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氨气是一种重要的化学物质，分子式为NH₃。它具有三角锥形的分子结构，氮原子位于顶端，三个氢原子构成底面。氨气是极性分子，密度比空气小，约为0.77克每升，而空气密度为1.29克每升。氨气最重要的性质是极易溶于水，这是喷泉实验能够成功的关键因素。
氨气能够极易溶于水的原因在于其独特的溶解机理。首先，氨分子作为极性分子，能够与水分子通过氢键相互作用。氨分子中的氮原子具有孤对电子，可以与水分子中的氢原子形成氢键。更重要的是，氨气与水发生化学反应，生成铵离子和氢氧根离子。这个反应使得氨气的溶解度极大，在标准条件下，一体积水能溶解约700体积的氨气。
喷泉实验需要精心设计的装置。主要包括一个装满氨气的圆底烧瓶，通过导管连接到水槽中。烧瓶必须完全密封，确保氨气不会泄漏。导管的一端深入水中，另一端连接烧瓶。实验开始前，需要用滴管向烧瓶中滴入少量水，这是触发喷泉现象的关键步骤。整个装置的密封性和导管的位置都会影响实验效果。
喷泉实验的核心原理是压强差。当水滴接触氨气时，氨气迅速溶解，导致烧瓶内气体分子数量急剧减少，压强从1个大气压快速下降到接近0。此时烧瓶内外形成巨大的压强差，外界大气压强推动水柱沿导管上升，最终从烧瓶口喷出形成美丽的喷泉。压强差越大，喷泉效果越明显。
现在让我们观察完整的喷泉实验过程。首先用滴管向装满氨气的烧瓶中滴入几滴水。水滴一接触氨气就立即发生溶解反应，烧瓶内压强迅速下降。随着压强差的形成，大气压推动水槽中的水沿导管快速上升，最终从烧瓶口喷出，形成壮观的喷泉现象。整个过程展现了气体溶解度、压强变化和流体力学的完美结合。