用針筒大力壓!眼見為憑的波以耳定律實驗
我是「科學教練」桑子研啦!每一工攏是咧做實驗!
「空氣」看攏無影無形,毋過,伊實際上煞是隨時隨地攏大力咧共咱捒(sak)!若咱將這寡空氣緊緊共它關起來、閣一直壓扁,恁想會按怎?今仔日,咱就來探索一下空氣的「力量(壓力)」佮「大小(體積)」之間彼款神奇的關係,這就是鼎鼎大名的 「波以耳定律(Boyle’s Law)」 實驗!閣咧想為啥零食包仔去到山頂會「磅甲規个」(氣鼓鼓)?解謎的答案可能就佇遮喔!
做實驗的「架撐」(kā-tsiah)
這擺咱用的,是 Narika 公司出的一套實驗組。裡面有啥物?一支大支的注射筒、一粒壓力計,佮共這兩樣連做伙的橡膠管。看起來真簡單,毋過用這幾樣,咱就會當來解開空氣的秘密啦!
實驗開始!緊共空氣「壓縮」(ap-siok)!
頭一步,是來セッティング(setting)。注射筒插上橡膠管,嘛閣連上壓力計。這擺,為著欲予咱較好(tshuā)注射筒內底空氣的體積,咱對 50ml 的刻度開始。

手冊嘛是寫 50ml,所以條件攏有對著!

佇這个開始的時陣,壓力計的指針是佇差不多 100kPa(千帕斯卡) 的所在。這个數字,就差不多是咱平常生活的大氣壓力(就是空氣的重量共咱壓的力啦!)。
接落來,咱就來用力共注射筒的活塞「共落去」! 當咱共關佇內底的空氣體積愈縮愈細… 咱所臆(io̍k)的無毋著,壓力計的指針開始直直仔上衝!

結果公佈!壓力佮體積的「媠氣」關係
當氣壓是 100kPa 的時(開始),變到 110kPa 的時,變到 120kPa 的時… 咱就改變施力的輕重,來量彼个時陣空氣的體積有偌大。這張就是咱整理起來的數據:

看這寡數字可能還無啥感覺,毋過若共這畫做圖(in 叫做 P-V 圖),你就會看著誠驚人又閣足媠氣的關係!

恁看敢是按怎!這條曲線,就親像咱佇數學學的「反比」圖,有影足四配!這就是咧講, 「體積共它減一半,壓力就會變做兩倍!」 這層關係!
為啥米會變做「反比」呢?
好,敢若有這層關係,這是為啥物?空氣雖然目睭看無,毋過伊有真濟「空氣的粒仔(分子)」佇內底踅來踅去。壓力會產生,就是因為這寡粒仔一直咧去挵著注射筒的壁。
若咱共注射筒壓落去,體積(房間)變狹矣,會怎樣?粒仔會當踅的空間變細,所以挵著壁的次數就會卡濟!這就是「壓力變高」的道理!體積若共它減一半,去挵著的次數自然就會變成兩倍。所以,壓力佮體積就會是 媠氣的「反比」關係!這就是「波以耳定律」 的精華啦!
佇教室內底來「挑戰」!
這組實驗的架撐,我是先買一組來試看嘜,嘛趕緊共學生佇上課的時予 in 體驗看麥!予幾个學生代表去共活塞捒落去、閣共伊挽起來,逐家做伙唸出刻度,紀錄數據,閣共點點滴滴畫佇圖紙頂…
毋是干焦佇課本讀著「會變做反比」就算數,透過這款 「目睭看著、手骨摸著、閣畫佇圖頂」的體驗,學生攏有真正感受著空氣的性質!因為這个法則誠好驗證,我咧想敢袂當每一組攏買一組 來用卡好!

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科學的奧妙佮趣味,欲予逐家感覺卡近!佇厝裡就會當做的趣味科學實驗,佮撇步,我攏共伊整理甲真清楚!恁緊來揣看麥!
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