2013年1月15日

科學玩具-物性-海底火山滴漏


去遊樂區或風景區走動、散心時,總免不了要逛一逛當地的紀念品店或名產店,帶個伴手禮或是小東西當做是本大爺到此一遊的紀念。若是在紀念品店,大部分人都會被一種特殊禮品所吸引,順著自己的目光走過去,順手將其翻轉倒置,讓彩色液滴像珍珠般地落下,駐足在它前面好一會兒才離開。它是一種裝飾品,是最早的療傷系玩具,它的名字就叫做「滴漏」。
它利用的是極性分子與非極性分子之間性質的迥異,而使兩者分離

不過,圖中這一款,除了外圍是我們常見的色素加水、油性物質之外,中間的部分就不是單純的色素和水了。因為很明顯得可以看出,外圍的紅色液體經過一段時間後可以相互結合在一起,表示分子間有很強的吸引力,這完全是依靠我們所熟悉的「氫鍵」,如同將水一分為二時,分開的水馬上會融合在一起,靠得就是這種分子間的吸引力。抽刀斷水水更流啊~
中間的細頸,使得當中的物質交換變得較慢
但也因為較慢,所以才方便觀察它的流動現象

可是中間就不是那麼回事了~為了營造出「沙漏」的效果,所以裡面的有色顆粒必須是粒粒皆清楚才行,即使擺放了一段很長的時間,也不能融合。所以我想到兩種自製方法:第一,裡面可以放有色塑膠小球來替代;第二,也可以換成不吸水的聚合物來演示。其實第一種方法內的塑膠就是有機聚合物的一種,而第二種方法內的聚合物可不能是吸水粉。
一開始倒置過來時,紅色顆粒一直向上冒出來,就像海底火山
但這些顆粒並不是每一段時間都均勻地流動

物體在地球上往下掉是理所當然的事情
如果能往上浮才有趣,這個玩具的有趣之處便是在此

這些顆粒上升時,速度越快,阻力就隨之增加。所以仔細觀察的話,可以發現它們並不是很均勻地從漏斗頸口處流出來,而是每隔一段時間,一團一團地出發,只不過間隔時間很短而已,讓你很難分辨。因為在漏斗頸口處,正在做物質交換,透明液體要流下去,紅色顆粒才上得來。有將保特瓶的水倒出來的經驗嗎?那你就能想像得到頸口處究竟發生了什麼事。
只要稍做巧思,這麼小的顆粒也能讓人觀察到流體的運動情形
不過要小心這種玩具是經不起碰撞、摔落的
一旦有裂隙,不好聞的味道會飄散出來

而且上升過程中,原先一起出來的顆粒群,就會被裡面的另外一種透明液體的阻力所衝散,所以紅色顆粒會往各處移動。如同我們把紙自由落下時,會受到空氣阻力的影響而緩緩下降,甚至漂浮不定。上升到頂部時,則是因為撞擊到相同物體,而向四處隨機分散。它的內容物每一段時間都在表演,每一段表演都有些許不同,真是好看。人不也應該這樣嗎?

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