下面内容是证明空气存在的多种实验技巧及现象,涵盖物理、化学及日常观察等多个角度:
一、物理实验法:空气占据空间与压力现象
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倒扣水杯实验
- 技巧:将干燥纸团塞入玻璃杯底部,倒扣入水槽后水无法进入杯内(空气占据空间),倾斜杯子时气泡冒出,纸团浸湿。
- 原理:空气占据杯内空间阻止水进入,倾斜后空气逸出,水填补空隙。
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塑料袋捕捉空气
- 技巧:撑开塑料袋后迅速扎紧袋口,挤压时能感受到压力;将其浸入水中并扎孔,气泡逸出证明内部存在空气。
- 延伸实验:将装有空气的塑料袋放入倒置水杯口,空气进入杯内并排出水(占据空间可视化)。
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注射器实验
- 技巧:用注射器抽取空气后浸入水中推压,水中出现气泡;或抽拉活塞时观察到空气流动。
- 关联现象:吸管吸水时,空气压力将水压入管中。
二、压力与流动现象验证
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气压实验
- 水杯倒置不流水:装满水的杯子倒置后,大气压力托住水使其不流出(需杯口平整)。
- 真空对比实验:抽真空钟罩内声音消失(空气是声音传播介质),或物体在真空中漂浮(空气浮力消失)。
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气球与风车实验
- 气球充气:充气后气球膨胀,松手后空气喷出产生反影响力。
- 风车转动或头发飘动:空气流动形成风,驱动风车或吹动头发。
三、燃烧与化学反应法
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蜡烛燃烧实验
- 技巧:点燃蜡烛后罩上玻璃杯,火焰逐渐熄灭(消耗氧气);若杯内预先装水,燃烧后水位上升证明氧气占比约21%。
- 延伸实验:将燃烧的木条插入“空”瓶,火焰持续证明氧气存在。
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二氧化碳检测
- 澄清石灰水变浑浊:向“空”瓶倒入石灰水并振荡,浑浊现象证明空气中含二氧化碳。
四、日常现象与历史实验
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天然现象观察
- 露珠与冰箱水珠:冷饮瓶外壁结露、酥脆饼干受潮变软,均因空气中水蒸气冷凝。
- 飞行器依赖空气:飞机、风筝需空气阻力与浮力才能飞行。
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历史经典实验
- 伽利略称重空气:称量充气玻璃球后释放空气,重量减轻证明空气有质量。
- 拉瓦锡燃烧研究:通过金属煅烧增重发现氧气存在,推翻燃素说。
空气的存在可通过占据空间(倒扣水杯)、压力现象(注射器、气球)、燃烧需求(蜡烛熄灭)及天然观察(风、露珠)等多角度验证。这些实验既适合课堂演示(如的家庭实验),也可结合科学史深化领会(如的氧气发现历程)。如需更完整实验步骤,可参考相关来源。