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化學示範實驗:製作大型酒精槍並示範爆炸(Making a Big Ethanol Gun to Demonstrate Explosions)〔I〕

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化學示範實驗:製作大型酒精槍並示範爆炸(Making a Big Ethanol Gun to Demonstrate Explosions)〔I〕
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

2013年國立大甲高級中學再次與教育部化學學科中心合作,於校慶當天舉辦親手fun化學活動,在活動開幕中由校長與貴賓使用大型酒精槍射擊標靶,而造成轟動。此酒精槍由本校教師自行研發,利用PVC水管等零件組裝而成。在演示前,噴入少量酒精,藉由壓電點火器引燃,在燃燒酒精的瞬間受熱膨脹的氣體使塞在槍管前端的泡棉子彈射出,隨即產生巨響。本實驗利用隨手可得的材料、使用微量無害的藥品、超炫的槍管外型以及震撼的聲光效果,深獲參與化學闖關活動老師和學生的喜愛。

示範實驗影片

請按此連結:製作大型酒精槍並示範爆炸(Making a Big Ethanol Gun to Demonstrate Explosions),YouTube。

製作過程和正式示範

一、示範前準備

  1. 取一支長約45 cm的PVC管(下水道用的橘色PVC厚管為最佳材料)。
    【註】:購買時,商家通常以整枝計價,可請商家以電鋸代為裁切。
  2. 以PVC糊劑,黏住PVC管以及異徑接頭,如圖一所示。PVC管一端的外管和接頭管一端的內管皆塗上PVC糊劑,一手握住PVC管,另一支手緩慢地旋轉插入異徑接頭的管內。

    圖一 異徑接頭連接PVC管

  3. 在異徑接頭的清潔口之旋蓋底部中心位置,以電鑽鑚一個直徑約1公分的圓孔,作為壓電點火器支撐的通道,如圖二所示。

    圖二 在清潔口底部鑚出一個圓孔

  4. 插入壓電點火器的金屬管到旋蓋中心的圓洞,並以熱熔膠黏著固定槍管,如圖三所示。

    圖三 以熱熔膠黏著固定槍管

  5. 製作的準星與瞄準鏡,請見影片的製作過程。
  6. 取一條長約10 cm的圓桶狀泡棉,一端修飾為直徑約稍小於PVC管的內徑,並用塑膠帶包住,即完成泡棉子彈。
  7. 以PVC糊劑,黏在準星與瞄準鏡槍管上,即完成大型酒精槍的製作,如圖四所示。
    【註】:加上瞄準鏡可增加射擊準確度,適合九宮格的射擊遊戲。

    圖四 大型酒精槍完成圖(大甲高中卓慶良老師)

二、正式示範

  1. 攜帶大型酒精槍(含泡棉子彈)和噴霧罐(內裝藥用酒精)到空曠的地方。
  2. 雙手持大型酒精槍,旋開清潔口的底蓋,以噴霧罐往內噴入少許的酒精,然後旋緊底蓋。由於PVC管較長,因此酒精蒸發擴散需要較久的時間。為減少等待蒸發擴散的時間,在槍口的位置,也用噴霧罐噴入少許的酒精,再塞入泡棉子彈。戴上耳罩及護目鏡,準備點火引爆,相關射擊準備如圖五所示。

    圖五 射擊前安全裝備(台中高工陸冠輝老師)

  3. 事先做好打靶用的九宮格,以增加射擊實驗樂趣,非常適合於科學園遊會或化學宅急便闖關活動,九宮格參考圖如圖六所示。

    圖六 化學宅急便的城市獵人關(大甲高中學生)

請按此連結,參閱「製作大型酒精槍並示範爆炸〔II〕

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