2013年9月30日 星期一

法拉第的蠟燭

法拉第的蠟燭 這是一篇隱藏文章。

分類:教學資源
2010/10/07 19:39

法拉第的蠟燭

分類:提升教學
2010/07/29 12:28
法拉第是英國著名的科學家,被尊為電磁學之父。除此之外,他被後人津津樂道的是他在Christmas Lecture系列中所作的演示教學。
電磁學一向被大學理工科系視為艱澀難懂的科目,這樣「知識深奧」的科學家,在人人都想狂歡的聖誕節進行演講,有人想聽嗎?
這裏必需釐清二個問題。首先,聖誕節並 不能阻止少數人的強烈求知欲。此外,法拉第是一位真正的科學家,對電磁以外的東西也保持高度的興趣,並進行深入的研究,他的演講題目是大家平常都用得到的 「蠟燭」,而且得知聽眾有些不是科學家,因此演講中搭配演示教學,就顯得平易近人。
當然我在此不是重複法拉第做過的實驗,而是延續法拉第的精神,將蠟燭實驗進行延伸。由於實驗室有許多容器,我們不妨來看看蠟燭在不同尺寸與造形容器中的反應為何。
Q1、長短蠟燭在燒杯中,誰先熄滅?


Q2、長短蠟燭在漏斗中,誰先熄滅?
Q3、長短蠟燭在過濾瓶中誰先熄滅?


上面三種條件的實驗中,長短蠟燭的戰績各為一勝一和一負,恰巧平手!
在回答問題之前,必需對蠟燭有一定的了解。蠟燭為石蠟族(碳氫化合物) CnH2n+2 的混合物,n18 以上即為石蠟,通常以 C25H52 代表。 因此蠟燭燃燒的反應式為: C25H52 + 38 O2 → 25 C O2 + 26 H2O + 熱量 假設蠟燭每秒耗掉的y克,即每秒耗掉y/352莫耳,
同時耗掉 38 × y/352 × 32,即3.45y 克的O2
以及生成 25 × y/352 × 44,即3.13y克的CO2
因此這個現象的關鍵在於: 生成的CO2能否排出?
以大燒杯為例,由於生成的CO2(熱的)不斷往上飄,將從上方的空間慢慢往下佔據,因此長蠟燭先熄。以漏斗為例,由於長蠟燭的火苗恰好在瓶頸的下方,生成的CO2氣體能立即被排到容器外;然而短蠟燭的火苗與瓶頸尚有一段距離,生成的CO2氣體排出較不易,因此逐漸熄滅。對於過濾瓶而言,它們的瓶口尺寸太小,即使過濾瓶有個孔洞,在蓋住蠟燭的過程中會讓火焰附近的CO2濃度增加,因此很容易讓蠟燭熄滅。
關於蠟燭燃燒,還有更多的實驗等著我們進行,更多現象等著我們解釋。當年法拉第實驗的蠟燭早已熄滅,但是法拉第對科學研究的熱忱火苗,卻從兩百年前的蘇格蘭高地點亮全世界,彷彿是另一種奧運聖火。
願你的心中也燃起一把法拉第的火苗。


蠟燭在試管中燃燒情形又是如何呢?

蠟燭在燒瓶中燃燒情形又是如何呢?

http://tw.myblog.yahoo.com/jw!CP4WGg2WEQGpIVwcqXzWSeQYK46rxQ--/article?mid=145&prev=154&next=139&sc=1

哪支蠟燭先熄?


http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=3288

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