巧用礦泉水瓶設(shè)計(jì)氣體對外做功實(shí)驗(yàn)

張 蓉 楊 梅 余文君

“做功可以改變物體的內(nèi)能”即對物體做功,物體的內(nèi)能會(huì)增加。那么,如果物體對外做功,內(nèi)能會(huì)怎么變化呢?同學(xué)們可以自己動(dòng)手利用身邊一些常見的廢舊物品來做實(shí)驗(yàn),體會(huì)“氣體對外做功,內(nèi)能減少”。請同學(xué)們跟著我們做下面有趣的實(shí)驗(yàn)吧!

1. 空礦泉水瓶一個(gè),旋緊瓶蓋,如圖1所示。

2. 一只手握住礦泉水瓶上部分,一只手握住下部分,使勁擰礦泉水瓶下部,使其嚴(yán)重變形壓縮瓶內(nèi)空氣,并保持這種狀態(tài),如圖2所示。

3. 用大拇指迅速左旋松開瓶蓋,即可看到明顯的現(xiàn)象:瓶口和瓶內(nèi)有淡淡的“薄霧”,如圖3和圖4所示。(由于瓶蓋沖出時(shí)速度很大,切勿將瓶蓋口對著自己和他人)

為什么會(huì)出現(xiàn)“白霧”呢?“白霧”主要是水蒸氣液化成小水滴的結(jié)果。水蒸氣又是怎樣液化成小水滴的呢?開始的時(shí)候,壓縮空瓶子,使瓶子里面的空氣溫度升高,即外界對空氣做功,空氣的內(nèi)能增加。當(dāng)打開瓶蓋的時(shí)候,瓶子里面的空氣對瓶蓋做功,溫度降低,瓶子里面的水蒸氣就液化成小水滴了!這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了物體(空氣)對外界做功,內(nèi)能減少。

同學(xué)們還可以思考:為什么瓶子的體積被壓縮得越小,瓶蓋彈出的距離越遠(yuǎn)?同學(xué)們可以自己試一試,但要注意安全!