面高。

原理:空氣的成分主要是氮和氧,氮氣約佔空氣的4/5,而氧氣約佔空氣的1/5。杯中的蠟燭在燃燒時會使用空氣中的氧,並產生二氧化碳及水蒸氣。等氧氣燃燒完畢後,五分之一的氧氣已失去了,於是杯子就會吸入等量的水進來。

想想看:有那些每天遇到的東西會燃燒空氣呢?

科學小遊戲解答:

汽車、飛機或輪船等的引擎在運轉時會使用空氣中的氧氣來燃燒汽油而產生動力,因此地球的大氣層中的二氧化碳不斷的增加,產生溫室效應,氧氣也有可能在減少中。

 

科學小遊戲∼雞蛋變胖了

材料: 雞蛋一顆、杯子一個、醋。

步驟:

  1. 將雞蛋整個放入較大的杯子中,倒入足量的醋,要讓醋覆蓋住雞蛋為原則。

  2. 雞蛋會冒出泡泡,請放置三天。

  3. 三天後,會發現雞蛋外層的硬殼不見了,只剩下一層軟軟的半透明膜,而且雞蛋的體積變大,約是原來的1.5倍!

原理:
因為蛋殼是由碳酸鈣所構成,所以會被醋酸所溶解,溶解時會產生二氧化碳氣泡。等到醋酸完全溶解了蛋殼後,只剩一層薄膜,薄膜裡面與外面的物質濃度不同,造成滲透壓不相等,使得濃度低那邊的水往濃度高那邊滲透,直到兩邊濃度相等才停止,因此雞蛋外面的水不斷往雞蛋裡跑,雞蛋就變胖了!

試試看:
西瓜表面灑上一些鹽,吃起來有什麼不一樣呢?

科學小遊戲解答:

灑上鹽後,西瓜裡的水分會跑出一些來;西瓜裡的水分減少,糖份的濃度提高,吃起來就比較甜,這就是應用滲透壓不相等的原理。生活中製作醃製品也是如此,例如將鹽灑在黃瓜上,過一段時間後,黃瓜因滲透而失去水份,就可以製成醃黃瓜啦!

 

科學小遊戲∼水流會轉彎

材料: 吸管一支、面紙。

步驟:

  1. 調整水龍頭的水量,讓它盡量流出少量的水。

  2. 用面紙來回摩擦吸管幾次。

  3. 將吸管靠近自來水,水流會被吸管導引,改變方向喔!

原理:
吸管經過面紙摩擦後,上面會帶負電,而水分子是由一個帶負電的氧原子和二個帶正電的氫原子所構成。所以當吸管靠近水流時,吸管所帶的負電會吸引水分子中帶正電的氫原子,水流的方向因此會改變。

想想看:
為什麼吸管經過面紙摩擦後,會帶負電呢?

科學小遊戲解答:

正常狀況下,物體上的正負電荷保持平衡,維持電中性。但當我們將甲、乙兩個不同的絕緣體摩擦後,如果甲物體的電子跑到乙物體上,甲物體的正電荷會變得比較多而帶正電,而乙物體從甲物體得到額外的電子,因此便帶負電,這樣的現象叫做『靜電效應』。梳頭時梳子會吸起頭髮、乾燥的冬天脫毛衣有觸電的感覺、除塵紙吸附灰塵等,都是生活中的靜電效應喔!

 

科學小遊戲∼倒不滿的啤酒杯

材料: 啤酒一瓶、玻璃杯一個。

步驟:

  1. 將啤酒瓶整個垂直往空的玻璃杯裡倒酒(如圖),瓶口的位置必須放在杯子的中間高度。

  2. 當玻璃杯內的啤酒淹過瓶口時,不可以移動啤酒瓶。

  3. 啤酒泡沫不斷往上冒,眼看快要溢出來的時候,啤酒卻停住不再上升了!

原理:
因為大氣施予杯內水面的壓力,與瓶內空氣加上剩下啤酒的重量達到平衡,所以瓶內的啤酒不會再流出來,玻璃杯中的啤酒就也不會滿出來了!

試試看:
日常生活中有什麼樣的例子是應用這個原理呢?
 

科學小遊戲解答:

例如養鳥的給水裝置,裝滿水的瓶子倒立在一淺盤子上,水不會滿出盤子外,但當鳥兒喝掉一些水後,瓶子內又會流出等份量的水來補充。

 

科學小遊戲∼擋不住的風

材料: 10 x 1.25 公分的紙條、保特瓶、膠帶 。

步驟:

  1. 把紙條的一端折起1.25公分(如圖),將折起來的那端用膠帶黏在桌上。

  2. 把保特瓶放在紙條和自己中間,離紙條約7.5公分的地方。

  3. 用嘴巴靠近保特瓶用力吹氣,會發現紙條被吹動喔!

原理:
移動的空氣可以跟隨彎曲的表面繼續前進,吹出的風並不會被保特瓶阻擋,所以紙條照樣能被吹動。

試試看:
圓形的保特瓶換成是方形的瓶子,結果一樣嗎?

科學小遊戲解答:

方形的瓶子依然是擋不住風,空氣還是會繞過瓶子前進,吹動紙條喔!

 

科學小遊戲∼不怕水的餐巾紙

材料: 小玻璃杯、餐巾紙、一鍋水。

步驟:

  1. 把餐巾紙捏皺塞到玻璃杯內,要緊到即使倒轉杯子餐巾紙也不會掉下來。

  2. 倒轉杯子,將杯子浸入鍋子的水中。

  3. 過一會兒再將杯子拿出來,會發現餐巾紙是乾的!

原理:
由於杯子裡有空氣,空氣比較輕,倒轉杯子時,杯子內仍有空氣存在。所以把杯子浸到水裡時,水並不能完全充滿整個杯子,塞在杯子底部的餐巾紙不會碰到水,因此可以保持乾燥。

想想看:
有什麼方法可以使水充滿整個杯子呢?
 

科學小遊戲解答:

把玻璃杯換成紙杯,在紙杯底部開個小洞,這樣倒轉紙杯浸到水裡的時候,紙杯中的空氣可從小洞跑出來,這樣水就能完全充滿整個杯子,杯子一下子就可以沈到水中了!

 

科學小遊戲∼自己移動的水

材料: 杯子、碗、水、二張廚房紙巾。

步驟:

  1. 將杯子裝水九分滿,放在碗旁邊。

  2. 將紙巾緊緊捲在一起作成繩索,一端放在杯子裡,一端放在碗裡。

  3. 幾分鐘後,會觀察到繩索變濕,碗底開始有一些水。

  4. 如果把杯子墊高,高度高於碗,隔夜後再觀察,會發現杯子的水幾乎都跑去碗裡了!

原理:
水是沿著廚房紙巾的纖維縫細,慢慢從杯子移動到碗去,這樣的移動方式,叫做毛細現象。水分從植物的根部移動到葉子,也是利用這個原理。

想想看:
日常生活中還有什麼毛細現象的例子呢?
 

科學小遊戲解答:

水或液體沿著物體的細縫或細管子移動,就叫「毛細現象」。生活中像是酒精燈裡的酒精會沿著棉線上升、蠟燭的蠟油沿著棉線上升、用毛巾把水擦乾等,都是毛細現象的例子喔!

 

科學小遊戲∼保特瓶內的龍捲風

材料: 大的保特瓶一個( 2 公升左右)、水 。

步驟:

  1. 將保特瓶內裝滿水。

  2. 先將保特瓶直接反轉往下倒水,計算全部的水流光所需的時間(約 25 秒)。

  3. 再次將保特瓶裝滿水,以手蓋住瓶口,反轉後先順時針(或逆時針)晃動保特瓶,讓瓶內產生漩渦。

  4. 移開手讓水流出,水流出時繼續保持晃動,會發現水一下子就全流光了(約 12 秒)!

原理:
瓶內產生漩渦時讓水流出,可觀察到水中心點有一個空洞,瓶外的空氣可由此洞進入瓶內,到達水面上方,水面上方的空氣壓力可以加速水的流出,看起來就像瓶子內颳起龍捲風一樣。

想想看:
如果不晃動保特瓶,還有什麼方法可以加快水流出的速度呢?
 

科學小遊戲解答:

只要在保特瓶底部打一個洞,洞口上方的空氣可以進入水面上方,空氣壓力就會加快水流出的速度了!只是若要重複使用這個保特瓶,還是用晃動保特瓶來加快水流比較方便喔!

 

科學小遊戲∼吹不倒的名片

材料: 名片一張 。

步驟:

  1. 將名片折成ㄇ字型,放在桌子上。

  2. 用嘴巴對著ㄇ下方開口處吹氣。

  3. 不管怎麼使盡兒吹,名片都不會被吹倒喔!

原理:
這是白努力定理,氣流速度愈快的地方,氣壓就愈低。對著ㄇ下方吹氣,使得ㄇ下方的氣流速度變快,氣壓因而變低,名片外圍的大氣壓力大於ㄇ下方的氣壓,所以名片就能牢牢的站在桌子上,不被吹倒了。

想想看:
露營時如果風太強,帳棚快要被吹倒時,怎麼應用白努力定理呢?

科學小遊戲解答:

只要打開帳棚的開口,讓風可以穿透帳棚,就像ㄇ字型的名片一樣,因為帳棚外的大氣壓力大於帳棚內的氣壓,帳棚就可以穩穩地不被風吹倒了。

 

科學小遊戲∼彈珠變乒乓球

材料: 鍋子、乾燥沙子、彈珠、乒乓球、可敲打的棒子、手帕或可以蓋住鍋子的布 。

步驟:

  1. 在鍋中放入沙子,把乒乓球埋入沙子中。

  2. 將彈珠放在沙面上,用手帕蓋住鍋子。

  3. 以棒子敲敲鍋緣。

  4. 拿掉手帕,發現彈珠不見了,乒乓球卻出現了!

原理:
這是密度與浮力的實驗。固體的沙子也會產生浮力,但沙子的流動性不像液體那麼好,因此需要敲打鍋子邊緣,幫助固體的沙子流動。由於彈珠的密度大於沙子,沙子的密度又大於乒乓球,因此密度高的彈珠會沈入沙子中,密度小的乒乓球會浮上來。

試試看:
如果把沙子換成家裡的米,結果如何?
 

科學小遊戲解答:

因為彈珠密度大於米,米的密度又大於乒乓球,所以理論上彈珠會沈到米中,乒乓球會浮上來。只不過米的顆粒又比沙子大多了,因此米的流動性更差,敲打鍋子邊緣可得加把勁兒才行,必要時,稍微左右晃動一下鍋子會比較有效喔!

 

科學小遊戲∼牙籤快艇

材料: 牙籤、臉盆、水、洗髮精。

步驟:

  1. 臉盆裝入一半的水,等水面平靜下來。

  2. 把牙籤的一端沾上一些洗髮精,放在水面上。

  3. 牙籤會向沒有沾洗髮精的那一端前進,速度很快,像極了一艘快艇!

原理:
洗髮精的成分含有界面活性劑,可以使得水的表面張力減弱。所以牙籤沾了洗髮精的那一端,附近水面的表面張力比較弱,另一端水面的表面張力比較強,因此牙籤就被較強的那方牽引而前進了。

想想看:
為什麼玩了一次,牙籤前進的動力好像減弱了?

科學小遊戲解答:

因為水面上已經有了洗髮精的薄膜,牙籤兩端水面的表面張力都減弱,所以沒有可以往前的動力,只要把水攪拌一下,或是再換一盆水,牙籤快艇就能再次出航了!記得要等水面比較平穩時再放牙籤,不然蕩漾的水波可是會擾亂牙籤前進的方向喔!

 

科學小遊戲∼保特瓶噴水

材料: 保特瓶、吸管二根(一根為彎曲式)、面紙或棉花。

步驟:

  1. 保特瓶內裝入四分之三的水。

  2. 將一根吸管放入水中,另一根彎曲式吸管放入瓶中,但不要碰到水。

  3. 利用面紙或棉花沾水塞住保特瓶口,除了固定吸管之外,也讓保特瓶成為密封狀態。

  4. 用力吹沒有接觸到水的那一根彎曲式吸管,另一根吸管就會噴出水來喔!

原理:
由於保特瓶是密閉狀態,所以吹氣的時候,會使瓶中空氣受到壓縮,導致壓力上升,把水壓入吸管噴出來。

試試看:
如果吹氣改成吸氣,結果如何?
 

科學小遊戲解答:

吸氣會使得瓶內的空氣壓力變小,瓶外的空氣會經由吸管進入水中,因此瓶內的水就冒泡泡了!

 

科學小遊戲∼浮不起來的冰塊

材料: 冰塊、杯子、水、沙拉油。

步驟:

  1. 在杯子中裝入一半的水,並放進冰塊。

  2. 杯子的另一半空間,倒入沙拉油。

  3. 冰塊並不會浮起來,而是停留在水與沙拉油交界處。

原理:
由於沙拉油、冰塊與水的密度不同,密度較大的會往下沈,密度較小的往上浮。簡單的說,當所有物質體積相同時,哪一個物質的重量比較重,就表示它的密度比較大。沙拉油的密度最小,冰塊次之,水的密度最大,加上沙拉油和水不互溶,因此冰塊並不會浮出沙拉油表面,而是停留在沙拉油和水的交界處了。

試試看:
將水換成藥用酒精,結果如何?
 

科學小遊戲解答:

密度的計算方式為:密度 = 質量 / 體積(g/cm3),冰的密度約為 0.92 g/cm3、沙拉油的密度約為 0.85 g/cm3(因廠牌不同可能略有差異)、藥用酒精的密度約為 0.81 g/cm3。藥用酒精和沙拉油不互溶,所以上層為密度最小的藥用酒精,下層即為密度次之的沙拉油,密度最大的冰就會沈到杯子的底部了。

 

科學小實驗∼自製水果醋

材料: 市面上賣的葡萄汁、新鮮葡萄五顆、砂糖、塑膠袋。

步驟:

  1. 取一紙盒裝葡萄汁(小盒約兩百到三百毫升),用剪刀剪一個稍大於葡萄大小的洞,加入兩到三小匙砂糖,攪拌一下。

  2. 洗淨雙手以紙巾擦乾,取五顆新鮮葡萄洗淨後擦乾,連皮放入葡萄汁內。

  3. 用乾淨的塑膠袋將這盒葡萄汁密閉在室溫下,約三小時後移入冰箱內冷藏一個月(勿放冷凍庫)。

  4. 取出這盒葡萄汁,打開塑膠袋,若已有酒味,則取出葡萄果粒進行下一步驟;若仍無酒味,可再密封貯存約半個月,使醱酵更完全。

  5. 把已有酒味的這盒葡萄汁除去塑膠袋,置放在空氣中,也可在洞口蓋一層紗布或衛生紙,避免灰塵進入(也可移入冰箱內,但是醱酵時間稍長)。

  6. 約一週後,聞一聞葡萄汁是不是有酸味呢?

原理:

這是用葡萄汁先醱酵成葡萄酒,再藉醋酸菌醱酵製成葡萄醋。如果水果酒沒有密封,隔了一段時間後,因為空氣中含有微量的醋酸菌,會讓酒中的酒精醱酵變成醋酸,水果酒就變成水果醋了。製造酒的酵母菌不喜歡氧氣,因此製造水果酒時要用塑膠袋密閉,以免空氣中的氧進入;但是醋酸菌是一種好氧性的菌類,所以從酒製造醋時不能密封,須讓空氣中的氧便於進入。

試試看:

將葡萄汁換成蘋果汁,葡萄換成蘋果,能不能做出蘋果醋呢?

請看本文∼醋是怎麼來的?/作者 楊士芳

 

科學小遊戲∼隔空點火的蠟燭

材料:蠟燭二根、打火機

步驟:

  1. 點燃一根蠟燭,讓它穩定地燃燒一分鐘以上。

  2. 吹熄蠟燭,就有一股白煙從燭芯產生。

  3. 這時候再拿另一根點燃的蠟燭,靠近「白煙」(注意!不必接觸燭芯),蠟燭又死「煙」復燃了!

原理:

蠟燭是由棉線和蠟塊所組成的,點燃蠟燭時,棉線的「毛細作用」會將棉線下端熔化的蠟油吸上來,蠟油碰到火焰的高溫會氣化,氣化後的蠟蒸氣可供蠟燭燃燒之用。蠟蒸氣就是我們所看到的白煙,因此白煙 可以被火點燃。

試試看:

拿一個漏斗倒過來,放在燭焰上方。漏斗被薰黑了,黑煙冒出漏斗頂端,點燃一根小蠟燭放在黑煙出口處,會發生什麼事呢?

請看本文∼
有趣的蠟燭實驗(上)有趣的蠟燭實驗(下)作者 蔡木山
 

科學小遊戲∼小魔術:左擁右抱的氣球

材料:

大汽球一個,紙杯兩個

步驟:

拿起大氣球,先吹進一點空氣,吹氣口仍含在嘴裡。拿個紙杯從兩側相對地夾住氣球,再把氣球吹大。鬆開兩手,紙杯居然不會掉下來!!用手捏住氣球吹口,使勁地甩一甩,紙杯死皮賴臉地黏著氣球不放呢!

原理:

紙杯緊黏著氣球不放,其實是大氣壓力的關係,氣球吹得很小時,表面比較彎曲,紙杯附在氣球上,紙杯內的空間較小,這時杯子內的空氣壓力和杯子外的大氣壓力是相同的。氣球吹大時,氣球皮就被拉平了,相對地杯內空間變大,由「波以耳定律」(註)得知杯子內的空氣壓力就變小,而小於杯子外的大氣壓力了。杯子外的空氣壓力大於杯內的空氣壓力,紙杯當然甩都甩不掉了。

註:波以耳定律

密閉容器內的氣體,它的壓力會隨著容器體積的變化而跟著改變。容器體積變大時,氣體壓力就變小。容器體積變小時,氣體壓力反而變大。


試試看:還有什麼和大氣壓力有關的遊戲呢?

請看本文∼有趣的大氣壓力/作者 蔡木山
 

科學小遊戲∼自製簡易的酸鹼指示劑:紫色高麗菜汁

材料:

鍋子或不鏽鋼杯、紫色高麗菜葉
( 或稱紅甘藍菜 )

步驟:

  1. 在不鏽鋼杯中,加水約 50cc,然後把一片紫色高麗菜葉撕成小碎塊,放進杯子裡,加熱幾分鐘,看見溶液變成紫色就熄火。

  2. 把高麗菜葉取出,只留下紫色高麗菜汁待用。我們可以用此溶液,當成簡易的酸鹼指示劑,來檢驗家中許多物質的酸鹼性。

  3. 取半匙醋,加入兩滴紫色高麗菜汁,結果呈什麼顏色呢?再試試肥皂水?糖水?食鹽水?檸檬汁呢?胃乳液呢?綠茶?各種果汁呢?

  4. 你還可以等菜汁涼了之後,剪些小紙條放進菜汁中浸泡一分鐘,然後拿出晾乾,就可以當酸鹼試紙用了!

原理:

這是利用某些植物色素,在不同的酸鹼環境中,會產生顏色互異的不同產物的性質,來當做酸鹼指示劑。紫色高麗菜汁也有這樣的特性,它在中性溶液中呈現紫色,在酸性溶液中呈現紅色,在鹼性溶液中則呈現綠色或黃色


試試看:另外兩種自製酸鹼指示劑

  • 葡萄皮汁-將葡萄皮浸泡在酒精裡。

  • 劍蘭或紅玫瑰汁-將它們的紅色花瓣取下,放進小塑膠袋裡,倒進一點點溫水,然後仔細地搓揉。

< 改編自紫色高麗菜汁的色彩魔術 / 作者 黃遠雄 >
 

科學小遊戲∼用棉線釣冰塊

材料:

十五公分長的棉線(或毛線)、竹筷各若干、鹽一包(約一百公克)、小湯匙、自製冰塊、塑膠盒。

步驟:

  1. 剪一條 十五公分 長的棉線(或毛線),綁在筷子上當「釣竿」(不用釣鉤喔!)

  2. 從冰箱拿一桶自製的冰塊(約十餘塊),放在白色的塑膠盒裡。把棉線垂到冰塊裡頭,瞄準你所要的冰塊。

  3. 把棉線壓在冰塊下頭,用湯匙撒點鹽在冰塊上面。冰塊表面逐漸被鹽「侵蝕」,形成許多小小的凹洞,棉線被冰塊「咬住」了,往上一提,冰塊就被釣上來了。試試看,每一次要撒多少鹽,才能把冰塊釣起來,而且在空中停留得最久。

原理:

當水要結冰的時候,水分子之間會產生氫鍵,而形成規律的晶體,所以如果水中溶解有其他的物質的話,會妨礙晶體的形成,於是使水的凝固點下降;冰塊表面有一層薄薄的水,如果灑上食鹽,鹽巴便可以溶解在其中,於是混合後的鹽水凝固點會下降。另外,鹽溶化還會吸收熱量,使溫度下降;根據測量, 三百克 的冰撒上一百克的鹽,溫度可以降到攝氏零下二十一度。綜合了以上兩個原因,原本已凍成固體的冰,冰塊加鹽以後會重新溶化,再逐漸被冷凍到新的冰點,就和冰塊黏成一體了。

試試看:加糖也可以嗎? < 改編自用棉線釣冰塊 / 作者 蔡木山 >