科學遊戲－壓力－一鳴驚人

原文發表於Yahoo奇摩部落格2009年06月14日。

去年受人所託，幫研究所學長做了一系列的二年級氧化還原的實驗和質量守恆的驗證，忠人之事。說實在的，準備這些「哩哩扣扣」的東西，要花的時間絕對比備課時間還多，更別提四、五份問卷，活動過程中所消耗掉的節數超乎預期，一系列的實驗對於學生而言，簡直是天上掉下來的禮物，但教師所得到的回饋則比以往多了好幾倍，因為學生的熱情又回來了。時間過得很快，因為再過幾天，這一屆就畢業了。

先以水量多寡為操縱變因，看看兩者爆發時間上有何差異

準備一些即將絕跡的底片盒，分別加入不等量的一些水，目前的控制變因為溫度，所以將發泡錠投入之後，讓學生看看裡面的化學變化與後續效應。裡面的水提供了反應的環境，讓發泡錠溶解時更容易發生碰撞，有效的碰撞次數一多，反應速率便會加快。

我所使用的是用來清潔假牙的發泡錠，最主要的成分是除菌劑、酵素、氧漂白劑、介面活性劑、消臭劑、發泡劑、香料及色素等物質。其中，最耐人尋味的非發泡劑莫屬，它裡面含有多種物質，包括檸檬酸（クエン酸）、小蘇打（重碳酸鹽）和蘇打（碳酸鹽）。

如果水量加得太少，那麼等待的時間就會延長

但，繫著圍巾的那位同學能等到睡著也很不簡單

（喂！如果我沒看錯，妳上一張就在閉目養神了吧～）

國中課程鹽類單元有提到碳酸鈣、蘇打和小蘇打遇到溫度高的環境時（例如熾熱的火焰），僅有碳酸鈣和小蘇打兩者會遇熱分解出二氧化碳，但蘇打則不會。不過三者遇到酸性物質時，則是通通可以分解出氣體。

爆開之後，趕快找到蓋子蓋回去，還可以再玩一次

但等待時間會更加延長

由於等待時間漫長，所以在此先插播一下，介紹這個自製小炸彈的原理。當底片盒中所產生的氣體越來越多時，液體以上的空間便被充斥得滿滿的，所形成的氣壓也就越來越大，根據亨利定律，在定溫下，溶解在液體中的氣體量正比於液體上方這個氣體的壓力。因此，液體上方的二氧化碳氣體壓力越大，就會溶解越多的氣體在液體中。

由於蓋子向上衝時，底部的圓筒也會受到氣體的反作用力

圓筒被桌面抵住，無處可去，但與桌面之間的反作用力又讓圓筒稍微向上彈跳

所以有時候液體會翻倒在桌面上，如果全翻出去，那就不用再玩了

不過，二氧化碳產生速率驚人，隨著底片盒內二氧化碳氣壓逐漸增加，溶解在水中的速率已經無法消耗越來越多的二氧化碳，於是在底片盒蓋承受不住龐大的氣壓時，便會向結構最脆弱的上方爆開。由於氣體瞬間被釋放，氣體膨脹的擾動以縱波傳遞開來，形成的巨大聲響便會藉由空氣傳達到耳膜，讓人在無預警的狀態下嚇一跳，所以才稱呼這個實驗為「一鳴驚人」。

除了底片盒中的液氣空間比例之外，還可以改變水的溫度、水的硬度、酸鹼度、發泡錠的量與狀態等等，其他相關細節就讓大家去發掘吧！

後記：那位一直在閉目養神的同學，今年的基測考了404分，連她自己放榜當天用網路看到分數時都不敢置信，連忙向老師借手機向父母報告這個好消息，果然是一鳴驚人啊！