热胀冷缩现象的对比演示

热胀冷缩现象的对比演示

如果在演示物体的热膨胀现象的同时，对冷缩现象进行对比演示。现象更加有趣，这样，学生的印象会更加深刻，增强教学效果。本文介绍热胀和冷缩现象的对比演示装置。

1．金属材料的对比演示装置（图1）

演示说明：材料选用长25厘米左右，直径约2毫米的铜丝，用打火机给铜线加热；用棒冰或冰块作为冷缩实验的冷源，这样演示非常方便，现象也很稳定。

2．液体的对比演示装置（图2）

演示说明：液体选用工业酒精，因为酒精的体膨胀系数大约是水的5倍，酒精中加些红墨水进行着色，使现象的可见度大大提高。因塑料的导热性能较差，所以选用生理盐水瓶盛放酒精，插在瓶口上的毛细管可用细饮料管，管子插口处滴几滴石腊密封。盛水容器采用750毫升的塑料量杯。由于酒精的膨胀系数较大，演示时，只要往塑料量杯中倒入比环境温度高10℃左右的温水，产生的现象非常明显。对比演示同时操作。因为酒精易燃，本实验严禁用明火或电热法加热。

注：为了防止空瓶浮起来，瓶底和容器可用胶水先粘在一起。

3．气体的对比演示装置（图3）

演示说明：装置的制作方法和液体的相同。做气体的热膨胀实验时，在饮料管的上端，绕几圈棉线，然后沾上洗衣粉溶液，当向塑料容器中倒入80℃左右的热水时，饮料管上端有肥皂泡向外冒，这表明气体受热膨胀，现象很有趣。做冷缩对比实验时，在饮料管的下端也绕几圈棉线，然后沾上洗衣粉溶液，当向盛有适量水的塑料容器中投入冰块时，就会观察到，饮料管的下端往瓶里冒肥皂泡，这说明气体遇冷收缩。以上对比实验同时操作，演示时容器中的水位要高些，这是为了增加水和气体的热交换面积，能够迅速地获得所需的现象。

（收稿日期：1993年1月）