置頂

物理與化學是很有趣的兩門學科,對我來說這兩類的學問幾乎就是許許多多有趣的遊戲。也許有人覺得物理與化學太專門或者太嚴肅,對這一點我想說得是:當你很喜歡這個遊戲的時候,你自然就會慢慢變得很專門,你也會很認真,甚至有時候會很嚴肅。
但是別忘了其中的樂趣,這些樂趣是吸引了許多人投入這個領域的極大誘因。 如果你喜歡這兩門學科那很好,請好好的玩它!如果你沒有那麼喜歡,那也無妨,你還是可以從中獲得一些樂趣。

2010年10月7日

哪支蠟燭先熄?

我記得最原始的題目是這樣的,長短兩根蠟燭點燃後,上方蓋住蓋子,問哪一支蠟燭先熄?

一開始設定的標準答案是:短的蠟燭先熄。理由是二氧化碳的密度比空氣大,所以二氧化碳會沉在底部,讓短的蠟燭先熄滅。

但這時候學生就會問了:火災的時候不是要趴著嗎?新鮮空氣不是應該在下方?於是實際做實驗的結果,果然是長的先熄。原因是二氧化碳在相同的溫度下,密度的確比空氣來得大。但是從蠟燭燒出來的二氧化碳,是高溫的二氧化碳,密度反而比較小,會往上跑。

雖然這個解答這麼的強力,但其實可以討論的空間還很大:如果瓶子很大呢?很高呢?會不會熱的二氧化碳跑到別處冷卻後又會降回底部將短的蠟燭熄滅?

結果我猜大概是為了避免熱二氧化碳密度較小的問題,我又看到了這個題目:

寄件者 蠟燭熄了沒

根據我多年考試的經驗,這種題目大概設計的目的是:上方開口,所以熱二氧化碳會排掉,下方灌入冷的二氧化碳,密度較大沉於底部,所以短的先熄。

但是又根據我做實驗的經驗,這樣簡單的思考,很可能是錯的。加上學生強力要求,於是就在月考前一天月考前一天月考前一天月考前一天月考前一天,花了一堂課來研究這東西。(阿不然考出來怎麼辦?你說是不是?)

於是我一開始先做比較傳統的,將長短蠟燭燃燒之後蓋住的實驗。果然是長的先熄滅。

接著就是在上方挖一個洞當煙囪排除二氧化碳,但是下方不開口,也不灌二氧化碳。

結果...還是上方的蠟燭先熄。這是為什麼呢?難道二氧化碳沒有排掉?

接著,在下方也挖一個洞,但是不灌二氧化碳。

結果...兩根蠟燭都不熄了。應該是上方二氧化碳排掉之後,下方有新鮮空氣可以灌進來。上一個實驗雖然上方開了口,但是下方沒辦法補充空氣進來,所以大概二氧化碳也很難排掉吧。

最後,在下方開口的地方灌二氧化碳進去。結果...兩根蠟燭還是都沒有熄,不知道是不是因為我生產二氧化碳的速率不夠快還是怎樣。總之做到最後,兩根蠟燭都活的好好的。

那麼結論是什麼呢?我認為結論就是:不要輕易的下結論,除非經過嚴謹設計實驗,執行,觀察,整理歸納之後,才能做出一個陳述。保持懷疑,勤做實驗才是王道!

這堂課,沒有得到什麼「標準答案」,但是我想這已經可以很清楚的讓學生知道
「逮幾不是宴桃縮想ㄟ哈你乾單!」

實驗的影片,待我有空重做再好好的拍起來囉。
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