科學探究:膠樽肺模型
【明報專訊】我們用肺這個器官來換氣,肺在身體裏,我們難以觀察換氣過程。不過,只要運用科學原理,用簡單材料製作膠樽肺模型,便可呈現換氣機理,現在齊來做生物學家吧!
文、圖:劉子健
全國十佳優秀科技輔導員、聖公會基孝中學科學及科技學習領域、STEM及電子學習、綜合科學及生物科主任
■實驗材料
膠樽
橡皮圈
飲管
水
氣球……2個
泥膠
剪刀
毛巾
膠紙
膠盤
■製作步驟
1. 剪開膠樽身,用膠紙包好膠樽邊位(圖二)
2. 把氣球剪開一半,把氣球膜反轉及套在膠樽,用膠紙封好(圖三)
3. 另一個氣球套上飲管,用橡皮圈固定(圖四)
4. 用飲管吹脹氣球,然後放走空氣,重複至少3次
5. 參考膠樽的高度,在飲管的相應高度上黏貼泥膠(圖五)
6. 把水注滿膠樽,檢查水沒有滲漏,放在膠盤上
7. 把飲管裝置放入膠樽,用飲管吹脹氣球,同時用飲管的黏貼泥膠把膠樽口封好
8. 剪短飲管,用毛巾沫乾淨整個裝置,完成!
■實驗做法
用手指把氣球膜按入膠樽,然後放開手指,觀察內裏氣球變化。
■製作及玩法,去片:
■STEM挑戰
1. 使用不同大小的膠樽及氣球,觀察哪一材料製作效果最好。
2. 人體的肺部分左右,可嘗試製作模仿模型。(圖六)
■科學原理
當你呼氣時,橫膈模肌肉放鬆,橫膈模回復拱形,這如同你用手指把氣球膜按入膠樽時,氣球膜如同橫膈模形成拱形,膠樽裏的空間便會減少,內裏的水便會壓向氣球令它體積縮少,這使氣球內的空氣壓力高於大氣壓力,空氣便由氣球裏沿着飲管離開,這如同肺的呼氣;但當橫膈模拉平,即不把氣球膜按入膠樽,大氣中的空氣便進回氣球裏,氣球會膨脹起來,這即是吸氣的動作!
科學模型有助大家掌握科學原理及運作,所以大家可在學習其他科學知識時,可尋找相關的科學模型協助學習!
[常識學堂 第107期]