夏日清涼小實驗——可樂瓶里養「雪花」
今天推薦一個能給你帶來一絲涼意的小實驗——培育「瓶中雪花」。先來看看效果:
不過它有點難度,如果想學習簡單的家庭小製作,可以看看上周的內容。
本文來自公眾號
酷炫科學(id: SciencePorn)
作者 / 窗敲雨
編輯 / 果醬
嚴格來說,這並不是我們平時所看到的那種雪花,而是一些附著在魚線上的「魚骨狀」、「樹枝狀」的冰晶。不過,這些冰晶的生成原理和雪花是完全相同的:在低溫下,過飽和的水蒸氣直接在凝結核上凝華生長,變成冰晶。順利的話,小冰晶會在5~10分鐘後生成,1小時就能得到分枝狀的大冰晶。
而這個實驗的關鍵,就是營造能讓冰晶生成的環境:低溫,以及過飽和的水蒸氣。
實驗材料
培育「瓶中雪花」的實驗裝置大致是下面這樣:
你需要:
一個塑料的空飲料瓶(大致是600ml大小的)
泡沫塑料杯(或者其他替代用容器)
一塊廚房海綿
一小段尼龍魚線(細一點比較好)
一根足夠結實的縫衣針
四個大頭針
一個曲別針
一些紙巾
關於替代容器:原版實驗使用的是三個疊在一起的泡沫塑料杯,我理解這樣選擇是考慮了兩個因素:杯子形狀的容器能把乾冰盡量埋高一點,同時又不會需要很多乾冰,同時泡沫塑料杯可以起到保溫的作用,幫助局部更長時間保持低溫。因此,只要遵循這兩個原則,使用其他容器也可以。比如Science Friday在復現這個實驗的時候,就用了兩個小桶:內桶放乾冰,外桶和內桶之間墊上了隔熱保溫用的布和報紙。
實驗步驟
洗乾淨飲料瓶之後,用鋒利的刀在靠近底部的地方切開變成兩截;在瓶底的中央位置鑽出一個小洞,剪出一塊恰好可以放入瓶底部分的廚房海綿。可以通過大頭針穿過瓶底的側面來固定海綿。
把魚線穿到縫衣針上,然後用針穿過瓶底中央的洞,並穿過海綿,留在瓶底外側的部分用膠帶固定,在另一端打一個結,把曲別針固定在上面。保證飲料瓶在倒置時魚線可以拉直垂下,不會貼邊。
加一些水潤濕海綿,將飲料瓶裝置倒置在容器中,要保證容器能將乾冰埋到大約可樂瓶標籤下緣的位置。在容器中加滿碎乾冰之後,可以用若干紙巾覆蓋包住上方。(一定要保證有足夠多的乾冰將飲料瓶埋住,乾冰太少可能導致實驗失敗)
注意:乾冰的溫度比冰塊低得多,不要直接用手觸摸以免凍傷。
實物參考圖如下:
我們無法在這個實驗中得到真正的單片雪花,這是因為人工模擬雪花生長其實對凝結核的要求相當高,很多凝結核都會直接結出大量的雪,無法獲得單一的雪花。
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