第4集 超級變身術
我們生活四週的物質因為溫度或壓力的改變而會出現不同的變化,例如:水會變成固態的冰、液態的水以及氣態的水蒸氣;而某些物質還有更神奇的形體變化!本集節目中將由偵探團員們探索地球上各種物質的「超級變身術」。

超級變身術

PART I 魔法練習場
初級魔法:
瞬間結凍術:將瓶裝水在桌上一敲會瞬間凝結成冰?

原理:冰的形成是一種結晶過程,除溫度夠低之外,還需要有「結晶核」存在,水分子才可依附在上面結晶成冰。如果像蒸餾水或純水這種較沒有雜質,容器又乾淨平滑,而水就有可能因為缺乏結晶核,使得溫度低於0℃還無法凝結成冰,形成「過冷水」(溫度到了冰點以下,卻還不會結冰的水)。而「過冷」是一種極不穩定的狀態,因此只要稍微一振動,就會觸發整瓶水分子變為排列有序的固體狀態,也就是瞬間結冰!

進階魔法:
夢幻造雲術:將液態氮放入容器裡,然後在其中倒入熱水,液態氮會瞬間噴發,瀰漫攝影棚。

原理:液態氮(常寫為LN2),是氮氣在低溫下形成的液體形態。氮的沸點為-196°C,在正常氣壓下,溫度如果在這以下就會形成液氮。在液態氮加入熱水,會瞬間將液態的氮變為原本的氣態,而產生煙霧瀰漫的效果。

PART II 異界大對決
輕功水上漂:利用玉米粉所調製的特殊物質,摸起來像液體,但快速在上面移動,又會像固體一樣,連人都可在上面快速通過?

原理:以玉米澱粉調和成的「Oobleck」是一種「非牛頓流體」(一般我們常見的水為「牛頓流體」),而非牛頓流體的特性就是「流體的黏度會因為受到的壓力或速度而變化,壓力越大,黏度會增加,甚至成為暫時性的固體」,所以在Oobleck上快速移動可以產生輕功水上漂的錯覺!
科學小妙招
自製冰淇淋-將牛奶、鮮奶油、香草粉、蛋黃等材料混合均勻,放進小鐵罐裡密封,然後將這個密封罐放到大鐵罐,再加入冰塊、鹽、水。然後將大鐵罐也密封起來,並不斷的滾動,就可以完成了!

原理:
因為冰塊加鹽會讓溫度變得更低,使罐子裡的材料達到凝固點,而在結冰凝結的過程中,我們又不斷滾動,使凝結成細碎的冰晶混合空氣,就會具有冰淇淋的綿密口感。