初中物理课外阅读

气体膨胀做功使物体的热能减少

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【目的和要求】
  通过观察水蒸气膨胀时对软木塞做功,消耗了水蒸气的热能的现象,更进一步证实“做功可以改变物体的热能”。
【仪器和器材】
  试管、方座支架、塞子、酒精灯。
【实验方法】
  1.将少量水注入试管(管长的1/4),塞好塞子,按图2.33-1装好。

  2.用酒精给试管加热,指出观察的重点是塞子。少时,管内水沸腾,塞子被水蒸气冲开。
  3.分析上面现象得出结论:塞子被冲开是水蒸气膨胀做功消耗了水蒸气的热能的结果。“做功可以改变物体的热能。”
【注意事项】
  1.试管内装入的水量不要太多,否则,不但费时间而且不易观察到沸腾现象。当然,注入热水可以节省加热时间。
  2.管口不要正对学生,试管要固定牢靠。塞子不要塞得太紧,但也不能太松。
【参考资料】
  将少许酒精注入带侧口的锥形瓶(化学实验吸滤用的)内,塞好橡胶塞(松紧适当),连上两用气筒,如图2.33-2所示。这时瓶内既有空气,也有酒精的蒸气。

  用两用气筒向瓶内打气,指出观察的重点是瓶塞和瓶内。少时,砰的一声瓶塞被冲开,瓶内顿时出现白色的酒精雾。
  经分析得知:瓶塞被冲开是气体做了功。白雾的出现说明温度降低,热能减少,酒精蒸气凝结成雾珠。实验证明:气体膨胀做功能使物体的热能减少。
  编者提示:本小实验可辅以“热学”部分的物理实验教学,以此培养和提高学生的实验能力和素养。
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