一個簡單易做效果明顯的實驗

戴同蘭+李虎

1 前言

蘇科版物理9年級上冊P50活動12.7“觀察點火爆炸現象——將內能轉化為機械能”的實驗中，使用電子式火花發生器點燃酒精，由酒精燃燒生成的高溫高壓的燃氣對塑料盒蓋做功，如圖1所示，說明內能可以轉化為機械能。

2 原實驗不足之處

該實驗的實驗器材較難準備，而且實驗有一定的危險性，所以絕大多數教師上課時都不做這個實驗，而是用改進實驗來代替，如圖2所示。向一個大口徑的厚玻璃瓶中注入少量水，用帶有導管的橡皮塞將瓶子塞緊，通過塞子上的導管往瓶子里打氣，結果發現當塞子從瓶口跳起來時，瓶口出現“白氣”。產生該現象的原因是：瓶中氣體對塞子做功，氣體內能減小，溫度降低，瓶中水蒸氣液化成小水珠浮在空氣中，這就是實驗中看到的“白氣”。該實驗同樣能說明內能可以轉化為機械能。該實驗器材易找，且該實驗存在的缺陷是：若瓶塞塞得太緊，往瓶里打氣打得太多，瓶塞跳起程度較大，易打到瓶子或桌子上（瓶塞上有一段是玻璃的）發生危險。若瓶塞塞得不緊，往瓶子里面打少量的氣，瓶塞就跳起，現象又不明顯。

如圖2所示為新人教版物理9年級上冊P9的演示實驗。在燒瓶（或可樂瓶）內盛少量水，往瓶內打氣，當瓶塞跳出時，觀察瓶內的變化。在上述實驗中，通過什么途徑改變了玻璃筒和燒瓶內空氣的內能？

瓶內水面上方存在著無色透明的水蒸氣，當塞子跳起來時，可以看到瓶內出現白霧，說明水蒸氣液化成了可以看到的小水滴。在這個過程中，氣體膨脹對外做功，溫度降低，內能減小。

上面兩個演示實驗基本上是教師做，學生看。雖然學生看得有趣，但只是走馬觀花的看，印象不太深。而且這兩個演示實驗都存在一定的安全隱患。筆者經過對比并實際操作，對該實驗做了如下改進。

3 改進實驗

取一空礦泉水瓶，往里面倒少量水，晃動幾下后倒掉，用塞子塞緊，然后在瓶子的中間用力彎曲一下，再兩手向相反方向旋轉，使瓶內氣體壓縮，當旋轉到不能再轉動時，將瓶蓋對著墻壁（或背對人），使瓶蓋略為松動一下，然后再用力一擠，此時瓶塞跳出去很遠（若打到墻上，會發出“叭”的一聲），同時看到瓶口冒出很多白氣（瓶內也是霧氣騰騰），且持續時間較長。

4 小結

改進后的實驗，器材易找，操作簡單，現象明顯，可以變演示實驗為學生實驗，使每個學生都能積極參與，親自動手操作。不僅能加深學生對實驗現象本身的記憶和知識的理解，而且還能調動學生探究問題的欲望，激發學生的創新精神。endprint