核心概念
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化學 -
內聚力 -
附著力 -
表面張力
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簡介
也許你有注意到水珠總會靠向另一顆水珠然後變成一顆越來越大的珠子，例如窗戶上的雨滴。也或許你曾經看過小蟲子站在水滴上面。牠們是怎麼辦到的呢？這全都跟水的一種特性有關，它叫做水表面張力。 在今天的水的表面張力實驗中，我們就要來探索它是一種多麽厲害的力量！
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背景
水的表面張力解釋了為什麼小昆蟲可以在水上行走，以及為什麼水滴會變成球狀。這都和水分子喜歡附著在彼此身上有關。
一個水分子是由一個氧原子和兩個氫原子組成的。這些原子透過共享的電子進行連接。由於氫原子和氧原子連接的力量，水分子總是有一面正、一面負。這導致一個分子的負電荷會吸引另一個分子的正電荷。 因此，水分子們彼此互相推擠然後形成了某種排列方式。這種平衡是在所有正極和負極分子相互平衡的時候才會有的。在一滴水裡面，這些力量向四面八方拉動。但是在水的表面上卻會發生一些不同的事。 在水珠的邊緣＆表面的水會進行排列，使表面的水分子互相拉扯。這種拉扯產生了一層薄薄的表層水分子，它們互相連接在一起，形成了我們在這個實驗中看到的水的表面張力。
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- 成年人助手
- 眼藥水瓶（或滴管）
- 小硬幣
- 一杯水
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實驗準備
- 裝半杯水
- 拿出一個眼藥水空瓶
- 捏緊瓶身不放，然後讓瓶口恰好浸在水裡，把捏著的手鬆開以後就可以看到水被吸進瓶子裡面
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步驟
- 把銅板的人頭面朝上，放置在面前的桌子上
- 猜猜看，總共可以滴幾滴水在銅板上？
- 試試看，小心的把水一滴一滴從眼藥水瓶擠到銅板上。記得邊滴邊數你滴了幾滴。結果是比你猜的更多，還是比較少？
- 再試一次，把銅板擦乾然後再來一次。你認為這次可以滴更多、更少水或是跟上次差不多呢？
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結果與觀察
是什麼讓我們能在銅板上擠出那麼大的圓滾滾水珠？水有很強的表面張力，發生這種情況是因為水分子們會黏在一起，而這種特性被稱為內聚力。水也會黏在其他東西上，像銅板。這種特性被稱為附著力。是什麼導致水珠的圓頂最後垮掉了？是地球的重力！在實驗期間，重力會拉扯水滴，試圖把水往桌子方向拉。當水珠變得太重時，重力就讓水珠垮掉了。這表示重力拉動水的力量大於水的內聚力。這可以幫助我們理解為什麼小蟲子可以站在水面上。因為重力拉動小蟲子的力量小於水分子互相黏附的力量，所以牠們可以站在水面上而不破壞水的表面張力。
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清理
做完實驗之後記得清理乾淨。把液體倒進水槽裡然後開啟水龍頭沖掉，把工具們洗乾淨之後放回它們原本在的地方。
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探索更多
這個實驗有很多的延伸思考，能讓你更理解表面張力。你認為所有的液體都有相同的表面張力嗎？如果你嘗試用牛奶、柳橙汁或植物油來做實驗呢？這樣會得到同樣的結果嗎？如果你在水裡面加料，會改變水的表面張力嗎？試著在水中加入肥皂或鹽巴，看看這樣會不會影響你的結果。
- 水的溫度會有影響嗎？用熱水和冷水試試看。
- 當你把小小的肥皂塊輕放到水裡時會怎麼樣？
- 液體的類型有關係嗎？試試不同的液體，例如油、牛奶或果汁。
- 你還可以改變哪些東西來影響實驗呢？
記住：一次只改變一個變因，這樣你才能更容易理解是什麼讓你的結果會不一樣。
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安全第一與成人監督
- 請小心按照實驗說明進行操作。
- 每個實驗應有負責監護的成年人協助。
- 儘管在家裡進行科學實驗是令人興奮的學習和實踐科學的方法，但必須注意，有些實驗可能要求參與者採取額外的安全措施，以及／或者會把地方弄得髒亂。
- 成年人應負責或協助處理可能有危險的材料或尖銳物品。
- 在進行實驗前，成年人應檢視實驗內容，並決定學童的年齡是否適合參與該項活動。
