國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

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水的對流現象

冷水跟熱水隨便加都可以混合在一起嗎?

操作步驟與現象:

準備器材:兩個一樣的透明瓶子,紅墨水,硬紙片或塑膠片

1.在一個透明瓶子中滴入數滴紅墨水,再裝入熱水,另一瓶子則只裝入冷水。(圖一)

★注意:裝入的熱水不要過熱,以免燙傷。

2.在紅色熱水瓶上加蓋一張硬紙片,壓緊硬紙片使它與瓶口密合,翻轉瓶身置於無色冷水瓶上,使瓶口相對,再慢慢抽出硬紙片。(圖二)

★注意:在選取的瓶子時,最好挑選瓶口比瓶身小且邊緣較厚的,以便瓶子倒立相對時,能較穩固。另外,翻轉瓶子時要小心,最好兩手同時輔助,以免瓶口沒對準,紅墨水溢流而出。

 

        圖一     圖二

 

3.可以看到紅色水並沒有往下流,跟下方的無色冷水還是壁壘分明,沒有混合在一起。(圖三)

4.重複上述步驟,但是將紅色熱水瓶置於無色冷水瓶的下面,紅色熱水很快就跟無色冷水混合在一起了。(圖四)

 

圖三
圖四
原理:
       本試驗是利用水的冷熱對流作用原理完成的。當冷水瓶在下熱水瓶在上,因為熱水密度相對較小,所以,熱水沒辦法往下跑,冷水沒辦法往上跑,因此無法混合;但當熱水瓶在下,冷水瓶在上,情形剛好相反,熱水就往上跑,而冷水往下跑,就形成了對流現象,水也就混合在一起了。
叮嚀的話:
       為方便操作,建議在流理台旁進行,並請家長協助孩子鋪上報紙或用布墊著,以方便整理。
想一想:

1.在熱水瓶內滴入藍墨水,另取紅色冷水瓶,將藍色熱水瓶置於紅色冷水瓶上方,水一樣會混合在一起嗎?

2.如果會,會變成什麼顏色呢?(可以嘗試在冷熱水瓶內加入不同顏色,觀察混合後的顏色,並將情形記錄下來。)