國小五年級的自然單元中,有一個實驗,是在裝有水的盆子中央,點燃一根蠟燭,並用杯子將其蓋住,之後杯子內的水會上升,這個實驗的理論,經過了一百多年,早就被修正了,然而我們的教學現場,竟然有許多絲毫未改
阿亮小時候所學到的理論是:空氣中含有20%左右的氧氣,所以當火燃燒時,氧氣被燒掉了,少了1/5的空氣,所以在大氣壓力下,水上升了1/5
在影片中大家可以看到,當點燃的蠟燭,"快速的"被三角錐形瓶蓋住,錐形瓶瓶口碰到水的瞬間會冒出泡泡,而水開始上升,是在火焰將熄之時。
這兩件事,各位不覺得奇怪嗎?
我們先討論蠟燭的火焰燃燒,其實正常狀態下,火焰在15%的含氧量下,就已經很難燃燒了,若到了10%以下,不管有甚麼可燃物,其實都不太可能繼續維持燃燒。
這個實驗中,有很多個疑點
1.那我們說空氣中20%的氧氣被燒掉了,所以水上升1/5這個理論對嗎?
2.冒出的泡泡是甚麼?有人會說因為產生了大量的二氧化碳,所以有一些跑出來了。但學過化學的人都知道,燒掉的氧氣有多少,就會產生多少的二氧化碳,且體積還差不多(這國中理化就有教了),哪會增加空氣的量啊!但很明顯的,有空氣跑出來了啊!那是甚麼?
3.若燒掉的是氧氣,那應該一邊燒,氧氣一邊減少,水就會一邊上升啊!但為何要等到,火焰開始變小了,水才會上升,這不是擺明有問題嗎?
4.在影片中,最後有做一個實驗,錐形瓶中早就都是二氧化碳了,結果水還是上升,這是甚麼鬼。
5.我記得很久前,阿亮曾去信問過出版社說,這個實驗的理論是不是錯了,氧氣燒掉會有二氧化碳啊!結果出版社回信說,因為二氧化碳很快地溶解到水裡面去,所以氣體體積變小,水就上升了。
這個答案真的是看到鬼,各位用小蘇打跟檸檬酸,或去買罐汽水,弄些二氧化碳出來到一個空瓶子裏面,然後倒蓋在水中,看看水多久會上升,阿亮告訴你,若氣溫沒變,你只會在幾天後看到一個結果,那就是旁邊的水都乾掉了,也不會有水上升的情形出現。
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好了說這麼多,其實,這實驗近年來,早就有很多科普書都已經修正過了,原因是熱漲冷縮,當瓶子蓋上去時,瓶子內的空氣熱漲,所以被擠了一些出來,才會看到泡泡,接著火焰持續燃燒,裡面的空氣一直保持高溫,直到火焰減小,空氣溫度下降,水才開始上升。
甚麼氧氣被燒掉,二氧化碳溶於水...,都是一百多年前的答案。
其實阿亮真的不懂,怎麼過了這麼多年了,編寫教案的那些教授與老師,難道沒有想過這有問題嗎?這些基礎理論,理想氣體的體積、二氧化碳的溶解度還有可以維持燃燒的氧氣濃度,這些都是基礎科學概念啊!怎麼過了這麼多年,課本還會出現這種怪事情,然後老師帶著孩子做實驗,若水上升不到1/5或超過,老師就會說你做錯了,你看有一組做出來差不多,然後就草草結束。
我的老天鵝啊!其實要讓水上升高一點,只要讓火大一點,空氣溫度高一點,水可以上升到7成高以上。
誰幫幫台灣的教育啊! 阿亮實在是快昏倒了!因為昨天在基隆上課,阿亮講到這個實驗,學生說學校老師還是這麼教,若老師出題目,結果學生打臉老師,或選了其他答案,會發生何事,阿亮真的一點都不敢想!
溫度升高氣體溶解度下降 在 文茜的世界周報 Sisy's World News Facebook 的最佳解答
《中天的夢想驛站》彭博出資拍攝氣候變遷紀錄片《煤炭污染》
【川普誓言要讓煤炭產業復興 但煤炭產業沒落原因除自動化生產外 更是造成全球暖化與霧霾主因 《煤炭污染》揭發黑心煤炭商人為追求利潤 從開採到貯存便宜行事 火力電廠對環境.生態與地下水的污染傷害】
「2014年將是全球溫度最高的一年,氣溫連續16個月創下新高,全球氣溫在2016年寫下新高,百分之九十七的科學家都認為,氣候變遷正在進行中,對地球有害,而且是人為的,」新聞片段。
人類究竟做了什麼,讓地球溫度不斷升高,極端氣候不停釀災。
「酸雨的外觀,觸感和味道,跟一般雨水一樣,但酸雨含有毒物,像是硫酸,要降低酸雨的最好方法,就是強制工廠減少二氧化硫的排放量,」新聞資料畫面。
早在1980年代,美國就意識到煤炭所產生的污染,率先於1990年通過清潔空氣法修正案,「本人今天深感榮幸,代表現場諸位,簽署1990年清潔空氣法,本法案規定,把造成酸雨的排放量減半,並永久實行新的排放上限,」時為美國總統小布希。
但覺醒得早並不代表就能做得好,採煤業當時面臨重挫,一般認為他們該盡快添購設備,用洗滌器去除二氧化硫降低污染,卻沒料到業者卻逆向操作,輸入硫含量較低的煤炭取代,結果是優質的阿帕拉契產煤區產量下降,全數轉移到粉河盆地。
「採煤會產生很多有毒化學物質,燃燒煤炭時,大部分有毒物質會排放到空氣中。」
「汞,鉛,砷等有害污染物,都很危險,有害人體和野生動物,污染物飄來飄去,最後飄到空中或掉進水裡,在地社區已經告發電廠污染地下水,地下水是他們的飲用水源,發電廠付了兩千五百萬美元給他們,但一毛錢也沒用在清理,州政府還是沒有清理計畫,」環保團體Sierra Club Bruce Nilles。
因為煤炭產業多是公司造鎮,住宅圍繞著礦區和發電廠而建,空氣水源全暴露在危險中,以產煤大州Texas為例,煤帶從東北部開始延伸,當地又開採非常髒的褐煤,以致於發電廢氣全吹向達拉斯,產生嚴重霧霾,「我們起初不知道問題出在燃煤發電廠,經過幾年研究後,真相越來越清楚,最大的問題就出在,燃煤發電廠產生氮化合物,隨風飄散,飄進大都會區後,氮氣與汽車廢氣作用,陽光有如催化劑,在地表產生臭氧,而臭氧是導致氣喘的主因,」達拉斯醫學中心羅伯哈利博士。
蒙大拿州的科斯垂普,溫室氣體排放量也高居全美第三,井水完全不能喝,煤礦公司卻從不認為自己有錯,還輕描淡寫地說,是環境問題被誇大了,但越來越多生態多元的森林,因劈山採礦變成荒地卻是不爭的事實,對人類的傷害也顯而易見,「當他們剷平山頭,岩石落到山底,大量礦物質溶解在水中,像是鐵,鎂,鈣等等,河流裡的生物體無法負荷就死了,水源嚴重受到污染,流出谷底,流入溪水,最終流進了下游河流,他們還把採礦廢物存放在大型土壩,累積了數十億加侖的有毒污泥,溢漏到飲用水裡,」馬里蘭大學生物學家瑪格莉特帕默。
「每個人的水井,或多或少都被污染了,我不用這裡的水煮飯,只拿來洗碗,水可以擦掉,我們偶爾會幫忙一個朋友,這裡的水害他失明了,把他家的水燒開,裝進透明水瓶,把手放在上面,等個幾秒,蓋上瓶蓋,拿下瓶蓋,點火,水是會起火的,」當地居民。
這些黑心煤礦公司,為圖方便,罔顧人命,「燃煤發電廠已經存在了近百年,燃煤會產生灰燼,幾十年來的做法都是,煤灰混水,蓄積在池塘裡,」河川保護員山姆波金斯。
「杜克能源採取最簡單便宜的方法,只挖了坑,沒鋪保護層,煤灰直接滲漏到河流,湖泊和水井,砷,汞,鉛,硒,有時甚至還有放射性物質,這些東西不應該過量,就怕累積在我們和子孫身上,累積在魚肉和飲用水裡,」南環境法中心法蘭克哈勒曼。
當時全美有超過一千個煤灰塘污染嚴重,學界醫界不斷警告飲用水源受到破壞,煤礦產業的利益正直接衝擊,數百萬民眾生存權益,但企業仍置之不理,「企業有動機不清理,因為這樣燃煤發電廠就沒錢賺了,如果你拿燃煤發電帶來的利潤,還不夠清理事後的煤灰,」環境學家卡爾波普。
大地嗚咽,化成了這一片龜裂,那年,光是懷俄明州,就有超過20處泉水乾涸消失,讓人完全無法想像,曾經有魚的富饒景象,「這一區的煤炭位於含水層,為了採煤,必須挖鑿含水層,當礦場進駐,干擾含水層,造成水流中斷,泉水就乾涸了,而且這裡屬於乾旱環境,幾乎不會降雨,所以野生動物,人類,牲畜所需要的水源,都來自地下井水,」環保記者波諾溝夫斯基。
「我們以前每年可以養一百頭牛左右,現在已經沒辦法了,因為沒有水源,喪失了很多植被,」農場工人透納。
但煤炭為主的火力發電仍在持續,專家憂心,若不設法控制溫室氣體排放,最快到這個世紀末,全球氣溫可能至少增加攝氏五到六度,比六千五百多萬年前的恐龍時代還要高,到時人類還活不活得了,都是未知數,「如今的問題是,我們能不能控制走向,變成善待氣候的世界,而不是淪為氣候煉獄,」普林斯頓大學氣候科學家歐潘海默教授。