見證酒精燃燒的噴焰驚奇！

※器材：酒精、點火槍、一公升玻璃量筒、玻璃罐、滅火器

酒精（乙醇）具有可燃性，常被當成燃料使用，本實驗可以呈現酒精燃燒的有趣現象。

實驗一：咻聲瓶

本實驗稱為「咻聲瓶（whoosh bottle）」是因為會發出「咻！」一聲的現象。操作過程如下：

1.將少量酒精倒入一公升的玻璃量筒中，如圖一。注意：玻璃量筒使用Pyrex等級的材質。

2.一邊旋轉量筒一邊將酒精全部倒出來（如圖二），讓量筒的筒身被酒精濕潤即可。注意：量筒內不可殘留酒精液體！

3.用乾的抹布將量筒外面以及瓶口擦乾，確認沒有殘留的酒精。

4.為了清楚看到燃燒情形，將室內的燈關掉，然後以點火槍在量筒的瓶口點火，就可以看到火焰由瓶口開始燃燒，然後非常快速的燃燒到量筒底部（如圖四）。同時可以聽到「咻！」的一聲。

實驗二：酒精噴焰引擎

由於本實驗可用果醬的罐子當器材，因此常被稱為「果醬罐噴射引擎（jam jar jet）」，實驗結果會呈現類似噴射引擎的燃燒情形，相當刺激，但是危險程度也相對更高！操作過程如下：

1.取一圓筒型玻璃罐，例如食品醬料的玻璃罐（必須要有金屬蓋子）。版主使用的玻璃罐高11.2公分，直徑5.8公分。

2.以電鑽在金屬罐子的中央，鑽出直徑約1.1公分的洞。

3.將大約三毫升的酒精倒入玻璃罐中，再將蓋子確實轉緊密封。注意：蓋子如果沒有轉緊，和罐子之間有縫隙，則實驗過程罐子內的酒精很容易溢出來，會造成危險！

4.以手指壓住蓋子的洞，輕輕的搖晃罐子一、二次。

5.用乾的抹布將罐子外面以及洞口擦乾，確認沒有殘留的酒精。

6.將室內的燈關掉，然後以點火槍在洞口點火，就可以看到火焰由罐口開始燃燒，非常快速的燃燒到瓶底，如圖五(1)～(3)。但是火焰並沒有熄滅，而是在罐子底部持續燃燒，而且火焰如同噴射引擎，快速的反覆噴射燃燒，並發出嘶鳴聲，如圖五(4)～(5)。

7.火焰會持續燃燒，直到罐子內的酒精燃燒完畢。注意：由於溫度持續升高，玻璃罐必然會破裂，為了避免酒精流出來燃燒的危險，建議燃燒約五秒就以濕抹布蓋住罐子，終止實驗。

觀賞實驗過程（32.1M）

上述二個實驗都是「酒精燃燒」的現象，反應式為：

C2H5OH(g) + 3O2(g) à 2CO2(g) + 3H2O(g)　ΔHc = -1409.26 kJ/mol

實驗一的「咻聲瓶」，量筒中包含了酒精蒸氣以及空氣中的氧氣，因此點火後，可以產生燃燒現象，而且由量筒上方延燒到底部。另一方面，酒精燃燒的產物包括水蒸氣與二氧化碳，同時放出光與熱，使得溫度快速上升，氣體體積急速膨脹，造成水蒸氣與二氧化碳快速衝出量筒，而發出聲響。圖四(2)與(3)，就顯示了量筒瓶口有藍色火焰往上衝出去。

實驗二酒精噴焰引擎的反應過程，如圖六、圖七所示。一開始點燃酒精蒸氣之後，罐子內的氣體急速膨脹，快速衝出洞口（圖六）。膨脹的氣體衝出洞口，罐子內的溫度也略為降低，因此造成部分的真空（罐子內的氣壓小於外在氣壓），使得外在空氣被吸入罐子內（圖七）；由圖四(4)即可看到火焰衝進量筒內，證明了外在空氣有被吸入瓶子內的現象。當新鮮空氣進入罐子，補充了氧氣之後，只要罐子內的溫度高於酒精的燃點，或是有殘留的火焰，就可以再度使酒精蒸氣燃燒。如此反覆的噴出廢氣、吸入新鮮空氣、再度引燃、噴出廢氣…的歷程，就形成了類似噴射引擎的燃燒現象。

1.實驗一與實驗二，在瓶口點火時，並非每次都會燃燒。主要原因有二個。第一個原因是酒精蒸氣不夠，解決方法是：實驗一需要再倒一點酒精濕潤量筒，再倒出來；而實驗二則是將玻璃罐再搖晃一下，以增加瓶內酒精蒸氣的量。第二個原因是氧氣的濃度不夠，此時只要對著量筒或玻璃罐，吹入一些空氣即可。但是注意不能吹入太多空氣，以免酒精蒸氣被吹出來，又變成酒精蒸氣的濃度不夠了。

2.實驗一咻聲瓶的材質，不可以使用寶特瓶，因為不耐高溫，遇高溫會熔化。可以採用HDPE瓶（高密度聚乙烯，High-Density PolyEthylene），也可使用聚碳酸酯瓶（底部標示PC），比較沒有爆裂的危險，但是透明度略差。而本實驗使用的量筒，為Pyrex玻璃，比一般玻璃的抗熱性較佳，但是實驗時，仍要注意量筒的開口不要蓋住。

3.實驗二酒精噴焰引擎，使用金屬罐更佳，比較沒有爆裂的危險，但是金屬罐比較不容易找得到。另一方面，實驗二的成功率並不是很高，罐子尺寸與蓋子開孔的大小，都會明顯的影響成功率。建議可參考本實驗的尺寸，選取罐子。

4.本實驗的危險性較高，建議在教學上教師進行示範即可，不要全班一起做實驗。教師演示後，可指導學生討論以下問題：(1)酒精（乙醇）蒸氣與氧氣燃燒後，反應前與反應後的總分子數（總莫耳數），增加或減少？(2)進行咻聲瓶的實驗，將酒精改為甲醇、正丙醇或異丙醇，讓學生觀察火焰的燃燒速率有何差別？(3)複習「燃燒」的三要素（可燃物、助燃物以及達到燃點），討論實驗不是每一次都能成功的原因，是缺乏哪一個要素？

1. 科技部高瞻自然科學教學資源平--化學示範實驗。咻聲瓶—氣態乙醇的燃燒。http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=11582

2. 科技大觀園--化學咻聲瓶。https://scitechvista.nat.gov.tw/zh-tw/video/c/0/10/1/1143.htm

3. 跟著鄭大師玩科學--製作簡易噴氣機。http://www.masters.tw/135261/can-pulse-jet

4. Whoosh Bottle, kitchen table demonstrations. http://www.digitaldapp.org/demos/documents/whooshbottle.pdf

5. Wikipedia--Valveless pulsejet. https://en.wikipedia.org/wiki/Valveless_pulsejet

6. The Lab Coat Pulse Jet Engine--Jam Jar Jet. http://thelabcoat.blogspot.tw/2008/03/pulse-jet-engine-jam-jar-jet.html

7. YouTube影片：

(1) https://www.youtube.com/watch?v=JkWpQRS3vkY

(2) https://www.youtube.com/watch?v=6iynPYCmMQs

(3) https://www.youtube.com/watch?v=2G_-j8JyEok

(4) https://www.youtube.com/watch?v=RD9tMbgvfn8

(5) https://www.youtube.com/watch?v=UR5H-Y_Mypg

(6) https://www.youtube.com/watch?v=JUL4u5m-b-c