小学生最爱100个小实验 005

现象

盒子里的气球自行破裂,然而并没有任何人碰气球。

解释

是否可以在不触摸盖着的盒子的情况下打破气球?

如果只是放气球在盒子里,这似乎很困难,但是盒子里有一个装有液体的杯子,气泡从其中冒出来了。实际上,杯子的内容物是通过将小苏打和柠檬酸溶解在水中制成的。当小苏打和柠檬酸溶液反应时,会生成二氧化碳。气球破裂的罪魁祸首是装在盒子里的二氧化碳。

那么,为什么橡胶气球会因二氧化碳而破裂?气体分子从高压到低压逐渐通过橡胶膜,该膜是分子的网络。在这种情况下,颗粒的尺寸和在膜中溶解的容易性会影响通过的容易性。

二氧化碳很容易溶解在橡胶中,一旦溶解在橡胶膜中,就会扩散并通过。二氧化碳比氮气和氧气以及小的氢粒子更容易通过橡胶膜。气球外部的高浓度的二氧化碳穿过橡胶膜并进入气球。另一方面,气球内的空气在短时间内几乎不出来,气球膨胀并破裂。

所需材料

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①一个气球②透明容器
③小苏打④柠檬酸
⑤汤匙⑥量杯
⑦塑料杯⑧盖子,如图

实验中使用的材料的详细信息

・小苏打350g, 柠檬酸200g;
・盖子应比透明容器开口大,尽量也为透明的。

Step 1——给气球尽可能多的充气,将其密封系紧,然后放入容器中,如图:

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Step 2——将两汤匙小苏打和柠檬酸分别放入一个塑料杯中,并将它们放在气球旁边。如图:

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Step 3——将100毫升水倒入玻璃杯中,轻轻搅拌,并用盖子盖住容器。如图:

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Step 4——观察约30分钟。气球逐渐膨胀,最终破裂。(*如果爆裂,会发出很大的声音,请提前让您的家中人知道。)如图:

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成功实验的技巧

・使用小气球并尽可能多的充气。如果膨胀不足,则可能需要一些时间才能破裂或甚至无法破裂。

为什么二氧化碳的增加使地球温暖?

地球正在变暖,其主要原因被认为是二氧化碳等温室气体的增加。那么,为什么二氧化碳增加时温度会上升呢?

地球被来自太阳的热能(红外线)加热。如果大气中没有温室气体,地球接收的大部分热能将逸出到外层空间,地球将变为一个寒冷的行星,其平均温度比当前水平低30度以上。但是,诸如二氧化碳之类的温室气体具有吸收红外线的功能,温室气体吸收离开地球的红外线并将其中一些反射回地球的,就像温室中的玻璃一样,它会吸收热量并阻止热量离开地球。

当前地球适宜的温度归因于合适的温室效应,但是,大气中二氧化碳的增加会增加温室效应并提高温度。人们认为,温度进一步升高对生态系统和人们的生活产生了严重影响。


 

使用膜捕获二氧化碳

lab100-005-konw为了防止全球变暖,减少二氧化碳排放成为了全球性问题。一方面,要通过节能来减少排放,另外,要想方设法收集释放出的二氧化碳。然而,分离与其他气体混合的二氧化碳并不容易。

如在该实验中可以看到的,诸如橡胶的薄膜具有将二氧化碳与其他气体分离的功能,并且作为有前途的回收技术受到关注。基于膜的分离方法的优势是比其他方法所需的能量少得多。目前,日本和世界其他国家正在对更有效的膜材料和回收技术进行研究。

NGK正在开发一种亚纳米陶瓷膜,该膜可过滤天然气中的甲烷和二氧化碳分子。

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