核心概念
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擴散作用 -
溫度與分子
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簡介
您用彩色筆在圖畫紙上色時，有沒有發現當兩種顏色相遇時，會互相滲透呢？在教室裡，大家通常會平均地分散坐在不同地方，還是會全部擠在一起呢？雖然前者關乎化學特性，後者則屬社交互動，但其實都是擴散作用的例子。
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背景
擴散是因為物質粒子的相互運動，讓不同的物質混合在一起。擴散可以發生在任何物質之間，但在液體和氣體裡發生的，最容易被察覺得到。擴散通常指分子由高濃度往低濃度的方向移動。而移動的速度與分子的能量有關。試想想，比起在寢室，您會更快在廚房旁邊的客廳嗅到廚房美味的香氣，因為來自廚房裡的食物香味分子(高濃度)需要較長時間才能擴散到寢室的空間裡(低濃度)。您會在這個實驗中瞭解溫度如何影響食用色素與水的混合。
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- 成年人助手
- 兩個透明玻璃杯
- 冷水和熱水
- 食用色素
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實驗準備
- 把冷水注入一個玻杯內，半滿即可
- 另一個玻璃杯則注入熱水，份量同樣是一半
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步驟
- 猜猜看：食用色素在冷水和熱水裡的移動會有什麼不同呢？
- 同時把2至3滴食用色素滴進兩杯水裡去，不要攪動或混合。
- 觀察看看食用色素如何變化，它在熱水中的移動，跟在冷水裡有不同嗎？
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觀察與結果
食用色素在熱水中的混合比在冷水中要快，因為熱水裡的水分子比冷水裡的水分子擁更多能量，所以運動得更快，也讓染料更容易在熱水中混合。由於擴散是從高濃度向低濃度移動的，所以分子運動越多，它們混合在一起的速度就更快。高能量熱水的擴散模式非常重要，因為這就是我們的身體把氧氣輸送到體內所有細胞的方法。當肺部微血管中的血液缺氧時，肺部的氧氣就會從肺裡面較高濃度的地方，經過微血管，往血液中氧氣濃度較低的地方擴散，使紅血球可以帶著氧氣，利用擴散方式送到身體每個部位。
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清理
完成實驗後，請務必清理乾淨。擦去桌面上濺出的水跡。將玻璃杯裡的水倒入水槽裡，然後清洗玻璃杯。把食用色素放回原來的地方。
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探索更多
在這個實驗中，我們在熱水和冷水中添加的食用色素溫度都相同。您認為食用色素的溫度會否會影響擴散作用呢？把食用色素添加到水裡前，您能找到安全加熱或冷凍食用色素的方法嗎？您可以根據第一次實驗預測可能發生的變化嗎？
另外，請想想您在哪些地方見過擴散作用發生。例如，為什麼咖啡和茶總是用熱水沖泡呢？如果找到一個使用熱水或冷水又與擴散作用有關的例子，您可以試試用相反溫度的水進行實驗，然後觀察結果是否有差別。
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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。
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