3D有趣實驗：化學咻聲瓶（Chemical Whoosh Bottles）〔I〕

3D有趣實驗：化學咻聲瓶（Chemical Whoosh Bottles）〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生王楨 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

乙醇（俗稱酒精）可當作燃料和消毒劑，它很容易與氧氣發生劇烈的燃燒反應。若在一個塑膠瓶裡且只有一個小孔洞，填滿酒精於瓶中，搖晃使之產生氣體並點燃，酒精氣體會瞬間燃燒並發出絢麗的火焰以及發出“咻”的有趣聲響，具戲劇性現象且效果驚人，能加深學生的印象及提高學習的興趣。

實驗影片

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藥品與器材

1. 高密度聚乙烯（HDPE）瓶（含瓶蓋，熔點高且硬度大，塑膠分類標誌2號，容量1000 mL）  2個
2. 厚的保特瓶（含瓶蓋，PET，塑膠分類標誌1號，容量500 mL）  1個
3. 剪刀（大型）或銼刀（圓式）  1支
4. 藥用酒精（95% 乙醇）  1瓶
5. 燒杯（50 mL）  1個
6. 點火槍  1把

實驗步驟

1. 準備上述藥品與器材帶到有可遮光的教室。
2. 取一個1000 mL含瓶蓋的HDPE瓶，在瓶蓋中間用大型剪刀或銼刀，以插入旋轉方式戳成一個直徑約1 cm的圓形孔洞（小孔），如圖一所示。
   

   圖一 瓶蓋戳成一個直徑約1 cm的圓形孔洞

3. 取另一個1000 mL的HDPE瓶的瓶蓋，重複上述步驟，中間戳成約直徑2 cm的圓形孔洞（大孔），如圖二所示。
   

   圖二 瓶蓋戳成一個直徑約2 cm的圓形孔洞

4. 取一個500 mL的厚的保特瓶（PET瓶）的瓶蓋，重複上述步驟，中間戳成約直徑1 cm的圓形孔洞（小孔），如圖三所示。
   

   圖三 瓶蓋戳成一個直徑約1 cm的圓形孔洞

5. 盛少量的藥用酒精於小燒杯中。打開一個塑膠瓶蓋，倒入適量的藥用酒精到瓶中，蓋上瓶蓋。（容積約1000 mL的塑膠瓶，使用約8-10 mL的藥用酒精；容積約1000 mL的塑膠瓶，使用約5 mL的藥用酒精。）
6. 用手掌壓住瓶蓋的孔洞，搖晃瓶身約30秒，促使藥用酒精加速揮發成氣態，讓瓶內充滿氣態酒精。
7. 倒回多餘的液態酒精到原來的小燒杯中，盡可能地倒乾淨，以免點火後因殘留過多的液態酒精而燃燒塑膠瓶，造成危險。
   注意：裝酒精的小燒杯必須遠離火源。
8. 放置塑膠瓶在示範桌上，然後關閉電燈並拉上窗簾，使光線盡可能減小。
9. 取一把點火槍，產生火焰後，慢慢地靠近瓶蓋的孔洞，如圖四所示。
   

   圖四 點火槍慢慢地靠近瓶蓋的孔洞

10. 當點火槍靠近瓶蓋孔洞，孔洞附近的氣態酒精點燃後，同時瓶內的氣態酒精瞬間也被點燃，突然在瓶蓋的孔洞射出絢麗的火焰以及發出“咻”聲，如圖五至圖七所示。
    

    圖五 點燃的剎那，在瓶蓋的孔洞噴出火焰

    

    圖六 氣態酒精燃燒過程是由上往下，並從孔洞噴出火焰以及發出“咻”聲

    

    圖七 氣態酒精燃燒結束前，由孔洞噴出巨大火焰並發出”咻”聲

11. 在實驗過程中，可以請學生觀察火焰的顏色。
12. 等氣態酒精燃燒完畢，請學生觸摸瓶子的溫度，並觀察瓶內是否有液體。
13. 重複以上步驟，使用其它不同孔洞大小的塑膠瓶及不同容量的塑膠瓶，觀察孔洞大小及瓶身大小是否影響燃燒的速率或產生聲音的快慢。

請按此連結，參閱「3D有趣實驗：化學咻聲瓶〔II〕」