一个简单易做效果明显的实验

戴同兰+李虎

1 前言

苏科版物理9年级上册P50活动12.7“观察点火爆炸现象——将内能转化为机械能”的实验中，使用电子式火花发生器点燃酒精，由酒精燃烧生成的高温高压的燃气对塑料盒盖做功，如图1所示，说明内能可以转化为机械能。

2 原实验不足之处

该实验的实验器材较难准备，而且实验有一定的危险性，所以绝大多数教师上课时都不做这个实验，而是用改进实验来代替，如图2所示。向一个大口径的厚玻璃瓶中注入少量水，用带有导管的橡皮塞将瓶子塞紧，通过塞子上的导管往瓶子里打气，结果发现当塞子从瓶口跳起来时，瓶口出现“白气”。产生该现象的原因是：瓶中气体对塞子做功，气体内能减小，温度降低，瓶中水蒸气液化成小水珠浮在空气中，这就是实验中看到的“白气”。该实验同样能说明内能可以转化为机械能。该实验器材易找，且该实验存在的缺陷是：若瓶塞塞得太紧，往瓶里打气打得太多，瓶塞跳起程度较大，易打到瓶子或桌子上（瓶塞上有一段是玻璃的）发生危险。若瓶塞塞得不紧，往瓶子里面打少量的气，瓶塞就跳起，现象又不明显。

如图2所示为新人教版物理9年级上册P9的演示实验。在烧瓶（或可乐瓶）内盛少量水，往瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。在上述实验中，通过什么途径改变了玻璃筒和烧瓶内空气的内能？

瓶内水面上方存在着无色透明的水蒸气，当塞子跳起来时，可以看到瓶内出现白雾，说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小。

上面两个演示实验基本上是教师做，学生看。虽然学生看得有趣，但只是走马观花的看，印象不太深。而且这两个演示实验都存在一定的安全隐患。笔者经过对比并实际操作，对该实验做了如下改进。

3 改进实验

取一空矿泉水瓶，往里面倒少量水，晃动几下后倒掉，用塞子塞紧，然后在瓶子的中间用力弯曲一下，再两手向相反方向旋转，使瓶内气体压缩，当旋转到不能再转动时，将瓶盖对着墙壁（或背对人），使瓶盖略为松动一下，然后再用力一挤，此时瓶塞跳出去很远（若打到墙上，会发出“叭”的一声），同时看到瓶口冒出很多白气（瓶内也是雾气腾腾），且持续时间较长。

4 小结

改进后的实验，器材易找，操作简单，现象明显，可以变演示实验为学生实验，使每个学生都能积极参与，亲自动手操作。不仅能加深学生对实验现象本身的记忆和知识的理解，而且还能调动学生探究问题的欲望，激发学生的创新精神。endprint