一、實驗設計單位

國立宜蘭大學食品科學系

二、實驗原理

利用摩擦起電原理及異性相吸原理:將充氣好之氣球與毛製品或毛髮等物品相互摩擦後，原本電中性的氣球變成帶負電的帶電體，與具有極性的水分子靠近時，會產生相吸的現象，而使水柱彎曲。

本實驗模擬閃電的形成，雲層之中有大量的冰晶和小水滴，它們在下落的過程中會發生摩擦，導致自由電子發生聚集，在這個過程中，帶負電的電子會分布在雲層下方，所以雲層之下的物質呈負電，而雲層之上的物質呈正電，造成雲層正負電荷分離，此時的雲層就形成了帶電體，電位差不斷增加，直到足以釋放而形成閃電。

三、材料準備

【旋轉吧吸管】

1. 橡膠氣球
2. 打氣筒
3. 寶特瓶
4. 吸管
5. 毛製品（毛巾、絨毛玩偶、圍巾…等）

【旋轉吧吸管】

1. 橡膠氣球
2. 打氣筒
3. 紙杯
4. 水
5. 竹籤
6. 毛製品（毛巾、絨毛玩偶、圍巾…等）

【水上泡泡樂】

1. 橡膠氣球
2. 打氣筒
3. 泡泡水
4. 扁平容器
5. 吸管
6. 毛製品（毛巾、絨毛玩偶、圍巾…等）

四、實驗步驟

【旋轉吧吸管】

1. 將氣球充氣、綁好（可使用橡皮筋綁緊），使空氣不洩漏。
2. 氣球與吸管和毛製品相互摩擦至少15秒。
3. 將吸管平放於寶特瓶上，將氣球緩緩靠近吸管。
4. 因摩擦起電的緣故，吸管會產生相斥的現象而開始旋轉。

【水往哪裡跑】

1. 將氣球充氣、綁好（可使用橡皮筋綁緊），使空氣不洩漏。
2. 使用竹籤將紙杯杯底部戳一個洞。
3. 氣球與毛製品相互摩擦至少15秒。
4. 將水倒入戳過洞的紙杯，使水成細水柱狀留下。
5. 將氣球靠近細水柱。
6. 因為摩擦起電的緣故，水會與帶負電的氣球產生相吸現象而彎曲。

❗️小朋友使用竹籤此類尖銳工具時，請由老師或父母陪同操作。

【水上泡泡樂】

1. 將氣球充氣、綁好（可使用橡皮筋綁緊），使空氣不洩漏。
2. 將泡泡水倒於容器內，用吸管向水面吹氣產生泡泡。
3. 氣球與吸管和毛製品相互摩擦至少15秒。
4. 將氣球靠近泡泡。 
5. 因為摩擦起電的緣故，泡泡會與帶負電的氣球產生相吸現象而隨著氣球移動。

五、討論與思考

水流的強弱是否會影響水柱被吸引的程度呢？

一、實驗設計單位

國立宜蘭大學食品科學系

二、實驗原理

當冰塊冷卻了杯子附近的空氣，冷卻後的空氣體積變小，所以與正常空氣相比，同一體積的空氣重量比較重，因此會往下沉，造成一股氣流，線香的煙被向下流動的氣流捲入，所以往下飄。本實驗模擬氣流的熱空氣上升與冷空氣下降。

三、材料準備

【感受小颶風】

1. 鋁箔紙
2. 細線（或繩子）
3. 筆
4. 加熱板
5. 剪刀

【向下飄的煙】

1. 燒杯（或杯子容器）
2. 冰塊
3. 線香
4. 打火機

【茶包天燈】

1. 打火機
2. 空的紙茶包

四、實驗步驟

【感受小颶風】

1. 在鋁箔紙上畫上螺旋的紋路，螺旋的間距需平均且不要太大。
2. 依照鋁箔紙上的紋路線條做裁剪。
3. 將鋁箔紙上端穿一個小洞，再將線穿過小洞並打結讓線能吊起鋁箔紙。
4. 將加熱器開啟產生溫度（手靠近時有熱度即可）。
5. 手抓住鋁箔紙上的繩子，再將鋁箔紙懸空放置加熱板上空。
6. 鋁箔紙便會隨著上升氣流的緣故而旋轉。（如鋁箔紙不好旋轉，再調整鋁箔紙的形狀與方向）

❗️小朋友使用加熱器時，請由老師或父母陪同操作。

【向下飄的煙】

1. 在杯子裡放入適量冰塊，稍微搖晃杯身讓冰塊影響杯子溫度下降（杯壁外有小水珠即可）。
2. 使用打火機點燃線香。
3. 將線香靠近放有冰塊的杯子底部，會發現線香的煙會往下飄。

❗️小朋友使用打火機時，請由老師或父母陪同操作。
❗️小朋友拿取線香時，不要到處揮動，以免戳傷別人唷。

【茶包天燈】

1. 將空的紙茶包完全攤開，並將開口撐成圓筒狀。
2. 讓茶包直立於桌面上（需確保能完全站立，無法站立會導致實驗失敗）。
3. 確認沒有風的干擾後，於茶包的頂部點火。
4. 燃燒使空氣溫度升高造成熱對流，熱空氣帶動茶包，使其往上飄。

❗️小朋友使用打火機時，請由老師或父母陪同操作。

五、討論與思考

生活中有什麼現象是與熱對流有關呢？

一、實驗設計單位

國立宜蘭大學食品科學系

二、實驗原理

將氣打進寶特瓶後，寶特瓶裡面的空氣壓力大於外面的一大氣壓，當快速拔開瓶塞時，壓力瞬間降低。寶特瓶內的壓力突然降低時，會有二個現象同時發生：

(1) 因為氣體急速膨脹時，會吸收熱量，使寶特瓶內的溫度降低。

(2) 由於壓力急速降低，寶特瓶內的酒精會產生蒸發的現象，亦即產生酒精蒸氣。而產生的酒精蒸氣由於瓶內的溫度降低，因此凝結成微細液滴，就是肉眼看得到的雲霧了。

本實驗模擬空氣中濕度增高至露點又稱露點溫度，在固定的氣壓下，空氣所含的氣態水達到飽和而凝結成液態水所需要降至的溫度）時，水蒸氣分子會凝結成水滴，形成雲、霧或下雨等氣象。

三、材料準備

1. 打氣筒
2. 橡皮塞
3. 75%酒精
4. 2L容量寶特瓶
5. 鑽孔器

四、實驗步驟

1. 將橡皮塞中間鑽孔（用旋轉的向下鑽會比較容易唷），孔的大小需與打氣筒氣嘴組裝緊密。
2. 噴一些酒精到寶特瓶裡。
3. 將橡皮塞緊緊塞住瓶口，打氣筒氣嘴緊密塞住橡皮塞鑽孔。
4. 開始朝瓶內打氣直到感覺有阻力為止，必須握住瓶口以維持密封不讓氣體跑出。
5. 當氣體已經無法再打入瓶內後，將橡皮塞移除，便可製造出雲霧。

❗️小朋友使用鑽孔器此類尖銳工具時，請由老師或父母陪同操作。

五、討論與思考

為甚麼會下雨？