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科学奇观—制作空气宝宝

姜联合
生态环境、自然界认识的科学普及教育,融入中华传统文化原创形式
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科学奇观—制作空气宝宝

姜联合编写编译

空气无处不在,怎么感知空气的存在呢? 小朋友动手做个空气宝宝,体会大气压力和空气间的关系,结合你的呼吸,原来空气和大气压时刻与我们同在!

目的:

  1. 加深对大气压力的理解

  2. 演示如何制作半真空状态

背景知识:

真空是指基本上没有任何物质存在的空间,因此该空间内的气压远远小于大气压力。然而,现实中什么都没有的空间并不存在,就连外太空也并非完美的虚无空间,其中充斥着来自宇宙中诸多星球的颗粒物和碎片残骸。

半真空被定义为气压较低尤其是被抽走大部分空气的那些区域。半真空在现实很常见,比如我们的呼吸过程就依赖于自身制造半真空状态的能力。当我们吸入空气时,膈肌收缩向下运动,这时胸腔内空间增大,形成半真空状态,胸腔内压力减小,胸腔内外的压力差使外界空气顺着鼻孔和口涌入我们的肺中,供给人体赖以生存的氧气。

实验演示了产生半真空状态的基本原理:半真空由气球两边的塑料杯产生,杯子内外的气压差让杯子牢牢吸在气球上。当继续吹起气球时,随着气球的半径越来越大,曲率变小,含进杯子的那部分气球体积变小,杯子内部的空气体积变大,但空气的总量保持不变,这就使得杯子内部的压力减小,小于外部环境的大气压力。

实验材料:

·2只塑料杯

·气球

·水

·绘画笔

实验步骤:

  1. 用水润湿两只塑料杯的边缘;

  2. 把气球吹到一个网球大小;

  3. 将两只塑料杯分别轻压在气球左右两端,继续将气球吹至平常大小。注意:在吹气球时应确保双手持续施压,按住塑料杯以防漏气;

  4. 开动你的想象力,在气球上画上一张可爱的笑脸

思考题:

  1. 什么是空气?(空气是指大气中一些气体的混合物)。

  2. 什么是大气压力?(大气压力是指空气与周围的其他物体相互作用时产生的挤压和运动)。

半真空的实际应用:

呼吸系统:当我们吸入空气时,膈肌收缩向下运动,这时胸腔内空间增大,形成半真空状态,胸腔内压力减小,胸腔内外的压力差使外界空气顺着鼻孔和口涌入我们的肺中,供给人体赖以生存的氧气。