如何將打氣機變成抽水機呢？

如果要將水抽到高處，經常需要使用昂貴的抽水馬達，而本實驗可以使用水族箱常用的便宜「打氣機」，將水抽到高處喔！

實驗一

1.將水族箱打氣機的橡皮管（圖一左側）插入另一條較大的橡皮管（圖一右側）中。

2.將橡皮管一起放入裝水的量筒底部。（注意：放越深越好）

3.打開打氣機，量筒裡的水就隨著打氣，陸續地被抽出來了！（註：水以食用色素染色，只是為了拍攝效果）

實驗二

本實驗裝置可以將水抽到更高的地方喔！

1.將打氣機的橡皮管插入另一條更大的橡皮管（長度至少二公尺），如圖三左側。大橡皮管要先挖洞，以便小橡皮管可以插進去。而管子銜接處的縫隙要用熱熔膠（或不溶於水的膠水）密封。

2.取一寶特瓶，將底部切除後倒立，當為裝水的容器。

3.將鑽了洞的橡皮塞塞進寶特瓶瓶口（如圖三右側），大橡皮管再塞進橡皮塞中。（注意：橡皮塞的洞不能鑽太大，以避免漏水）

4.如圖三，將大橡皮管拉高，而且寶特瓶的水位要高於二條橡皮管的銜接處（打氣機的空氣進入大橡皮管的銜接處）。

完成後，打開打氣機，試看看可以將水抽到多高呢？

觀看實驗影片（16.7M）

本實驗裝置被稱為「空氣抽水幫浦（air-lift water pump）」，原理如下：

1.水壓與深度有關，例如潛水潛得越深，感受到的水壓就越大。

水壓（p）=水的密度（d）x深度（h）x重力常數（g）。

2.圖四、圖五分別是實驗一、實驗二的示意圖；圖左的h1是水的高度（深度），圖右的h2是含有空氣氣泡的高度。

3.左側的水壓等於右側的水壓，亦即：d1 x h1 x g = d2 x h2 x g，因此d1 x h1 = d2 x h2

4.由於右側管子含有氣泡，密度較小（d2＜d1），所以h1＜h2。

由此顯示如果打入的空氣越多，形成的氣泡越多，則密度降低的越大，h1、h2的高度差異就會越大。另一方面，如果打入空氣的量已經固定，密度沒有變化時，由於h1與h2成正比，則h1越高，h2也會越高喔！

1.本實驗參考自YouTube影片（見參考資料），讀者也可以自行以「airlift pump」搜尋，可以看到很多利用於花園、水族箱的實驗影片。

2.由於h1的高度會直接影響h2的高度；因此請留意h1如果太小，h2也會很小，降低了實驗的驚奇性。

3.本實驗的操作難度不高，國小高年級也可以進行實驗，但是原理概念適合國中以上。在教學上可以指導學生討論與實驗以下問題：(1)仔細觀察圖四的抽水過程，h1逐漸降低，是否影響h2的高度？(2)討論並實驗「管子的粗細」是否會影響抽出水的高度(h2)？(3)圖五的裝置中，打氣機管子與大管子的銜接處，提高或降低，如何影響抽出水的高度？(4)打氣機有旋鈕可以調整打氣的速度，觀察與紀錄「打氣量的速度」是否會影響抽出水的高度？(5)以小組競賽方式，比賽h2最高可以達到幾公尺高度？

YouTube影片：

1. https://www.youtube.com/watch?v=xV8vZqHd0ao

2. https://www.youtube.com/watch?v=dKDSmzOsVpY

3.https://www.youtube.com/watch?v=4NWjUYU5PEU

4. https://www.youtube.com/watch?v=yrLRjx9KkWI

5.https://www.youtube.com/watch?v=lKtB1YKoMxk

6. https://www.youtube.com/watch?v=I1uBybsdXHQ（必看）