又是畢業的季節
往年都有買東西送小老師的
去年是忘記了
今年可不能忘
剛好在網路上有人推薦"先別急著吃棉花糖"
第一個想到的當然是明儀
去到明儀，感覺人好少
網路的年代，還有人看書嗎?
多虧書店還能撐的下去
找遍了整個書局就是找不到這本書
因為當時不是確切知道書名
所以也沒去問店員
想說時間還好早
結果接下來就ㄧ直下雨
讓我沒辦法出門去
直到昨天，非買不可了，剛好又沒下雨
到了明儀，問了店員
什麼?缺貨
趕緊騎著車到處去找書店
高雄還真是文化沙漠
難得找到ㄧ家書店，卻是賣參考書的店
我雖然知道漢神巨蛋裡有一家書店
可是我穿拖鞋短褲，實在不好意思到百貨公司去
幸好還想到天祥路上有ㄧ家書店
好久沒去這一家了
進去後就直接請店員幫我找
問了ㄧ下還有打九折，三百以上還可以刷卡
本來想買別的書"生活中空想的科學"，但是想想算了
買了三本"棉花糖"就結帳了
還有紙袋可以裝，送人正好
就這樣結束了我的買書記
想一想，不知道有幾年沒買書了啊
2010年4月21日 星期三
串聯8顆乾電池能發動汽車嗎?
我們都知道汽車的蓄電池是由六個鉛電池串聯而成，
ㄧ個鉛電池的電壓為2伏特，所以總共是12伏特，
那如果我們改用8顆乾電池串聯，ㄧ樣是12伏特，
是否可以用來發動汽車呢?
相信答案應該是否定的。
鉛電池的設計是採用了許多的平板作正負極，
每一個電池槽都是由許多平板僅靠而成，
目的是增加反應面積，增加反應速率，
所以雖然電壓還是只有2伏特，但是卻可以提供很大的電流，
汽車就需要足夠的電流才能發動引擎，
而乾電池能提供的電流太小了，以至於無法發動引擎。
這樣說又會出現一個疑問，
不是都12伏特嗎?怎麼會有不ㄧ樣的結果呢?
難道歐姆定律是錯的?
歐姆定律當然沒錯，
對於金屬導體來講，兩端電位差和電流成正比，
第一，汽車引擎是否為歐姆式電阻?這是個疑問
第二，歐姆定律裡的電壓與電流成正比，指的是金屬兩端的電壓，
而不是電池的電壓，這有什麼區別嗎?
當然有，因為理想電池是沒有內電阻的，
但實際上，內電阻卻會消耗電池的電壓，而使得輸出電壓降低，
而且，電流愈大，損耗在內電阻的能量就愈多，當然提供的電壓就愈少了
這也就是鉛電池要做成平板狀的原因。
ㄧ個鉛電池的電壓為2伏特，所以總共是12伏特，
那如果我們改用8顆乾電池串聯，ㄧ樣是12伏特，
是否可以用來發動汽車呢?
相信答案應該是否定的。
鉛電池的設計是採用了許多的平板作正負極，
每一個電池槽都是由許多平板僅靠而成，
目的是增加反應面積，增加反應速率，
所以雖然電壓還是只有2伏特，但是卻可以提供很大的電流，
汽車就需要足夠的電流才能發動引擎，
而乾電池能提供的電流太小了，以至於無法發動引擎。
這樣說又會出現一個疑問，
不是都12伏特嗎?怎麼會有不ㄧ樣的結果呢?
難道歐姆定律是錯的?
歐姆定律當然沒錯，
對於金屬導體來講，兩端電位差和電流成正比，
第一，汽車引擎是否為歐姆式電阻?這是個疑問
第二，歐姆定律裡的電壓與電流成正比，指的是金屬兩端的電壓，
而不是電池的電壓，這有什麼區別嗎?
當然有，因為理想電池是沒有內電阻的，
但實際上，內電阻卻會消耗電池的電壓，而使得輸出電壓降低，
而且，電流愈大，損耗在內電阻的能量就愈多，當然提供的電壓就愈少了
這也就是鉛電池要做成平板狀的原因。
科學的誤用
科學的研究常常需要把問題簡化
然後再探討各種變化
例如：在討論雨中慢步或急走時，哪一種比較容易淋濕?
我們假設人體為長方體，慢步時頂面受雨，
急走時，雨水相對斜下，側邊也會受雨，
而且急走速度越快，側邊所淋的雨就越多，
因此有人得出結論：在雨中慢步或急走所淋的雨是相同的。
但事實上則不然，相信有淋雨經驗的人都明白，
慢走所淋的雨會較多，所以常見下雨時行人快步或急走。
難道科學分析錯了嗎?
不，科學的研究只假設了最簡單的狀況，
人不是長方體，雨也不會都是垂直下落，
頭頂淋溼的感覺跟身體淋溼的感覺也不會相同，
所以實際的情況還需要更多的分析才行。
但是有人就會以未成熟的研究當結論，來廣知於民眾，
造成有些人不相信科學，
這就是典型的科學誤用啊。
然後再探討各種變化
例如：在討論雨中慢步或急走時，哪一種比較容易淋濕?
我們假設人體為長方體，慢步時頂面受雨，
急走時，雨水相對斜下，側邊也會受雨，
而且急走速度越快，側邊所淋的雨就越多，
因此有人得出結論：在雨中慢步或急走所淋的雨是相同的。
但事實上則不然，相信有淋雨經驗的人都明白，
慢走所淋的雨會較多，所以常見下雨時行人快步或急走。
難道科學分析錯了嗎?
不，科學的研究只假設了最簡單的狀況，
人不是長方體，雨也不會都是垂直下落，
頭頂淋溼的感覺跟身體淋溼的感覺也不會相同，
所以實際的情況還需要更多的分析才行。
但是有人就會以未成熟的研究當結論，來廣知於民眾，
造成有些人不相信科學，
這就是典型的科學誤用啊。
氧化鋅溶於水的酸鹼性
1. 依教師手冊70頁的內容：
“根據CRC Handbook of Chemistry and Physics ，Zn(OH)2 的Ksp(250C)約為5×10-17，可 算出1公升水可溶解約2×10-6g ZnO，故氧化鋅在水中溶解度極低…………，由於溶解度極低，pH≒7，而無法達到石蕊試紙的變色範圍，即使用pH計來檢驗也很難判斷容易為中性或弱鹼性。”
2. 由書中資料推算：
Zn(OH)2 Ksp=5×10-17， ﹝OH-﹞≒4.6×10-6 (M) ，pH≒8.6
已超過石蕊試紙的變色範圍
而Zn(OH)2 Ksp並無法直接推算ZnO溶解度，不知書上數據如何推算，若依書上數據，又假設溶於水的ZnO都成為Zn(OH)2 ，並完全解離：
ZnO 溶解度=2×10-6g/公升， ﹝OH-﹞≒5×10-8 (M) ，接近中性
3. 另外依據維基百科上查得的數據：
Zn(OH)2 Ksp(18~200C)=1.8×10-14， ﹝OH-﹞≒3.3×10-5 (M) ，pH≒9.5
石蕊試紙可變色
ZnO 溶解度=1.6×10-3g/公升， ﹝OH-﹞≒4×10-5 (M) ，pH≒9.6
石蕊試紙可變色
4. 依據實驗結果：
A. 在燃燒完的ZnO上滴水後檢驗
廣用試紙 → 迅速變藍
石蕊試紙 → 慢慢變藍
B. 將燃燒完的ZnO溶於20毫升水中再檢驗
廣用試紙 → 慢慢變藍
石蕊試紙 → 約10分鐘後變色
“根據CRC Handbook of Chemistry and Physics ，Zn(OH)2 的Ksp(250C)約為5×10-17，可 算出1公升水可溶解約2×10-6g ZnO，故氧化鋅在水中溶解度極低…………，由於溶解度極低，pH≒7，而無法達到石蕊試紙的變色範圍，即使用pH計來檢驗也很難判斷容易為中性或弱鹼性。”
2. 由書中資料推算：
Zn(OH)2 Ksp=5×10-17， ﹝OH-﹞≒4.6×10-6 (M) ，pH≒8.6
已超過石蕊試紙的變色範圍
而Zn(OH)2 Ksp並無法直接推算ZnO溶解度，不知書上數據如何推算，若依書上數據，又假設溶於水的ZnO都成為Zn(OH)2 ，並完全解離：
ZnO 溶解度=2×10-6g/公升， ﹝OH-﹞≒5×10-8 (M) ，接近中性
3. 另外依據維基百科上查得的數據：
Zn(OH)2 Ksp(18~200C)=1.8×10-14， ﹝OH-﹞≒3.3×10-5 (M) ，pH≒9.5
石蕊試紙可變色
ZnO 溶解度=1.6×10-3g/公升， ﹝OH-﹞≒4×10-5 (M) ，pH≒9.6
石蕊試紙可變色
4. 依據實驗結果：
A. 在燃燒完的ZnO上滴水後檢驗
廣用試紙 → 迅速變藍
石蕊試紙 → 慢慢變藍
B. 將燃燒完的ZnO溶於20毫升水中再檢驗
廣用試紙 → 慢慢變藍
石蕊試紙 → 約10分鐘後變色
2010年3月15日 星期一
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