反重力試管的相關文獻

以大氣壓力為主題的科學實驗或科學魔術很常見，因為大氣壓力雖然很大，

但學生沒有眼見為憑常常很難理解，所以本研究的水之科學魔術套件，經過文獻 探討後發現，大氣壓力的實驗有許多要藉由水才能完成，因此跟水有相關，特列 入本實驗套件中。經過挑選改進後的實驗，命名為「反重力試管」，這個實驗主 要讓學習者知道大氣壓力的存在和性質。本小節主要針對「反重力試管」這個實 驗作相關的文獻探討，市面上有許多本書都有原理相同，卻有不同作法的實驗，

而且都強調效果如同魔術般神奇。以下把相關書籍和資料，分別說明。

一、書籍:《體驗如魔術般的科學實驗！科學魔術 KIDS》

這本書中有「破壞鋁罐」和「被瓶子吸進去的蛋」這兩個科學魔術，在探討 大氣壓力的力量。「破壞鋁罐」實驗步驟如下：

1.空罐子內倒入少許的水，加熱使罐內的水沸騰，利用水蒸氣趕走空罐子內 的空氣。

2.等水煮沸後，離火，用黏土蓋住罐口。拿烤肉用的鐵夾子夾住罐子，把它 放入水裡，罐子就會變形。

本書是以「揭開魔術的秘密」為標題，其實就是實驗原理的說明，「破壞鋁 罐」的原理說明如下所示。

當我們把空罐子放到水裡冷卻時，罐內的水蒸氣會變回水的狀態，體積會下 降至原來的千分之一以下。這時，因罐內的壓力急速變小，所以罐子會被外面的 大氣壓力壓壞。

「被瓶子吸進去的蛋」實驗步驟如下：

1.瓶子裡先放入已點燃的紙片，並將去殼的白煮蛋放在瓶口。

2.由於瓶子內的氧氣被用來幫助燃燒紙片，導致瓶內的空氣壓力下降，因此 蛋就會被拉進瓶子裡了。

本書中有一個實驗名為「杯子緊緊黏在一起不分離」也是探討大氣壓力的存 在及效果。「杯子緊緊黏在一起不分離」的實驗步驟如下：

1.準備 2 個杯子和 5～6 張重疊沾水的濕報紙（比杯口稍大）。

2.杯中倒入熱水，再把熱水倒掉，立刻用沾水的濕報紙蓋住杯口。同時也立 刻將另一個杯子裡的熱水倒掉，將它倒放在濕報紙上。等到兩個杯子冷卻 後，用手拿起其中一個杯子，這時兩個杯子就會緊密黏在一起了。

「杯子緊緊黏在一起不分離」的實驗原理如同上述實驗「破壞鋁罐」，倒掉 熱水後的杯子裡，空氣會因為熱氣而膨脹。杯子冷卻下來後，空氣的體積減少杯 子裡的壓力變小，於是 2 個杯子就能緊緊地黏在一起了。

二、書籍:《玩出創意 120 個創新科學遊戲》

本書中有實驗題為「空瓶吞雞蛋」，也是有關大氣壓力的實驗。操作步驟如 下所示：

1.先將雞蛋水煮成白煮蛋，剝殼備用。

2.選取瓶口比雞蛋略小的寬口瓶，將少量溫熱水放入瓶中，充分搖動，

讓瓶子均勻受熱後，把熱水倒掉。

3.立即把白煮蛋直放在瓶口上。

4.靜置一會兒，仔細觀察，會發現白煮蛋慢慢地吸到瓶子裡，最後掉進去了

（如果瓶子浸泡在冷水裡，效果更快）。

原理：空氣會熱脹冷縮，瓶口放上白煮蛋後瓶子就變成密閉狀態，瓶子慢慢 冷卻，瓶內的空氣就會收縮減少（壓力下降），具有彈性的白煮蛋就會被瓶外的 大氣壓力擠到瓶子內了。

三、書籍:《動手玩科學》

本書中有實驗題為「縮骨神功」，也是有關大氣壓力的實驗。如下所示：

操作步驟：

1.取一壺熱水，最好是已經沸騰過的，要小心不要燙傷。

2.把熱水倒入平底燒瓶中，搖一搖約 10 秒鐘後倒出熱水。

3.剝好殼的熟雞蛋把尖端朝下放在瓶口上，如果雞蛋不能密封瓶口時，

可用手稍微壓一下雞蛋，讓瓶子不漏氣，但不要太用力，以免把蛋擠破，

過一陣子就可以看到雞蛋被吸入瓶子裡，如果澆淋一些冷水，可加快雞蛋 被吸入瓶中的速度。

4.在蛋還沒有掉入瓶內前，趁蛋卡在瓶頸時，淋一些熱水，就可以看到 蛋被往上推。反覆淋熱水和冷水，就可以看到蛋在瓶頸內上上下下。

5.如果蛋掉入瓶內怎麼取出來呢？很簡單，把瓶內倒立，讓蛋落入瓶口，

用嘴向瓶內大力吹一口氣，可讓蛋卡在瓶頸底部的頸口，再把瓶口回 正，在瓶身淋一些熱水，就可以把蛋推出瓶外了。

原理：

水蒸氣凝結成水時，體積會大為減少，例如 18 克的水蒸氣在一大氣壓力時，

體積約為 23 公升，當這些水蒸氣凝結為水時，體積就只有 18 毫升左右，前後體 積相差 1270 倍。如果水蒸氣在密閉容器中凝結，則瓶內壓力減小，以致大氣壓 力將熟雞蛋壓進瓶內。如果要讓雞蛋從瓶內出來時，則利用瓶內空氣遇熱增大壓 力，讓瓶內的壓力大於瓶外的壓力，就可以將雞蛋擠出了。利用密閉容器內氣體 的冷縮熱脹，就可以讓熟雞蛋在瓶頸內進進出出了。

四、書籍:《隨手可做有趣的科學實驗Ⅰ》

本書中有實驗題為「在廚房體會大氣壓力」，這個實驗室利用身邊隨手可得 的不銹鋼半圓形容器，模仿 1654 年著名的馬德堡半球實驗，使得在廚房中也能

體會大氣壓力。如下所示：

隨 手 可 做 有 趣 的