空空荡荡的瓶子居然会自己“打嗝”!这是为什么呢?我们一起来做做这个探究,了解其中的奥秘吧!
一、实验准备
1个干净的空玻璃瓶(注意瓶口要平整,不能有缺口,而且要能被5角或1元硬币覆盖);1枚干净的5角或1元硬币;冰箱冷冻室;水。
二、探究步骤
(1)将玻璃瓶洗净晾干,然后和硬币一起放进冰箱冷冻室中约一个小时。
(2)将玻璃瓶从冷冻室中取出,然后放在桌面上。
(3)将硬币从冷冻室中取出,然后在水龙头下冲一冲,将硬币两面打湿。
(4)将打湿的硬币放在玻璃瓶的顶部(保证硬币周围和瓶口之间要有水),盖住瓶口。
(5)用双手握住瓶身,将瓶子中的空气慢慢捂热(注意:捂之前,要保证手掌是热乎乎的;如果觉得冷,可以隔一会儿再捂,不要捂得太久,避免冻伤;大约30秒后,硬币就会每隔5秒左右在瓶口反复弹起落下,完全是硬币自己在动——有点像是瓶子在打嗝一样)。
(6)大约1分钟后,你可以将握住瓶身的手放开,而瓶子会继续“打嗝”。
三、瓶子“打嗝”的奥秘
瓶子开始“打嗝”是因为你在实验中使用的“空瓶子”并不真正是空的——其实瓶子里面装满了空气!空气在我们身边无所不在,空气是由非常微小的粒子构成的,我们的眼睛根本看不到。在不同温度条件下,这些微粒的变化方式各有不同。当温度比较低时,这些微粒几乎不运动。当温度比较高时,微粒就会获得更多能量,因此它们就会四处运动分散开来。
当玻璃瓶刚从冰箱冷冻室中取出时,瓶子里的空气微粒温度非常低,几乎不会运动。当你将硬币放在瓶口时,瓶子里的空气微粒就被封闭在瓶子内部了。之后,当你用温暖的双手握住瓶身时,瓶子里的空气温度就开始升高。随着温度的升高,空气微粒逐渐获取能量,从而能够更多地向四周移动。随着它们获取到的能量越来越多,瓶子的空间最终就会无法容纳所有的微粒四处移动。瓶子中的压力随之逐渐增加,直到压力强大到能够稍稍抬起硬币,使空气从缝隙中跑掉一些。
这种现象会持续发生,直到瓶子内部的温度与外面的温度达到一致,并且瓶子里有足够多的空气从缝隙中溢出,从而瓶子内外的压力也达到一致时,瓶子就会停止“打嗝”了。
将硬币用水冲洗直到完全浸湿的原因是,通过这种方式就可以利用硬币表面的水形成更好的密封层,还可以使硬币在瓶口保持稳定,不会在瓶子“打嗝”的时候轻易掉落。
四、应用拓展
当温度升高时空气会膨胀,当温度降低时空气会压缩,这种现象与一个名为“热力学”的科学领域息息相关。
当我们在进食或者喝水的同时会吞咽一部分空气。如果我们喝的是起泡的饮料,那么还会吞下一些气体。当我们的身体释放这部分额外气体的时候,就会打嗝!另外,为了使身体吸收营养,我们需要胃分解掉所吃的食物,而此时胃里的细菌就会产生气体。这种气体也有可能在我们打嗝的时候被释放出来。当然,有时候它们也会从另一边跑出去,最后形成屁,“噗”的一声,被释放出去!
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