,做功和內能的改變
此實驗中的另一個現象,往往被學生忽視。即當塞子被沖起時,在管口附近也有淡淡的霧出現。應引導學竹注意這一現象,并加以解釋。這是由于氣體膨脹對外做功時內能減少、溫度降低,從而使筒口周圍的水蒸氣凝成水珠。此現象恰好說明了:物體對外做功時,本身內能會減小。此過程中氣體的內能轉化為機械能。
通過實驗和議論,使學生進一步明確,做功能改變物體的內能。并且對物體做功時,有機械能轉化為內能,物體內能增加。物體對外做功時,有內能轉化為機械能,物體內能減少。
(四)說明
1. 壓縮空氣引火實驗難度較高,有幾個關鍵要注意:
(1) 密封性要好,主要是活塞與管壁的密封。當把活塞從管內拉出時,感到阻力比較大,且當活塞離開管口的瞬間能聽到"嘭"的響聲。這種情況可認為密封較好。實驗時應在活塞上涂少許蓖麻油,起密封和潤滑作用。
(2) 管內保持足夠的氧氣。實驗時可用尖嘴吹風球,向管內注入新鮮空氣。
(3)所用燃料燃點要低,普通棉花難于壓燃。實驗中要用硝化棉。硝化棉可以自制。取濃硝酸和濃硫酸,按體積比1∶2先后倒入燒杯內混合,使其溫度保持在30℃左右。將脫脂棉浸入混合酸內,約15分鐘左右,取出棉花用清水反復沖洗,直至沒有酸性。擠干后放在陰暗處晾干,保存時應放在密封瓶內,保持干燥。
2.氣體膨脹做功的實驗,打氣時速度不宜太快。通常打氣筒止回閥不太靈活,打氣速度就不能慢,建議在瓶塞上裝一個自行車輪胎上的氣門嘴。打氣時氣門嘴的乳膠管膨脹,能使學生觀察到進氣的現象。
3.做功改變物體內能的過程,也都有能量的轉化。課本只在"想想議議"的問題中提出能量的轉化。能從能量轉化的角度認識內能的改變,雖非本節課的重點,但能使學生有個初步的認識,有利于后面學習能量守恒定律。所以在"想想議議"的討論中,增加了能量轉化的內容。