《科技活动》（小发明篇）4.4第四节 热学实验

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第四节 热学实验
实验一：水下火山喷发
【实验器材】
1个小玻璃瓶、1个广口瓶、1根长线、热水、少许红墨水。
【实验过程】
1、在小玻璃瓶里灌满热水，滴几滴红墨水将它染红。
2、用线系住小玻璃瓶，把它沉入装有冷水的广口瓶底部。
3、于是，一朵“红云”就会从瓶底升起，伸展到水面上，好像火山喷发一样。
【实验原理】
水受热时体积膨胀，变得比冷水轻。于是，红色的热水上升，冷水下沉，直到掺和均匀为止。
实验二：温度计
器材：透明塑料瓶、吸管、酒精、红色食用色素、小盘子、气球或橡皮泥、剪刀、橡皮筋、黑色记号笔、冰水、热水。
步骤：
1、把酒精倒入塑料瓶至装满一半的高度，再加入几滴红色食用色素，并摇晃至混合均匀。
2、取一气球，剪掉其上半部分，然后把气球套在瓶口处，并用橡皮筋绑紧瓶口固定住。
3、在气球中间剪一个小缝后，把吸管插入缝隙中，再将吸管轻轻推入瓶中，至吸管的尖端没入酒精中(吸管尖端不能碰到瓶底，而是悬浮于液体中)。注意观察此时吸管中液体的高度，并用黑色记号笔在吸管水位处做个记号。该记号显示的是瓶子所在的室内的温度。
4、把瓶子放于一碗热水中，静置约5分钟，然后，用黑色记号笔在吸管的水位处做个记号，再把瓶子放于一碗冰水中，静置约5分钟，然后，用黑色记号笔在吸管的水位处做个记号。
5、再将温度计放在阳光直射的窗户上，看看吸管里面的水位会有什么变化。
实验三：雾凇
器材：吸水性优良的纸、尿素、细铁丝、剪刀、饮料瓶盖若干、水粉或水彩颜料、调色盘、画笔、清水、喷雾瓶、放大镜。
步骤：
1、将报纸剪成树的形状，选择你喜欢的颜色调好颜料，给剪成的小树上色。本文选用了蓝色颜料。
2、将铁丝穿过小树，并把底座处的铁丝弯成三角形或者螺旋状，让“树”立起来。
3、在一个饮料瓶盖里放入1/2容量的尿素，然后倒入清水，搅拌使尿素溶解。
4、将纸树放入盛有尿素溶液的饮料瓶盖中，放到干燥高温的室外，如果在阳光下更好。
5、用装有清水的喷雾器向纸树周围的空气中喷些水雾。1个小时后再来看结果吧！
※阅读材料※
中国古代趣味物理实验（一）
1、迎风转秫
《帝京景物略》云：“剖秫秸二寸，错互贴方纸，其两端各红绿，中孔，以细竹横安秫竿上，迎风张而疾趋，则转如轮，红绿浑浑如晕。”
这是一个利用风能去推动秫秸转动的实验，实验演示了颜色合成。仪器制作与实验过程大体如此：将去掉穗的高粱杆截成若干段，每段长二寸，剖开。分别把红纸、绿纸剪成方形，并把它们交叉地贴在高粱杆的两端。把高粱杆也交叉放在一起，在交叉的高粱杆的中部钻孔，用细竹一端穿过小孔作为转轴，手持细竹另一端逆风行走，纸片张开，高粱杆快速转动，状如飞轮。此时，红绿两种颜色就像日晕那样浑然一体，形成十分美丽的色环。
2、著翼起飞
《汉书·王莽传》云：“取大鸟翮为两翼，头与身皆著毛，通引环钮，飞数百步堕。”这是一个滑翔飞行实验：用大鸟羽拼合成两只大翅膀，用牵引线把它们固定在人身两侧，人从头到脚装上羽毛，然后拉着牵引线迅速奔跑，就会象鸟儿一样飞向空中，飞行数百步掉下。我们清楚，鸟在飞行时，翅膀的上面往往向上凸起，下面平直或略微凹进。如果直接将大鸟翅膀作飞翼，或将若干鸟的羽茎拼织成鸟翼形状，那么人拉着“翅膀”迅跑时，空气就相对“翅膀”向后移动。因“翅膀”上凸下平，流过“翅膀”上面的空气，需要绕一个弯，其流速要比“翅膀”下面空气的流速快。这样，“翅膀”上面空气流速快，压强小，“翅膀”下面空气流速慢，压强大，使“翅膀”上下产生压强差。这个压强差，会产生一股把“翅膀”向上托起的升力，这个升力可把物体托向空中。
3、水中浮丹
宋代洪迈在《夷坚志》中介绍：“宣和中，蔡鲁公闭居京师，有方士持阴阳丹一两许，如弹子大，色正红，以献之。置之水中，随十二时上下，六阳时则浮上，六阴时则沉。仍各准其方位，不差晷刻。”
阴阳丹的组成成份是什么，洪迈没有说明。但在宋代，“水中浮丹”的研究是比较深入的，哪些材料制丹能在水中自由游走，哪些材料制丹可在水中自动沉浮，实验一丝不苟。苏轼 ( https: / / shici. / 2674 / " \t "_blank )就曾提到：“獐脑黄蜡和匀染黑，投水中作蝌蚪，自然水中走动。”《格物粗谈》中的“浮水金丹”是用樟脑、银珠捣成的。此外，《北梦琐言》还记载了一个盆中游鱼的实验：“戍州刺史文思辂亦有戏术，曾剪纸鱼投于盆内活。”从洪迈的记录看，阴阳丹在水中的运动很像潜水艇的沉浮。这使人想起阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。由此可知，当丹的比重大于液体比重时，丹会下沉，当丹的比重小于液体比重时，丹则上浮。
樟脑丸为什么能在水中自动沉浮呢 原来，实验中的“水”为醋酸溶液，樟脑丸的比重比醋酸溶液略微大一些，所以开始时樟脑丸沉入杯底。但由于醋酸与碳酸钠发生化学 ( https: / / huaxue. / " \t "_blank )反应，产生的二氧化碳气体聚集在樟脑丸的表面，使樟脑丸和气泡这一整体的比重小于液体比重，樟脑丸浮了起来。当樟脑丸浮到液面时，附在樟脑丸表面上的二氧化碳气体逸出，剩下的气泡连同水对樟脑丸上向的浮力支持不住樟脑丸的重量，于是又沉入杯底。
智慧火花
同学奇思：我的妙想：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
八年级 《科技活动》（小发明篇）