絕熱膨脹
自己動手做人造雲
目的
絕熱膨脹現象的演示。
實驗
用打氣筒將空氣持續打入保特瓶中，直到保特瓶中的壓力大到將瓶塞迸開。觀察瓶塞迸開的瞬間，保特瓶中的氣體有何變化。
×實驗演示
原理思考
為什麼會產生白色像雲一般的現象，成因為何？
×原理探究
高壓的氣體快速從保特瓶中衝出的過程，因為速度極快，可視為一種絕熱膨脹過程(Adiabatic process)[2]，如右圖中的A點延紅線到B點。如圖所示，氣體在絕熱膨脹的過程中，體積急遽膨脹而壓力則迅速下降，同時溫度亦大幅下降
討論
- 試比較絕熱膨漲與等溫(isothermal)膨脹的差別。
- 一般生活經驗裡，使用噴霧劑（殺蟲劑、空氣清香劑等），氣體在噴出後，金屬的罐身會變得涼涼的，這也是絕熱膨脹的例子。還有打開易開罐飲料時，瓶口也會出現霧狀的現象，也是類似的現象。
關於實驗
- 可同本網站中的實驗T09絕熱壓縮做比較。
- 實驗操作時保特瓶需稍加固定，以免飛出。
- 若在保特瓶加入極少量的水或酒精，演示效果更佳。
- 瓶塞塞緊一點亦可提高演示效果
參考資料
- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, "Fundamentals of Physics", 7th ed., John Wiley & Sons, 2005, New York. Ch20.
- 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
王中川
指導老師
朱慶琪、張宇靖
撰稿
黃時霖、朱慶琪
