國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

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表面張力

有趣的表面張力實驗

器材:漆包線、縫衣線、肥皂水、水盆、清潔劑、爽身粉
一、左凸?右凸?

1.以細的漆包線製作一個直徑約5公分的鐵環(如圖一)。

2.以縫衣線綁在此鐵環中間,注意不可綁太緊(如圖二),

3.將此鐵環浸入泡泡水中,拿起來後,鐵環上有泡泡膜。

4.取乾的牙籤或火材棒(用手也可以),將縫衣線的左邊(或右邊)的泡泡膜戳破(如圖三)。觀察縫衣線往右邊凸,還是左邊凸呢?

觀看實驗影片(2.4M)

 

類似上述的操作,但是鐵環上綁的縫衣線改變形狀。一個是增加一條縫衣線成為二條縫衣線(如圖四),另一個是中央成為圓形狀的(如圖五)。

操作時都是浸泡了泡泡水之後,將中間的泡泡膜戳破,觀察縫衣線的形狀會如何變化。注意:用牙籤、火材棒或手戳破泡泡膜時,一定要用「乾」的,如果有點潮濕,泡泡膜不容易破掉。

觀看實驗影片(2.1M)  觀看實驗影片(2.2M)

原理

  泡泡膜具有表面張力,亦即泡泡膜會有互相拉緊的傾向。所以當圖三的右邊泡泡膜被戳破時,左邊的泡泡膜會將縫衣線拉過去,形成(的形狀。而圖四的中央泡泡膜被戳破時,左右二側的泡泡膜分別將泡泡膜拉過去,形成()的形狀。

二、泡泡拔河

1. 取二根細的漆包線,一根彎折為ㄈ字型,開口約2~4公分(如圖六)。第二根直的漆包線的二端彎折出小圓環,以便可以套進ㄈ字型開口的兩端。

2. 套好後,再綁上縫衣線。(如圖七)

3. 組合好之後,浸入泡泡水。拿起來形成泡泡膜後(如圖八),輕輕拉動縫衣線,泡泡膜會一起被拉開。

4. 如果將縫衣線鬆手,鐵絲會被拉回去。再拉開鐵絲、再放鬆,一來一回如同與泡泡在拔河。

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叮嚀的話

  ㄈ字形的上下兩端必須保持平行,否則來回拉動時會卡住。另一方面,ㄈ字形的上下寬度不要太寬,約2~4公分即可。

三、粉粉靠邊站

1.在水盆中裝水,在水面灑上一些爽身粉(或滑石粉、粉筆灰、胡椒粉等等)。

2.以玻棒(或棉花棒、鐵絲)沾一點肥皂水,再滴在水面中央。結果爽身粉如同見到鬼,由中央快速往四面散開。

觀看實驗影片(2.4M)

原理:水面的爽身粉會由於水張力而散開,這時滴下肥皂水,因為肥皂水的表面張力小,爽身粉被外圍表面張力大的水拉開了。

試試看:再用滴管吸少量的甘油或糖水,滴在液面中央,結果又如何?

結果:爽身粉又會再度集中,糖水比清水的表面張力大,滴下糖水後,表面張力又會再度加強,因此會拉回爽身粉

四、動力小船

1.用一小塊薄塑膠片(例如薄墊板、投影片等),剪成前尖後平的小船形狀。

2.用一小塊溼肥皂(或洗碗精、牙膏、洗衣精…等),在船尾沾一些。

3.裝一盆水,將小船輕輕放在水面上。.看看小船是否會往前跑?

註:如果水裡已溶化一些肥皂,變成混濁時,水面的表面張力變小,小船會不動。換一盆乾淨的水,沾了肥皂的小船又會動起來了。

觀看實驗影片(3.5M)

原理

  肥皂(或清潔劑)會使水面的表面張力變小。而船的左右的表面張力一樣大而平衡,但是船尾有肥皂所以表面張力比船頭小,船頭的表面張力就會拉著小船前進了。