工程师妈妈教两个小实验:用盐自制冰雕艺术 靠氧气隔空灭火︳STEM学堂

更新时间:12:00 2024-12-29 HKT
发布时间:12:00 2024-12-29 HKT

STEM学堂︳小朋友知道我们缺少哪些元素会不能生存?除了水,氧气与盐都是人类生存不可或缺的天然元素。今次工程师妈妈就教大家利用盐简单自制冰雕艺术,还有靠氧气去隔空灭火!即刻跟小朋友一起做以下STEM小实验。

小实验1:用盐自制冰雕艺术

虽然香港冬天不会下雪,更没有冰雕嘉年华(不是商场活动那种),冰雕对香港小朋友来说可能很陌生。踏入12月,天气开始转冷,就让我们在家中用科学制作冰雕艺术,足不出户也能感受冰天雪地的感觉,成品更有意想不到的艺术色彩。

小实验1:用盐自制冰雕艺术(图片来源:受访者提供)
小实验1:用盐自制冰雕艺术(图片来源:受访者提供)

材料与工具:

  • 大牛奶盒
  • 食用色素
  • 盘子

点击图片浏览小实验步骤:

用盐自制冰雕艺术科学原理

盐有吸热作用,会使冰块的熔点降低,下降至零度以下,并且更难再冻结,从而加快了冰的融化速度。需要注意的是,固体的盐不能融化冰,真正起作用的是盐水。室温下,冰的表层都有一层融化的水,盐倒在冰面后就溶解在水中,形成盐水。

(图片来源:受访者提供)
(图片来源:受访者提供)

盐溶解于水的过程中会吸收冰的能量,使冰溶解成水,有更多的水就能溶解更多的盐,形成更多的盐水,吸收更多的能量,加快冰的融化速度。在北方的冬天,人们会在冰冻的路上撒盐来融化冰雪,就是利用这个原理。

小实验2:隔空灭火

原来蜡烛都要呼吸?人无氧气会死,原来蜡烛无氧气都会「死」。消防员是不少小朋友的梦想职业,想成为一个真正的消防员,就要先了解以下实验的原理。

小实验2:隔空灭火(图片来源:受访者提供)
小实验2:隔空灭火(图片来源:受访者提供)

材料和工具

  • 不同大小的玻璃杯
  • 蜡烛
  • 点火器
  • 计时器(非必须)

点击图片浏览2个小实验步骤:

隔空灭火科学原理

产生火需要三大要素:燃料、氧气、热能,又名「火三角」。反过来说,只要移除其中任何一项要素,已生成的火就会熄灭,而以上实验就运用了隔绝空气中的氧气来灭火,简称「隔空灭火」,这个概念也可以应用在火灾与消防的认识上。在实验一中,玻璃杯的容量越大,含氧量自然越高,所以大玻璃杯中的蜡烛会最迟熄灭。

(图片来源:受访者提供)
(图片来源:受访者提供)

当蜡烛燃烧时,大部分的蜡与空气中的氧(O2)产生化学反应形成水蒸汽(H2O)以及二氧化碳(CO2)。燃烧生成的二氧化碳,因为燃烧放热使气体膨胀,密度变小,二氧化碳会先聚集在容器上方,因此在实验二中较长的蜡烛就会先熄灭。

动动脑时间

当所有蜡烛熄灭后,慢慢地拿起玻璃杯,为甚么垫底的硬卡纸也会一并地吸起?

(图片来源:受访者提供)
(图片来源:受访者提供)

文、图片授权:工程师妈妈Yanny

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