科學魔法王：醬料包水中舞
[2017.01.09] 發表
【明報專訊】魔法師可以操控醬料包在水中上下舞動，當中用了什麼方法呢？
原來只需用力擠壓膠瓶，並間歇性地將手放開，水中的醬料包就會不停上下舞動了。你想知道當中的科學原理嗎？
文、圖：順利天主教中學化學及數學科教師、香港數理教育學會及香港科學創意學會理事 李偉瀚
■材料
膠瓶 1個
食鹽
小匙羹 1個
醬料包 1包
自來水
■施展魔法步驟
1. 在膠瓶注入自來水，至大約八成滿。
2. 將醬料包放入水中，並觀察醬料包是浮於水面還是沉於水底。
3. 如果醬料包沉於水底，便加鹽到膠瓶內，並搖勻，讓食鹽溶解，直至醬料包浮於水面。
4. 用手掌擠壓膠瓶，醬料包便會向下沉。相反，當手放開時，醬料包又會浮上水面。
重複擠壓瓶子及放開手的動作，醬料包便會在水中上下舞動，效果神奇，觀眾必歎為觀止。
■魔法小貼士
1. 示範時用上番茄醬包施展魔法，你也可以用壽司店提供的魚形醬油包取代
2. 在施展魔法時，你可以在擠壓膠瓶及放開手期間念念有詞，例如分別喊着「沉下去」及「浮起來」，會令表演氣氛更佳
■科學原理
醬料包中含有空氣，所以它會在水中或鹽水中浮起。在水中加入食鹽的目的是要增加水的密度(density)，讓醬料包浮於水面。
當手掌擠壓膠瓶時，瓶子會凹陷，其壓力會透過水傳到醬料包上，讓內裏的空氣受到壓力(pressure)而令體積變小，這情况在物理學上稱為帕斯卡原理(Pascal's principle)。
因為醬料包內空氣的體積縮小了，該分量的浮力(upthrust)會相應變小，醬料包因而變重，於是往下沉。當手放開時，醬料包內的空氣體積會增加，恢復原來的狀况。於是，醬料包便浮上水面了。
■科學探究
你可以嘗試將不同種類的醬料包投入水中，觀察其舞動效果，從而推斷其空氣分量。
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