有关对流的趣味实验

一
会 儿 ， 试管 顶 部 的 水 开 始
试 管 底 部 的 冰 块
沸腾 了 ，
却 依 然 朱 化 ，泰 然 自如 ， 产
生 ｒ 奇 妙 的 冰 与 沸 水 共 存 现
象 原 理 ： 水 是 热 的 不 良 导 体 ， 水 中 热 量 传 递 主 要 是 对
流 在 实 验 中 ， 温 度 高 的 水
要 把 一 块 薄铁 片剪 成 “ ” 形 ．如 下 图 Ｔ 所示 ，插入瓶 口就能保证 蜡烛继续 燃烧 。 耋每 『
一
原 理 ：深 瓶 中燃 烧 的 蜡 烛 不 久 就 会
氧化 碳
熄灭 ，那是 因为瓶 较深 、瓶 口相 对太 小，薄铁 蜡 烛 燃烧 时产 生 的 较 热 的废 气往 上走 ．
杯 内水通过对 流 已被加 热。这种 现 象就是 茶壶 中的水 煮沸的表 现 。
实验 三 ：瓶 底 里 还 能 燃 烧 的 短 蜡 烛
一
般情 况下 ，放在 比较深 的瓶底 里 的短蜡烛 ，燃烧 一会 儿后会
自行 熄灭 ，主要原 因是 蜡烛燃 烧生成 的气体 难 以让新 的氧气 进入 瓶 里 ，蜡 烛 因缺 氧而熄 灭 。 现在 ，我 们 只
Ｉ５ ８
的 紫 红 色 高 锰 酸 钾 晶 体 颗 粒 。然 后小 心翼 翼地 往杯 内 注 水 ，尽 可能不 扰 动高锰 酸 钾颗 粒 。再将 烧 杯 置于 三脚 铁支 架 上 ｆ 意请 别 垫 石 棉 注
网１ ．用酒 精灯火焰 对准烧 杯 底 部 中心 加 热 。 如 右 图 所 温升 高 ，粉 红 色 的水流 向上 部 升 腾 ，并 向 四 周 展 成 扇
华・
对流 原理 告诉 我们 ：热 空气 往 上运 动 ，冷空 气往 下运 动 。这 可
以 通 过 实 验 来 验 证 实 验 一 ：冰 与 沸 水 共 存
取 一 支试 管 ，在 底 部置 人－ ／ 块 冰 ，上 面压上 一 段外 径稍 大 于 － Ｊ ￣ 试管 内径 的 弹簧 ，以免 冰 块 在水 中上 浮 。然 后在 试 管 中灌 满 冷水 刚 术夹子 夹住 试 管 ，并 将 试管 顶 部置 于酒 精灯 上加 热 ．见下 图 不
冰 块
密度 小 而 向上 流 动 尽 管 上 部 沸晦 ，但 热量 很难 短 时间 内传 导到底 部 ，这就 使 冰块在 水 中暂 时
不 会 融 化
实 验 二 ：水 的 对 流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
取 一 只洁 净￣ ８ ｏ 升 的玻璃 烧 杯 ，在其底 部 中心 放上 １ 稍大 ， ＇ｏ 毫 ｊ 颗
０ ｜ ｜ ｝
全 都 通 过 瓶 口排 出 ．瓶 外 的 氧 气 就 无 法
进 入 瓶 内。 当瓶 中的氧 气耗 尽 的 时候 ， 蜡烛就灭 了． ．用 “ ”形 薄 铁 片将 瓶 口 Ｔ
一
分 为 二 ， 就 使 得 废 气 的 出 口 与 新 鲜 氧
气 的 入 口分 开 。 废 气 出得 去 ．新 鲜 氧 气 进 得 来 ，也 就 是 做 通 了 对 流 的 渠 道 ．瓶 里 的蜡 烛 就 不 容 易熄 灭 了
煤气 灯 玻璃 烧
粒
示 。 随着烧 杯底 部 中心 处水 （ 酒 精灯 ） 或
架
状 ，又沿 四壁 下降 ，形 成环流 。
原理 ：热水 密度 变小上升 ，冷水 叉流过 来填 充 ，这 就是 对流 的
直观 图景。通 过不 断对流 ，导致 红 色水 渐渐扩 散 至整个 烧杯 ．表 明