2021年12月15日 星期三

熱膨脹的觀察與探究

這個教學也是第一次嘗試
每年都要有新嘗試,教學才有動力~~

一節課要完成三個觀察與現象解釋
第一個是冷熱水的交替感受
第二個用手加溫玻璃瓶觀察硬幣的跳動
第三個就是尿尿小童如何灌水與噴水的探究
前兩個觀察其實就是尿尿小童解法的重要提示與線索
這次的實驗報告就是一張白紙
是的!白紙一張

前兩個觀察大概10分鐘就可以解決







重點是第三個實驗的探究
一開始開放給學生自己去想,先寫出步驟再去嘗試
但可想而知就是一整個茫然~~
「前兩個實驗就是很重要的提示」我停止大家的動作說明
「原本陶偶裡面有空氣,先想辦法把空氣敢出來才能裝入水喔」
開始有同學想到加熱讓空氣膨脹
但空氣膨脹後水就可以進去了嗎?
一連串的師生對話與嘗試,第一關(將水灌入陶偶)幾乎都成功了

接下來第二關再把水噴出來
很多組直接將陶偶放入熱水...
「這樣看得出來有噴水嗎?你這麼做的原因是甚麼?」
所有動作(方法)都必須寫在實驗報告中,而且要敘明你這麼做的理由
「老師無法每一組去看,所以你一定要寫清楚,老師才能知道你是怎麼想的」
慢慢開始有很多組成功,看到學生獨力完成一個小小的探究
他們露出的滿足微笑就足夠了~~





回到實驗報告
學生闡述將水噴出的原因可以歸納成三種
1.小孔變大了
2.水膨脹了
3.氣體膨脹了
再花了20分鐘時間和學生討論這三種現象的科學原理與可能對應出來的現象
「這三個推論都符合科學,但都會造成'水噴出"的現象嗎?」
很多學生開始思考這兩個的因果關係
其實給一點提示學生就能獨立思考並得到大家都滿意的答案








最後再利用愛情溫度計來說明空氣膨脹和液體膨脹
「如果是液體膨脹,上去的液體體積應該明顯大於剛剛在下面的液體....但實際上...」
「沒有啊~~,應該是氣體膨脹比較有可能啦」
「而且如果加熱上半部,沒有接觸到液體…」
「冒泡了耶!」




我又微笑了~~

2021年12月11日 星期六

熱對流

用烙鐵加甘油當煙霧
上層加隔板
燈光由上往下打
上面加高煙囪







2021年12月10日 星期五

簡易熱輻射實驗

原理就不說了
利用數位溫度計加上5mm的PP板
剛好可以將探針插進去




再用鹵素燈照射

30秒左右就可以明顯看出溫度的差異
                                        



「就。很。方便」

2021年12月8日 星期三

維修爆閃指揮燈

嘿嘿~~爆閃是他自己寫的喔

學校丟了兩支指揮燈,那我就不客氣接收了

第一支裝四只電池,6V
電池座很明顯鏽蝕了


負極端只能更換
先拆下原本的電池座
我的電池座是通用型,先在原本的電池座燒出一個洞
就可以將新的座伸出來焊接



很輕易搞定

另一支的電池座是特規,裝三只4.5V
也是電池座銹蝕,想整個換掉都不行



只能將原本銹蝕的兩個中繼座挖掉
重新焊接兩個中繼座出來黏上去就好了
連接處的氧化也刮乾淨





也不難搞定

兩支花不到半小時就修好
為甚麼要丟掉呢???

高壓測試用電源

基納二極體又稱作穩壓二極體
通常都是反接讓它崩潰,反而產生一個穩定的端電壓
這個端電壓就可以拿來當作簡易的分壓電源或採樣電壓
崩潰電壓有很多規格
雖然上面有標號,但經常標號都已經模糊
如何檢測它的崩潰電壓就需要有一個低電流高電壓的電源來測試了
幸好以前累積了一些經驗
這樣電源應該直接用容抗降壓就可以解決
詳細可以看這幾篇
電容用104(0.1微法)通過115V,60Hz的AC約有26.5k歐的阻抗




理論上最大電流約4mA,端電壓(電動勢)約105V
但實測最大約只有2.5mA,剩下的跑去哪裡了??

當你串接不同電阻的附載
會自動調整它的負載電壓
這時就可以測量這個負載在2mA電流時的電位差
實測如下



也可以測試氖燈的電壓約73V

測試12VLED(串聯數顆)呈現7.3V左右

因為一般LED功率全開約10-20mA
在2mA的情況下兩端的電位差就不是預期的12V了
但在不知道面板電壓時,也可以當作一個很有價值的參考了

2021年12月5日 星期日

熱傳導實驗改良_氯化亞鈷版本

王小法老師建議可以用氯化亞鈷
實際測試看看

效果還不錯
短時間內就可以間接看到銅傳導的過程






再看看溫度就更明確了


電子元件的包裝袋秘密

很多電子模組都會用這種黑色半透明的包裝袋 為什麼要用這種特殊的包裝袋呢? 用一般的PE袋或PVC袋不行嗎? 這就要回到電子電路的工作原理來說了 傳統電路主要靠電流來控制電路 電子電路則是靠電壓來控制 (這麼粗略的說法一定會被罵,但無法在三千字內說清楚就乾脆不說了,有興趣研究的可以...