在家就能飛的熱氣球!15分鐘內完成的小型熱氣球製作方法(體驗浮力原理的簡單實驗)

ケン博士
我是科學訓練師桑子研。讓我們在這個網站上一起享受科學的樂趣吧。

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大家有沒有夢想過,能搭上那巨大的熱氣球,在廣闊的天空中自由翱翔呢?雖然我還沒實現這個夢想,但之前去北海道時,偶然抬頭望向天空,看到五顏六色的熱氣球一個接一個地升空,那景象美得令人屏息。那幅彷彿從繪本中跳出來的美麗畫面,至今仍深深地印在我心中。

懷著這份感動,有一天,我在科學教室裡決定和學生們一起,將這個飛翔的夢想化為現實!當然,我們做的不是那種可以載人的巨大氣球。這次挑戰的是在家也能輕鬆製作的迷你熱氣球。熱氣球之所以能升空,與高中物理或大學熱力學中常出現的「浮力」原理息息相關。我們不只是從書本上學習這個深奧的科學原理,而是親自動手放飛氣球,親身感受那股神奇的力量。

「放飛氣球好像很難…」你可能會這麼想。但請放心!這個實驗其實簡單到令人驚訝。只需要一些隨手可得的材料和一點點巧思,任何人都能輕鬆體驗熱氣球的浮力,感受升上天空的感動。這次,我將以我們參考的影片為基礎,詳細介紹從準備到升空,迷你熱氣球的製作方法和令人興奮的放飛步驟。

現在,就讓我們一起運用科學的力量,將飛翔的夢想變成現實吧!

科學食譜:用常見材料放飛熱氣球!

這個實驗所需的所有材料,都可以在大賣場、超市或藥局買到。為了安全起見,請務必與成年人一起進行實驗。

準備材料:

  • 40公升垃圾袋(透明或半透明的輕薄型): 這是氣球的主體。盡量選擇輕且耐熱的材質。
  • 透明膠帶: 用來固定零件。
  • 漆包線(40公分 × 4條): 用來懸掛燃料艙的骨架。選擇耐熱且易於加工的材質。
  • 滴管: 用來量測乙醇並滴在脫脂棉上。
  • 乙醇: 這是燃料。藥局販售的消毒用乙醇即可。由於易燃,請務必小心處理。
  • 點火槍: 用來點燃燃料。
  • 脫脂棉: 用來浸泡乙醇作為燃料。
  • 鋁箔(25公分 × 25公分): 用來製作放置燃料的燃料艙(燃燒皿)。
  • 斜口鉗: 用來剪斷漆包線。
  • 牙籤(或細棒): 用來在鋁箔上鑽孔。

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實驗步驟:

  1. 用鋁箔製作燃料艙(燃燒皿): 使用25公分×25公分的正方形鋁箔,製作一個小盒子狀的燃料艙。它將作為放置燃料脫脂棉的燃燒皿。
  2. 將漆包線穿過燃料艙: 用牙籤等細棒在燃料艙的四個角落打上小孔。將4條40公分的漆包線一一穿過,並在燃料艙底部扭緊固定。此時請勿使用膠帶,因為之後點火時,膠帶可能會因高熱而熔化。
  3. 將漆包線固定在垃圾袋上: 用透明膠帶將漆包線的另一端牢牢固定在垃圾袋開口附近的四個角落。此時,請調整漆包線的長度,讓燃料艙在垃圾袋正下方保持水平。這將成為氣球的骨架,使其保持穩定。
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  4. 在燃料艙中放入燃料: 將脫脂棉放入燃料艙,並用滴管將乙醇滴在上面。這次我們加入了8毫升(分兩次各4毫升)。請注意,如果乙醇過多,燃燒時間可能會太長或火力太強。
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  5. 準備升空!別忘了救生索! 在升空前,請務必準備好濕抹布,做好滅火準備。此實驗務必與成年人一起進行。 升空地點請選擇室內,地面沒有易燃物品,並關閉抽風機等,確保沒有風。 兩人一起將垃圾袋的開口撐開,用點火槍點燃脫脂棉,以防火焰燒到垃圾袋。乙醇開始燃燒後,垃圾袋內的空氣會被加熱,開始膨脹。

當你感覺「快要浮起來了!」時,撐著垃圾袋開口的人請緩慢地放手。

這個迷你氣球必須繫上「救生索」來操作。如果火焰快燒到垃圾袋,或氣球傾斜感覺危險,請立即拉動救生索將氣球收回,並用事先準備好的濕抹布包住火源滅火。スクリーンショット 2016-05-18 5.39.13

當氣球輕飄飄地升起時,一定會引起一陣歡呼!這是親身感受「浮力」的瞬間,因為被加熱的空氣比周圍的空氣輕。請務必在家和孩子一起體驗這份感動吧。

當你覺得「快要浮起來了!」時,撐著開口的人請放手。

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