做功改變物體內(nèi)能實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

浙江省臨海市杜橋?qū)嶒?yàn)中學(xué)(317016) 王良會(huì)

“壓縮氣體做功”和“氣體對(duì)外做功”實(shí)驗(yàn)是“物體的內(nèi)能”中的兩個(gè)活動(dòng)。在學(xué)生了解物體內(nèi)能的基礎(chǔ)上，通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，用明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯示物體內(nèi)能的變化，加深學(xué)生的印象。再通過(guò)解釋此現(xiàn)象發(fā)生的原因，進(jìn)一步理解做功可以改變物體的內(nèi)能。

教材活動(dòng)安排如下。

1 書(shū)本實(shí)驗(yàn)的困難與原因

(1)空氣壓縮引火實(shí)驗(yàn)材料是乙醚，乙醚是一種極易揮發(fā)的有毒麻醉劑，存在不安全因素。(2)壓縮引火儀的操作需要一定的力量和技巧，不易成功。(3)氣體對(duì)外做功實(shí)驗(yàn)用的吸濾瓶是易碎品，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如果控制不好可能會(huì)把吸濾瓶推倒打碎。(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能直觀地觀察到溫度的變化，后排學(xué)生看不清瓶?jī)?nèi)的白霧。

鑒于存在以上這些問(wèn)題，特將該實(shí)驗(yàn)作如下改進(jìn)。

2 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案

2.1 實(shí)驗(yàn)器材

數(shù)顯溫度計(jì)、礦泉水瓶、氣門(mén)芯(2個(gè))、橡膠塞、打氣筒、木板、鐵釘(2枚)、細(xì)鐵絲、黑紙、橡皮墊、細(xì)線、氣門(mén)芯橡皮。

2.2 裝置制作

(1)將2塊木板成90°固定，作為底座，木板表面貼上黑紙。(2)先在礦泉水瓶側(cè)壁中部鉆一小孔，從礦泉水瓶口處塞入氣門(mén)芯底座至小孔處，用螺絲固定，固定時(shí)要墊上橡皮以確保不漏氣。再塞入帶小橡皮的氣嘴固定。(3)在靠近瓶口處再鉆一小孔，重復(fù)步驟(2)，但不需固定氣嘴。(4)在數(shù)顯溫度計(jì)探頭處套入小橡皮至中間部位，將小橡皮翻起兩層，防止漏氣，再將探頭塞入氣門(mén)芯固定。(5)將橡膠塞塞入瓶口，在底座側(cè)面和橡膠塞上分別固定一鐵釘，用細(xì)線連接。(6)將整個(gè)裝置用細(xì)鐵絲固定在底座上。

2.3 實(shí)驗(yàn)操作

(1)接通數(shù)顯溫度計(jì)電源，觀察并記錄瓶?jī)?nèi)初始溫度。(2)用打氣筒向瓶?jī)?nèi)打氣，觀察數(shù)顯溫度計(jì)，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(3)繼續(xù)打氣直至瓶塞向外沖出，觀察瓶?jī)?nèi)現(xiàn)象，同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3 實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)

(1)取材容易，制作簡(jiǎn)單。礦泉水瓶、橡膠塞、打氣筒、木板等都是實(shí)驗(yàn)室常備器材，制作過(guò)程較為簡(jiǎn)單。(2)重復(fù)使用，操作安全。將實(shí)驗(yàn)裝置制作好后，可以重復(fù)使用，安全性能高。(3)現(xiàn)象明顯，成功率高。用數(shù)顯溫度計(jì)反映瓶?jī)?nèi)的溫度變化，現(xiàn)象直觀，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單。(4)整合實(shí)驗(yàn)，提高效率。把教材中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)整合在一套裝置中，節(jié)約時(shí)間、課堂效率高。

4 注意事項(xiàng)

(1)制作的裝置密封性要好。(2)數(shù)顯溫度計(jì)的探頭要伸入到瓶?jī)?nèi)中軸線位置處。(3)打氣過(guò)程要緩慢，讓學(xué)生能充分看到數(shù)顯溫度計(jì)示數(shù)的變化。(4)橡膠塞不要對(duì)著自己和他人，防止發(fā)生意外造成傷害。