同學們

有沒有將抹布洗好擰乾後

隔天抹布還是沒乾的經驗呢？

如果沒有將抹布攤開晾起來

隔天很容易還是濕的

因為整團的抹布很難完全乾燥

雖然水都會乾

但整團抹布和攤開的抹布還是有差別

抹布揉成一團的話

就只有表面的水才容易蒸發

裡面的水不容易蒸發出來

如果把抹布攤開晾起來

那所有的水都容易蒸發了

就像衣服洗好也要晾起來

如果把衣服整堆丟在那邊

就會很難乾

讓我們來複習先前學到的觀念

立方體表面積的計算

若邊長為l的立方體

每個面的面積為l的平方

六個面的總面積為6l平方

也就是立方體的表面積

如果把大顆粒切小

總表面積會增加

以立方體為例

一個邊長2公分的大立方體

表面積為6乘2乘2

等於24平方公分

如果把大立方體每邊切為2等分

則可以切成8個小立方體

也就是切為邊長1公分的小立方體

每一個小立方體的表面積為6乘1乘1

等於6平方公分

則8個小立方體的總表面積

為48平方公分

恰為大立方體的2倍！

於是我們可以得到一個結論

若將大立方體每邊切為n等分

則總表面積會增為n倍

在「碰撞學說」這個單元中

我們曾經學過

化學反應的發生

需要參與反應的各粒子互相碰撞

在非勻相的反應中

例如固體與氣體反應

或者固體與水溶液反應時

接觸面積會影響反應物粒子間的碰撞頻率

也就會影響反應速率

如果固體反應物的接觸面積越大

那麼受到其他

反應物粒子的碰撞機率也越高

反應速率自然就會越快

以鋅金屬投入鹽酸中

產生氫氣的反應為例

將邊長2公分的大鋅塊

和切成邊長1公分的8個小鋅塊

投入鹽酸中

後者反應速率會明顯提升

因為鋅塊的總表面積增為2倍

受到鹽酸溶液中

氫離子碰撞的機會變得更大

如果把固體反應物磨成粉

那反應速率更是快得不得了！

在生活中也有接觸面積的應用

例如在童軍課時

老師教同學削火媒棒

就是為了增加木頭與空氣的接觸面積

使木棒更容易被點燃

而用木炭升火時

小塊的木炭比大塊的木炭容易點燃

還有把糖溶在水中時

細砂糖比大塊的冰糖更快溶解

或者是家裡拜拜時

你曾幫忙燒紙錢嗎？

紙錢買來都是一捆一捆的

燒紙錢的時候

要分散一張張地丟進火爐裡

才容易燒起來

如果把一整疊

或一整捆的紙錢丟進火裡

會怎麼樣呢？

除非火很大

不然一整疊的紙

也很不容易燒起來喔！

因為一整疊紙

總接觸面積小

若把紙一張張分開

總接觸面積會增大很多很多

同學們有在電視上看過

玉米粉塵爆燃的新聞嗎？

當時2015年的臺灣北部地區

玉米粉爆炸事件死傷近500人

震撼了全世界

在此事件發生之前

大多數人對於粉塵爆炸的認知極少

並不瞭解玉米粉可能爆燃的危險

其實只要粒徑小於100微米的可燃物

散布在空氣中並遇到火源

就可能產生粉塵爆炸

過去在各地

都曾經發生過各種粉末的塵爆

如穀倉的穀殼粉

麵粉工廠的麵粉

煤礦坑的碳粉

糖廠的糖粉

金屬加工廠的鐵粉

鋁粉、鋁鎂合金粉等等

粉體是否容易引燃

是由它的最低發火能量決定

如果其值小於30毫焦耳時

就很可能因為粉體輸送時

產生的靜電而引爆

甚至不需要火源

例如2001年某公司

員工把MBS塑膠粉

倒進攪拌槽的過程中

因MBS粉體

摩擦PP材質的包裝袋

而攜帶大量靜電

當MBS觸及鐵質人孔蓋時

就會產生放電

進而引發塵爆

這一類塵爆的預防方法

就是在入料口提高溼度

以及用輸送帶輸送物料

減少入料速度

另外也需要注意奈米粉塵爆炸

因為奈米粒子具有較大的表面積

使得化學活性較高

所以燃燒爆炸的機率也大

且奈米金屬最低發火能量小於1毫焦耳

極易受靜電引燃

相當危險

使用固定質量的碳酸鈣

與固定濃度的過量鹽酸充分反應

並在反應過程中

測量產生的二氧化碳體積

實驗1使用塊狀碳酸鈣

而實驗2使用碳酸鈣粉末

若以收集到二氧化碳的體積

對反應時間作圖

下列何者最可能是實驗的結果？

最後

我們來整理一下今天學到的重點吧！

1.非均勻相的反應速率

會受到接觸面積的影響

接觸面積愈大

反應速率愈快

2.立方體每邊n等分後

總表面積會變為原本的n倍

除了剛才講過的例子之外

你還有沒有想到其他

「接觸面積會影響反應速率」的例子呢？

歡迎與我們分享喔！

下次見！