核心概念
化學反應
物理學
重力
火箭
推力
加壓
引言
你有沒有驚歎於煙花、玩具火箭或真正的宇宙飛船如何發射到空中？這可能是一件令人驚歎的事情。看到物體克服地球引力升空真是令人興奮。發射航天器所需的強大推力來自其火箭中的化學反應。這意味著每次你看到航天器發射時，你都在觀看化學在起作用。在這個活動中，你將使用兩種簡單的家用成分：小蘇打和醋，將物體發射到空中。研究如何混合這些化學物質以獲得最佳升力，然後在今年的獨立日，你可以給你的家人帶來一場自制的、挑戰重力的表演！
背景
航天器是如何升空並進入太空的？簡單的答案是它有火箭發動機來推進它。火箭依靠燃燒來提供航天器克服重力並進入軌道所需的推力。燃燒是燃料（例如，噴氣燃料）和氧化劑（例如氧氣）之間快速的放熱化學反應，其中燃料燃燒併產生熱量。通常燃料是有機化合物（含有氫和碳，有時含有金屬和/或其他成分）。在化學反應過程中，會產生新的化合物。這些被稱為廢氣。火箭以高壓從底部排出熱廢氣，從而將航天器向上推。
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在這個活動中，您將不會使用火箭燃料，而是使用小蘇打（碳酸氫鈉）和醋（醋酸）來進行不同型別的化學反應，從而發射由膠片罐製成的小型火箭。該反應產生水和二氧化碳（將以氣泡的形式出現）。您將利用二氧化碳氣體在密封的膠片罐中產生的壓力來發射火箭。
材料
• 帶蓋子和密封的塑膠膠片罐。富士或柯達罐應該可以。
• 小蘇打
• 量匙
• 蠟紙或碗
• 勺子
• 水
• 醋
• 至少距離建築物兩米的開放室外區域。最好有一個堅硬、平坦的表面，例如鋪砌的露臺或車道。
• 安全護目鏡
• 抹布或紙巾
• 可選：彩色紙、透明膠帶、貼紙和剪刀
• 可選：一位觀看的助手、一位拍攝影片的助手或帶有三腳架的攝像機
準備
• 如果您願意，可以裝飾您的膠片罐火箭。您可以將一張彩色紙包裹在罐子上，並剪下紙張，使其剛好覆蓋火箭的側面（但不要高於或低於側面）。將紙張均勻地包裹在罐子上後，用膠帶固定。您可以新增其他平面裝飾，例如貼紙或圖紙。確保仍然容易蓋上蓋子。
• 請記住，當您發射膠片罐火箭時，請務必佩戴眼睛防護裝置並小心謹慎！
步驟
• 將一茶匙 (tsp.) 的小蘇打放在蠟紙或碗上。向小蘇打中加入八分之一茶匙的水，並充分混合。如果您使用的是蠟紙，您可以小心地使用蠟紙將潮溼的小蘇打摺疊到自身上，以幫助混合水。
• 將膠片罐的蓋子倒置，並將凹陷的內部裝滿潮溼的小蘇打。（不要將小蘇打放在罐子卡在蓋子上的邊緣附近。）將其緊緊地裝好。將蓋子暫時再次正面朝上。潮溼的小蘇打是否留在原位？如果它留在原位，請繼續準備醋。如果它掉出來，則向小蘇打中新增少量水並將其混合，但儘量新增儘可能少的水。小蘇打不需要長時間保持裝在蓋子中。
• 每次向罐中加入一茶匙的醋，將其幾乎裝滿。您需要儘可能多地向罐中新增醋，只需足以在您稍後將蓋子卡在罐子上時防止醋和小蘇打接觸即可。根據罐子的不同，這可能是大約五茶匙的醋。你用了多少醋？
• 到室外距離建築物至少六英尺的開放區域。如果您想拍攝反應的影片，請設定攝像機，使其取景器中包含您將發射罐式火箭的位置以及至少一棟建築物的第一層樓，然後開始影片。（或者，您可以請助手觀察反應，以幫助您弄清楚罐子的高度。）
• 戴上您的安全護目鏡。蹲在堅硬、平坦的地面附近，然後快速地將蓋子卡在罐子上以將其密封。立即將罐子翻過來，使蓋子朝下，然後迅速走開。等待化學反應發生。發生需要多長時間？當蓋子彈出時，火箭應該發射。罐子飛多高？
• 提示：如果火箭沒有發射，則蓋子可能沒有密封得足夠緊。（如果發生這種情況，您可能只會看到許多泡沫從罐子中冒出。）火箭可能由於其他一些明顯原因（例如沒有足夠快地密封蓋子）而沒有正常發射。如果它沒有正確發射，請嘗試再次準備併發射罐式火箭。您可能需要一些練習才能習慣發射火箭。
• 發射後，小心地用水沖洗蓋子和罐子，然後擦乾。如果您的罐子被彩色紙覆蓋，請確保它不會太溼。
• 像以前一樣準備潮溼的小蘇打和醋，但這次使用的醋量比原來的一半多一點。例如，如果您使用了五茶匙的醋，則這次使用三茶匙。（仍然使用一茶匙的小蘇打。）
• 再次到戶外，戴上安全護目鏡併發射您新準備的罐式火箭。發射所花費的時間比第一個火箭長、短還是差不多？它的距離比第一個火箭高、短還是差不多？
• 最後，用水沖洗蓋子和罐子，擦乾它們，然後像以前一樣準備它們，但這次使用一茶匙的醋（或大約您最初使用量的五分之一）。戴上安全護目鏡，到室外併發射罐式火箭。與其他兩次發射相比，發射需要多長時間？與其他兩次相比，罐子飛多高？
• 如果您不確定任何結果，可以嘗試重複它們（使用相同量的小蘇打和醋）。
• 哪種醋量導致發射高度最高？您認為這是為什麼？
• 額外：您可以嘗試進一步改變醋的量，看看這如何影響火箭的發射，例如使用一、二、三茶匙等醋。（您還可以重複測試過的相同條件，看看結果是否一致。）改變罐中醋的量如何改變它的發射方式？
• 額外：您還可以嘗試改變小蘇打的量（保持醋的量不變），看看這如何影響罐子的發射。例如，您可以嘗試比較一、四分之三、二分之一和四分之一茶匙的小蘇打。（調整並使用足夠的水使小蘇打粘在蓋子的凹陷處。）改變蓋子中小蘇打的量如何影響罐子的發射？
• 額外：在您的火箭上新增一個錐體和鰭片（例如用彩色紙製作），然後使用您發現的最佳條件再次發射它。新增這些元件如何影響罐子的發射？觀察和結果
使用最少量醋的發射是否導致了最高的發射高度？它是否也需要最長的發射時間？
當小蘇打和醋混合在一起時，反應會產生水和二氧化碳氣體。在密封的膠片罐中，二氧化碳氣體不斷積聚，直到所有密封氣體的壓力導致罐子彈出。然後，加壓的二氧化碳透過開放的底部迅速逃離罐子。這就是化學反應為罐子提供發射所需的推力的方式。您可能已經注意到，當使用最少量的醋時，發射時間比使用更多醋時要長一些。因為罐子中的醋較少，所以二氧化碳氣體有更多的空間來填充。從反應中產生更多的二氧化碳需要更長的時間，因此需要更多二氧化碳來填充這個更大的空間，並積聚足夠的壓力來像以前一樣彈出蓋子。總體而言，當使用最少量的醋時，更多的二氧化碳可以填充罐子，並且應該看到更高的發射高度（可能約為 15 英尺，而當罐子幾乎裝滿醋時，約為 6 英尺）。
清理
如果您在混凝土表面上發射火箭，請在完成發射後用一些水噴灑表面。
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小蘇打和醋的反應和演示，來自 apple-cider-vinegar-benefits.com
火箭學：小蘇打 + 醋 = 發射！，來自科學夥伴
此活動由與 科學夥伴合作推出