物理小实验――自动向上爬的试管

物理小实验――自动向上爬的试管
实验名称：自动向上爬的试管
实验目的：
1. 观察气体热膨胀的现象；
2. 理解热力学中的热力学第一定律。

实验器材：烧杯、盐酸、活塞、玻璃试管、固体蜡等。

实验步骤：
1. 将一定量的玻璃试管放在烧杯内，盐酸倒入试管中，试管基本充满盐酸，不能装满；
2. 在试管口处放置一个活塞，将杆中的一个端接近试管口，另一个端置于活塞上方的固体蜡上；
3. 用烛火或其他热源加热固体蜡，使其熔化并覆盖活塞的杆；
4. 等待固体蜡凝固后，将活塞轻微向下压，使它止于盐酸表面；
5. 随着试管加热，热膨胀的气体压力将推动活塞自动向上爬移动。

实验注意事项：
1. 由于盐酸具有较强的腐蚀性，要避免接触皮肤和衣物，一旦接触立即用清水清洗；
2. 使用过程中注意安全，注意火源的安全；
3. 使用固体蜡作为活塞，注意不要让其溶解物进入试管中。

教学反思：
这个实验展示了热膨胀现象的基本观测，并导致了学生对热膨胀与热力学第一定律的基本理解。

实验难度不高，对教师和学生的安全要求较高，需要引导学生准确高效地进行实验，并注意安全。

在引入热膨胀概念之前，可以引导学生回答被充满气体的气囊在不同温度下的大小和充气量之间的关系，进而引入热膨胀现象并进行实验。

在实验结束后，教师应在学生中引导讨论实验中遇到的问题，并为学生建立相应的认知模型，让学生充分理解相关的物理概念。