科學玩具－浮力－米奇泡泡浴

原文發表於Yahoo奇摩部落格2008年11月22日。

上次介紹過以潛艦為造型的浮沉玩具，現在則要介紹可愛版的日本進口卡通米奇泡泡浴玩具，它的驅動原理和潛艦一樣，利用化學反應來改變平均密度，但有一點不同的是，它會發光！單單這樣就不能說它完全不需要電力了，只不過它的電池不是單純用來發光的，而是和光電皮卡丘一樣，需要接觸到可以導電或含有電解質的液體，便有聲光效果。電解質哪裡來？除了水中本來就有的，發泡錠不就是最直接的電解質來源嗎？

操作步驟：（照說明書打的）
１、打開上部，放入入浴錠，蓋上蓋子。

２、置入浴缸水中上、下搖動產生泡沫，有時需要一點時間（？）
３、如圖示。

構造說明：

外殼拆卸掉之後的內部構造

可以看到上部有儲存入浴錠的空間

需要防水的下半部則需用螺絲固定封住

儲存入浴錠的空間並不是完全封閉

而是在四周及上蓋處留有一些孔洞讓浴缸中的水流入

有溫水流入也才能啟動反應

這是三顆鈕釦型電池，提供偵測電解質與發光所需

但由於電池不能遇水發生短路現象，造成危險

所以最外圈的週邊都有一圈黑色防水橡膠，防止水的滲入

這是底部的重錘，能讓浮沉玩具的重心維持在底部

產生氣泡時，在上浮過程中不致於重心不穩定而翻覆

也才能將氣泡完整地運送到水面上

那麼，問題來了！因為有重錘在底部，所以米奇本身是不會翻覆的，那麼氣泡要入何散逸掉呢？這和潛艦會翻覆讓氣泡散逸的機制不一樣哦！

原來秘密就在於米奇的頭部後方開有一個隱密小孔。

在水面下時，由於逐漸產生的氣體佔據了內部空間，將水由米奇下方的開口排擠出去。排開的水越多，所得到的浮力越大，這就是「阿基米德原理」。另一方面，小孔面積不大的設計也是關鍵，使得液壓與氣壓在浴缸底部達到平衡時，液體不致由小孔流入，所以氣體得以一直累積。

如果上浮時，讓小孔超過水面，米奇的內部氣體就和外界大氣相通，而米奇內部液體稍有擠壓就使得氣體從小孔流失掉。浮力一減少，米奇就會下沉。

潛艇浮沉玩具可以在擾動不斷的浴缸中浮浮沉沉嗎？恐怕不行！同一個原理的玩具，卻有細微的設計差異，使得在不同的情境之中，能達到相同的效果，這的確是產業創造力的展現。

注意事項：（照說明書打的）
１、使用時一次請勿超過２４顆。
　　（我覺得米奇的頭再大也裝不下吧，可能怕玩太多次，水質鹼性會慢慢增加，

　　　對肌膚有傷害）

２、肌膚過敏或發生異常不適時，請停止使用。
　　（有傷口就不應該使用）
３、請放置在幼兒無法取得的地方。
　　（這主要針對入浴錠而言，顆粒太小容易被當作糖果）
４、請勿使用在檜木或大理石或按摩浴缸中。
 　　（這是個很有趣的科學問題，可以讓學生動動腦筋哦，不錯的化學延伸題）