玩转烟雾

作者: 郭丽娜 徐海 肖荣

玩转烟雾0

陶渊明在《归园田居》中写道:“暧暧远人村,依依墟里烟。”在寂静的村落中,几缕炊烟袅袅升起,缓缓飘向空中,这是农村生活的缩影,简单质朴、生机盎然,令人向往。其实,在化学实验室里,我们也能制造出不一样的烟雾。一起来试试吧!

实验材料

空水瓶、小棒、纸巾、镊子、水、烧杯、浓度为75%的酒精、洗洁精、白糖等。

实验步骤

实验一:烟雾“瀑布”

用小棒将纸巾卷成筒状,用镊子夹住筒状纸巾,将其部分放入空水瓶中。从瓶子外部点燃纸巾,可观察到燃烧生成的烟雾像瀑布般流下来。

实验二:烟雾泡泡

盖上瓶盖,将实验一中生成的烟雾收集起来作为烟雾瓶。取适量洗洁精和白糖,在烧杯中配制泡泡溶液。在烟雾瓶瓶盖上烫一个孔并蘸取泡泡溶液,挤压瓶身,用瓶盖上的孔吹出烟雾泡泡。

实验三:烟雾消失术

在实验二的基础上,用喷壶将浓度为75%的酒精喷入瓶中,让酒精均匀覆盖整个塑料瓶内壁。将点燃的纸条放入瓶中,可观察到火焰从瓶中喷射而出并伴有爆鸣声,同时瓶中的烟雾消失了。

注意:该实验一定要在成年人的监护下开展,确认纸条火焰完全熄灭后再处理。

原理解析

烟雾“瀑布”:一般情况下,燃烧产生的热量会使空气密度变小,烟雾会随热空气上升。但实验中的空水瓶空间狭小,使得烟雾冷却后密度增大,当烟雾密度大于空气密度时,在重力作用下就形成了烟雾“瀑布”。

烟雾泡泡:我们常见的液体都有表面张力。表面张力使得液体具备可收缩的“能力”,而球形是相同体积下表面积最小的形状,所以我们常见到球状的水,如露珠、水龙头上的水滴等。

正常情况下,水无法容纳空气而形成泡泡,若要吹泡泡就要消除水的表面张力。表面活性剂可减小水的表面张力,例如生活中的洗洁精、肥皂等都是表面活性剂。

烟雾消失术:烟雾中含有许多未燃烧或未完全燃烧的物质,酒精属于挥发性易燃物质,点燃酒精产生的火焰,可进一步燃烧烟雾,直至烟雾消失。燃烧过程中产生大量的热量和气体,导致瓶内压强骤增,气体膨胀瞬间冲破瓶口空气,产生冲击波,从而发出爆鸣声并推动火焰向外喷射。

科学大视野

生活中,与烟雾“瀑布”实验原理相关的应用有很多。比如,室内空调通常安装在较高的位置,暖气则安装在较低的位置。这是因为冷空气密度大,易于向下流动,而热空气密度小,易于向上流动。

烟雾报警器通常安装在房间的顶部,这是因为当火灾发生时,燃烧产生的烟雾向上升起,易触发安装在顶部的烟雾报警器。

(栏目编辑  田春忆  秦银银)

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