蒸汽炮是一種利用蒸汽壓力發(fā)射彈丸的武器,它的設(shè)計(jì)可以追溯到古希臘數(shù)學(xué)家阿基米德,他為了守衛(wèi)敘拉古城邦而發(fā)明了這種戰(zhàn)具。
阿基米德的蒸汽炮主要由一根一端封閉、另一端開口的金屬管構(gòu)成,里面裝填彈丸。通過加熱管子并注入水,讓水在高溫下迅速汽化膨脹,從而將彈丸射出。然而,這種設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中效果并不理想,現(xiàn)代人的實(shí)驗(yàn)證明了它無法用于實(shí)戰(zhàn)。
我們能否再現(xiàn)阿基米德蒸汽炮的效果呢?
實(shí)驗(yàn)材料
30%過氧化氫溶液、高錳酸鉀固體、250 mL錐形瓶、藥匙
實(shí)驗(yàn)步驟
1.往錐形瓶中加入50 mL 30%過氧化氫溶液;
2.用藥匙取5 g高錳酸鉀固體;
3.往裝有過氧化氫溶液的錐形瓶中加入高錳酸鉀固體,如圖1。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及原理
高錳酸鉀和過氧化氫反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量氧氣,同時(shí)釋放熱量,氣體帶著水蒸氣沖出錐形瓶,產(chǎn)生“蒸汽炮”的效果,如圖2。
注意:該實(shí)驗(yàn)須在老師指導(dǎo)下進(jìn)行,并做好防護(hù)。
科學(xué)大視野
過氧化氫是一種具有強(qiáng)氧化性的無色透明液體,其化學(xué)式為H2O2,俗稱雙氧水。
過氧化氫的物理性質(zhì)表現(xiàn)為無色、有輕微刺激性氣味且透明,純過氧化氫則為淡藍(lán)色黏稠液體。3%過氧化氫溶液可作為氧化性消毒劑,遇有機(jī)物可在過氧化氫酶的作用下分解產(chǎn)生氧氣,從而起到殺菌、除臭、去污、止血的作用。它還可破壞破傷風(fēng)桿菌繁殖生長的厭氧環(huán)境,進(jìn)而預(yù)防破傷風(fēng),亦適用于外耳道炎、扁桃體炎等的消炎或清潔。
(欄目編輯" 田春憶" 秦銀銀)
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2025年1期