微型電解與微型水火箭

1、微型電解與微型水火箭摘要利用塑膠滴管改良成微型水火箭頭配合改良型的電子瓦斯點(diǎn)火槍作為發(fā)射架再利用微型電解裝置，來製造氫氣與氧氣體積比為二比一之氫氧混合氣體，並用排水集氣法將氫氧混合氣體等可燃性氣體收集於微型水火箭頭內(nèi)，作為微型水火箭的進(jìn)劑，再與由瓦斯電子火點(diǎn)火槍改良而成之發(fā)射架組合後，使微型火箭頭吸入約mL的水，手握發(fā)射架並扣下扳機(jī)之同時(shí)，由於可燃性氣體引燃爆炸產(chǎn)生威力將水排出,進(jìn)而產(chǎn)生反作用力而將微型火箭頭噴出，於發(fā)射之同時(shí)有水及火球噴出，可謂之為名符其實(shí)的微型水火箭。前言水火箭是目前相當(dāng)盛行且最被社會(huì)大眾所熱愛的一項(xiàng)戶外科學(xué)活動(dòng)，而這些水火箭大多是以保特瓶為材料組合成水火箭頭，亦即所謂的保

2、特水火箭，是力利用牛頓第三定律作用力與反作用力的原理，以壓縮的空氣壓力及水作為動(dòng)力所設(shè)計(jì)的一項(xiàng)戶外科學(xué)遊戲，其兼具了環(huán)保、科技及趣味性，但是在此裝置中只能看到水被噴出，發(fā)射時(shí)並沒有辦法同時(shí)看到火被噴出來，因此本實(shí)驗(yàn)中將介紹使用前塑膠滴管及改良的電子點(diǎn)火熗作材料，配合微型電解裝置由先前設(shè)計(jì)完成的微型氣氫氧混合爆嗚器改良而成，經(jīng)電解產(chǎn)生之氫氧混合長(zhǎng)體做為微型水火箭的推進(jìn)劑，將45mL少量的氫氧混合氣體裝入微型水火箭頭中，然後再經(jīng)由兼做發(fā)射架的改良型電子點(diǎn)火槍引燃之後，會(huì)於瞬間爆炸產(chǎn)生推力將留在微型水火箭頭中少量(約1mL左右)的水排出作為動(dòng)力，利用動(dòng)量守恆的原理使微型水火箭飛得更快，製作一套安全而

3、且同時(shí)既能噴出水又能噴出火的微型水火箭，使水、火箭更具科學(xué)性及趣味性,其施放程序與原理如表一所列。表一微型水火箭之施放程序與原理施放程序原理說明名詞界定.推進(jìn)劑利用微型電解裝置電解產(chǎn)生氫氧混合氣體，供作微型水火箭的推進(jìn)劑。製備可燃性氣體.吸水利用動(dòng)量守恆原理，水流快速向外排出增加反作用力，推動(dòng)微型水火箭更快向上飛出。動(dòng)量守恆.發(fā)射利用改良型電子點(diǎn)火熗(兼做發(fā)射架)引燃可然性氣體爆炸的威力產(chǎn)生作用力與反作用力原理。作用力與反作用力.飛行飛行時(shí)噴出水與火球並發(fā)出聲響。爆炸產(chǎn)生推力材料與藥品瓦斯電子點(diǎn)火槍x1塑膠滴管(3mL)x3透明底片空盒子x1塑膠培養(yǎng)皿x1塑膠注射筒x1注射針頭x2(針頭已磨平

4、)三通塑膠活栓x1硬塑膠管x1導(dǎo)線x29v乾電池x1熱熔膠槍x1小塑膠杯x1氫氧化鈉溶液(20%)x20mL設(shè)計(jì)與製作一、微型水火箭之設(shè)計(jì)與製作二、微型電解裝置之設(shè)計(jì)與製作三、微型水火箭之操作方法一、微型水火箭之設(shè)計(jì)與製作用熱融膠在微型水火箭頭的下方對(duì)稱處黏上四小片作為水火箭頭的尾翼。取一支市售附有安全開關(guān)的瓦斯電子點(diǎn)火槍，將零件加以分解後，隨即將其中之瓦斯全部放掉，然後將其兩條導(dǎo)線延長(zhǎng)至原來的出火口外約45cm長(zhǎng)。將延長(zhǎng)出來之導(dǎo)線的末端之塑膠皮撥開約0.5cm長(zhǎng)，並將其末端加以磨尖，使兩條導(dǎo)線末端間的距離約為1mm，使其更易於尖端放電，然後再套上一小段(34cm)的透明塑膠軟管，並使其微微彎

5、曲，然後在其前後用熱熔膠固定之，以作為微型水火箭的發(fā)射架。將微型水火箭的發(fā)射架與微型水火箭頭組合起來便完成一支微型水火箭二、微型電解裝置之設(shè)計(jì)與製作將一支10mL塑膠注射筒的活塞拔出後，在其兩旁中間位置各插一支接有導(dǎo)線的注射針頭，然後用熱熔膠加以固定(做為電極之用)。用熱熔膠將此支塑膠注射筒之筒口固定在一塑膠培養(yǎng)皿的中央處，並使其接觸部分完全密閉。在注射筒的注射針接頭處接一個(gè)塑膠雙通活栓(由塑膠三通活栓改裝而成)。將一個(gè)透明的底片空盒子的底部中央處，插入一隻注射針頭，並用熱熔膠將其固定之，然後將其接在塑膠雙通活栓的上面。依此組合便可完成一套微型電解裝置，以製備氫氧混合氣體並收集於微型水火箭頭中

6、。三、微型水火箭之操作方法將微型電解裝置上方的塑膠雙通活栓取下來。利用一支接有注射針頭的塑膠注射筒，抽取10mL20%的氫氧化鈉溶液，然後將其打入微型電解裝置的注射筒中，直至氫氧化鈉溶液的液面超過注射針(電極)的上方。再將塑膠雙通活栓接在微型電解裝置的上方，並將插有注射針頭的透明底片空盒子接在塑膠雙通活栓的上面。將9v乾電池之正負(fù)極上的鱷魚夾去夾住接在電極上的導(dǎo)線，並開始電解。經(jīng)電解約分鐘之後，所產(chǎn)生之氫氧混合體先將注射筒中之空氣趕出之後，再將裝滿水的微型水火箭頭倒插在透明底片空盒子中，並使注射針插入微型水火箭頭內(nèi)。電解產(chǎn)生之氫氧混合氣體進(jìn)入微型水火箭頭內(nèi)並將其中之水排出，至微型水火箭頭收集滿

7、氫氧混合氣體為止備用。微型電解與水火箭的特點(diǎn)一、微型電解的特點(diǎn)：1.取材容易，製作簡(jiǎn)單，價(jià)廉實(shí)用。2.塑膠注射筒當(dāng)電解槽，注射針當(dāng)電極，操作方便安全。3.以氫氧化鈉為電解液，永遠(yuǎn)可重複使用。4.可用太陽能代替乾電池，可節(jié)約能源，減少污染。5.電解可產(chǎn)生氫氧混合氣體，體積比為二比一。6.水火箭頭可直接放在微型電解裝置上以排水集氣法收集氫氧混合氣體。二、微型水火箭的特點(diǎn)：1.取材容易，製作簡(jiǎn)單。2.操作安全，極富趣味。3.價(jià)廉物美，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。4.水火同出，極富震撼。5.體積很小，攜帶方便。6.室內(nèi)戶外，皆可操作。心得本實(shí)驗(yàn)中之微型電解裝置與微型水火箭等皆是以簡(jiǎn)單易取得的材料改良組合而成，成本很低，每套各大約在新臺(tái)幣五十元以下，製作方式簡(jiǎn)單又安全，而且在操作過程中，以簡(jiǎn)易的微型電解裝置來製造氫氧混合氣體(氫氣與氧氣之體積比為2：1)，還可清楚觀察氫氧混合氣體劇烈燃燒的現(xiàn)象，其教學(xué)意義與趣味性均勝於傳統(tǒng)式的水火箭，且改良後裝置之體積很小，所需使用的水(1mL)及氫氧混合氣體量(5mL)很少。本作品是以塑膠滴管為材料，改裝後再加上四片尾翼而成微型水火箭頭，並以收集在塑膠滴管做成的微型水火箭頭中之可燃性氣體做為推進(jìn)劑，配合改良型的電子點(diǎn)火槍(每支價(jià)格為新臺(tái)幣二十元)作為發(fā)射架及產(chǎn)生火花，將微型水火箭頭中之可燃性氣體引