國立中央大學物理演示實驗 NCU Physics Demonstration Lab

壓縮點火

急速壓縮空氣造成的溫度上升程度,竟然可以點燃紙屑!?

目的

絕熱壓縮的演示。

實驗

在封閉的管內置入一小片紙屑,然後快速壓縮管內氣體,觀察其變化。

  1. 全景觀察

    實驗演示

    ×實驗演示

  2. 將鏡頭拉近觀察

    實驗演示

    ×實驗演示

原理思考

為什麼紙屑會燃燒?

原理探究

×原理探究


當體積快速被壓縮的情況,可視為一種絕熱過程(Adiabatic process)[2],上述實驗過程如同右圖中的B點延著紅線到A點,因此,當體積迅速縮小時,壓力上升且溫度升高,使得壓克力管內的小紙屑達到燃點而燃燒。

討論

  1. 試比較絕熱壓縮與等溫(isothermal)壓縮的差別。

關於實驗

可與本網站中的實驗T08絕熱膨漲做比較。

參考資料

  1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, "Fundamentals of Physics", 7th ed., John Wiley & Sons, 2005, New York. Ch20.
  2. 絕熱過程有兩種:一、利用絕熱材料,阻隔系統與環境的熱能交換。二、過程夠快,使系統來不及與環境交換熱能達到熱平衡。

製作

市售

指導老師

撰稿

黃時霖、朱慶琪