做功改變內能實驗的改進

摘要：本文作者結合自身教學實踐介紹了做功改變內能實驗自制教具的制作及使用方法。

關鍵詞：做功；內能；氣門芯；溫度計；放大鏡；

中圖分類號：G63317 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148(2012)1(S)-0016-2

日常教學中，對于上海科學技術出版社9年級物理第十四章第一節《認識內能》中的做功改變物體內能的實驗，教師大多會利用壓燃器壓縮蘸有乙醚的棉花球(若無乙醚也可用火柴頭部的紅磷粉末代替)，如圖1所示：

用力把活塞向下壓。蘸有乙醚的棉花球(紅磷粉末)就會燃燒起來。實驗過程伴隨著光、聲等現象，說明活塞對氣體做功使氣體內能增加，溫度升高，達到乙醚(紅磷)的著火點。學生覺得實驗很新奇，效果明顯，使課堂教學變得輕松容易。

然而，對于實驗條件相對差一些的學校沒有乙醚、壓縮空氣壓燃器，教師無法演示這個實驗。同時，這個實驗只能說明活塞對氣體做功，氣體內能增加、溫度升高；反之，氣體對活塞做功，氣體的內能、溫度又如何變化呢?這個實驗解決不了。

所以在借鑒他人經驗的同時，筆者自制了一個教具對課本實驗加以改進。所需材料、制作方法、使用方法如下：

制作材料

20cmx15cm的木板一個，長54era的木條一根，大號飲料瓶一只，橡皮塞一個，實驗室溫度計一個，放大鏡一個，打氣筒一個，氣門芯一個，鐵絲若干。

制作方法

1、將氣門芯插入單孔橡皮塞，并將塞子在飲料瓶口塞緊。

2、將溫度計插入飲料瓶上部預先打好的孔中，然后用膠水將其固定并密封(如圖3所示)。

3、將放大鏡正對溫度計的室溫刻度并固定在飲料瓶上(如圖4所示)。

4、將長為54em的木條固定在木板一端，用細鐵絲將放在木板上的飲料瓶固定在木板一側(如圖5所示)。

使用方法

1 在瓶內盛少許水，以增加瓶內空氣濕度。

2 用打氣筒通過氣門芯不斷對瓶內打氣，從而對瓶內氣體做功。

3 通過放大鏡觀察瓶內溫度計示數持續上升(約2～3℃)，說明瓶內氣體內能增加，得出外界對物體做功使物體內能增加的結論。

4 當瓶內氣壓達到一定程度時，隨著一聲巨響，瓶內氣體將瓶口活塞頂出。在此瞬間可看到瓶口有白霧產生，同時通過放大鏡觀察瓶內溫度計示數瞬間降低2～3℃，說明瓶內氣體內能減小，得出物體對外界做功使物體內能減小的結論。

由以上介紹可以看出，此實驗裝置優點在于：

1、取材簡便易得，造價低廉。

2、易于學生操作，適合學生分組實驗，安全性好。

3、實驗過程緩慢、可控，溫度計示數直觀，現象明顯可見度高、公信力強、效果好。

(欄目編輯 趙保鋼)