睡着的泡泡

2010-12-29 00:00:00
中国科技教育 2010年3期


  注意:干泳并不像水结成的冰,不要让干冰接触到你的皮肤,干冰极冷的温度会使你受到伤害。进行这项活动时请佩戴安全护目镜及厚手套。
  这项活动将使用冰冻的二氧化碳作为实验材料,也就是俗称的“干冰”。
  
  
  所需材料
  
  ●干冰:
  ●水:
  ●塑料杯:
  ●安全护目镜:
  ●棉质园艺用厚手套:
  ●一个空鱼缸或其他大的容器:
  ●泡泡水(可以自制):
  ●泡泡棒。
  
  活动步骤
  
  1 戴好手套和安全护目镜后,将几杯干冰均匀撒在空鱼缸的底部。
  2 在干冰上倒两或三杯水使其升华(直接从固态冰转化成气态,而不经过中间的液态过程)。你观察到的应该是干冰变成了浓雾。
  3 站在鱼缸的一端,然后吹一个泡泡。多试几次,直到有泡泡飘下鱼缸。
  4 仔细观察一下,当泡泡飘落进雾中时会发生什么。你能不能让泡泡盘旋在一个地方?
  活动概述
  二氧化碳(CO)是由一个碳原子和两个氧原子组成的分子。通常我们周围的空气中只含有很小一部分这种气体,而更多的是氮和氧。然而,如果在室温以及1大气压的压力下,1升二氧化碳的重量将为1.98克,而1升氮气仅重1.25克。如果冰冻后,1升二氧化碳的重量将达到1600克,因为冰冻的分子比气体分子结合得要紧密的多,所以1升冰冻的二氧化碳中会含有更多分子。
  在我们所呼吸的空气中,二氧化碳的密度比其他气体组分的密度大的多。二氧化碳在升华的时候还是保持冰冷的状态,这就使它的密度进一步增加。当鱼缸中所有这些沉重的二氧化碳分子紧密的结合在一起后,它们将会下沉到空气中的氮和氧下方,并形成一个气体层。而你吹的泡泡中的空气密度也小于二氧化碳的密度,因此它就会漂浮在这层冰冷的二氧化碳气体上方。
  
  活动应用
  
  我们的大气层是由许多种不同气体组成的混合物。更不用说还有一些烟尘的颗粒漂浮于其中。在这些气体中,只有0.04%这样一小部分的二氧化碳。虽然二氧化碳的含量并不是很多,但是它所起到的作用却是氮和氧不能做到的——二氧化碳可以分散红外线辐射。这就使二氧化碳成为我们大气层中十分重要的一种气体,它可以将热量反射回表层。
  然而,大气层并不是完全一样的。大多数二氧化碳都停留在接近地球表面的对流层中。大约从地表以上10公里开始的大气层被称作平流层,一种名为臭氧的气体大多漂浮在这一层的底部(大多数国际航线所到达的位置)。
  地球大气层最外面的部分被称为外大气层,大约距地表690公里以外,甚至比国际空间站还要高。在这个区域内,气体颗粒非常分散,这就使得空气不再像液体那样流动。在这一层里,分子能够分散到上百公里而不碰到任何东