熱學小實驗小製作
自製溫度計
溫度計之所以能測量溫度,靠的是流體遇熱時膨脹,遇冷時收縮的原理。大多數溫度計利用水銀來顯示溫度。我們用水來做一個簡單的溫度計。
在瓶中倒一杯水,並將瓶子放入盆中。在軟木塞上鑽一個孔,將玻璃管從中穿過。將軟木塞緊緊蓋住瓶口,玻璃管的一端應伸入瓶內水麵以下。
接著,將熱水淋到瓶子上。這樣瓶中的水受熱而在玻璃管中上升。再向瓶子傾倒冷水,於是水便在你自製的溫度計內往下降落。
杯中漲水了
在洗臉盆裏盛一點水,拿一隻玻璃杯倒扣在水裏,杯內杯外的水麵分不出高低,都一樣平。現在,采用兩個簡單辦法,就可以使杯內的水麵拔高一截。
拿一塊蘸過熱水的毛巾,裹在玻璃杯上,過一會兒,就會看到有氣泡溢出水麵,等氣泡不再外溢,把熱毛巾拿走。過一會兒,杯內的水麵就會上升,也就是被拔高了。
還有一個辦法,用瓶子夾著一小團棉花,沾一點酒精,把酒精點燃,用另一隻手倒拿下玻璃杯,用點燃的棉球,烘一烘杯內的空氣,再迅速地把杯子倒扣在清水裏,杯內的水麵也會拔高。
這兩種辦法都是先把玻璃杯內的空氣加熱,使杯內空氣膨脹密度變小。這時將杯子扣在水中,等到杯子冷卻以後,杯內空氣的溫度降低,杯內空氣的壓強縮小,在杯外大氣壓強的作用下,杯內的水麵就要升高。
水下的燃燒
把蠟燭底部烤化,粘在一個大燒杯中底部的中央,向杯中注入涼水,溫度越低越好,直到與蠟燭邊緣向平為止。點燃蠟燭,由於水從那裏吸走了熱量,使外層的蠟燭達不到熔點,因而不能融化,形成了個蠟製的管子,把火焰保護起來,這樣火焰就逐漸跑到水麵以下去了。
點不著的紙
將紙條緊緊繞在銅棒上,用火柴去點銅棒上的紙。這時棒上的紙無論怎樣也點不著。假如在銅棒的一端留一截紙,則這一段可以點燃,當燒到緊貼在棒上的紙時也會熄滅。
原來這是因為銅棒是熱的良導體,它能將其吸收的熱量很快的傳向其他部分,紙是熱的不良導體,用火柴點燃棒上的紙時火柴燃燒放出的熱量絕大部分被銅棒吸收並傳向銅棒的另一端,而紙的溫度始終達不到燃點。
安全燈原理
把一小塊鐵窗紗放在蠟燭的火焰上。你會馬上看到,火焰隻在窗紗的網眼下麵搖晃,絕不會透過網眼去。把窗紗抬高一點,或降低一點,火焰總是被“壓”在窗紗下麵。動手做做這個實驗。
實驗原理如下:
窗紗是鐵的,鐵的傳熱性能很好,放在蠟燭的火焰上,火焰的熱很快被傳走,使得窗紗上麵的蠟燭蒸汽達不到可以燃燒的溫度,火就熄滅了。
在電池發明以前,礦工下井挖煤都是點普通的油燈照明,但很容易點燃坑道中的煤氣,發生瓦斯爆炸事故。後來,人們在燈的外麵罩一個金屬網罩,照明燈的火焰也就再也不會冒出罩外,不能點燃外麵的瓦斯氣體。這種燈叫做安全燈。
切不開的冰塊
在一根長約20厘米的細金線的兩端,各縛一支鉛筆。拿一塊冰,放在一隻瓶子或一塊木頭的頂上,然後用雙手拿著鉛筆,把金屬絲放在冰的中間,再用力向下壓,切割冰塊大約1分鍾後,金屬絲會全部通過冰塊。但是冰塊仍舊是完整的,好像沒有被切割過一樣。
這是為什麼呢?原來,金屬絲的壓力使和它接觸的那部分冰融化,這部分冰在融化過程中必須從它周圍的冰塊中吸一收熱量。當金屬絲通過後,由於周圍的冰溫度仍舊比較低,所以切割時化成的水又重新結成冰了。