做功改变内能实验的改进

摘要：本文作者结合自身教学实践介绍了做功改变内能实验自制教具的制作及使用方法。

关键词：做功；内能；气门芯；温度计；放大镜；

中图分类号：G63317　文献标识码：A　文章编号：1003-6148(2012)1(S)-0016-2

日常教学中，对于上海科学技术出版社9年级物理第十四章第一节《认识内能》中的做功改变物体内能的实验，教师大多会利用压燃器压缩蘸有乙醚的棉花球(若无乙醚也可用火柴头部的红磷粉末代替)，如图1所示：

用力把活塞向下压。蘸有乙醚的棉花球(红磷粉末)就会燃烧起来。实验过程伴随着光、声等现象，说明活塞对气体做功使气体内能增加，温度升高，达到乙醚(红磷)的着火点。学生觉得实验很新奇，效果明显，使课堂教学变得轻松容易。

然而，对于实验条件相对差一些的学校没有乙醚、压缩空气压燃器，教师无法演示这个实验。同时，这个实验只能说明活塞对气体做功，气体内能增加、温度升高；反之，气体对活塞做功，气体的内能、温度又如何变化呢?这个实验解决不了。

所以在借鉴他人经验的同时，笔者自制了一个教具对课本实验加以改进。所需材料、制作方法、使用方法如下：

制作材料

20cmx15cm的木板一个，长54era的木条一根，大号饮料瓶一只，橡皮塞一个，实验室温度计一个，放大镜一个，打气筒一个，气门芯一个，铁丝若干。

制作方法

1、将气门芯插入单孔橡皮塞，并将塞子在饮料瓶口塞紧。

2、将温度计插入饮料瓶上部预先打好的孔中，然后用胶水将其固定并密封(如图3所示)。

3、将放大镜正对温度计的室温刻度并固定在饮料瓶上(如图4所示)。

4、将长为54em的木条固定在木板一端，用细铁丝将放在木板上的饮料瓶固定在木板一侧(如图5所示)。

使用方法

1　在瓶内盛少许水，以增加瓶内空气湿度。

2　用打气筒通过气门芯不断对瓶内打气，从而对瓶内气体做功。

3　通过放大镜观察瓶内温度计示数持续上升(约2～3℃)，说明瓶内气体内能增加，得出外界对物体做功使物体内能增加的结论。

4　当瓶内气压达到一定程度时，随着一声巨响，瓶内气体将瓶塞顶出。在此瞬间可看到瓶口有白雾产生，同时通过放大镜观察瓶内温度计示数瞬间降低2～3℃，说明瓶内气体内能减小，得出物体对外界做功使物体内能减小的结论。

由以上介绍可以看出，此实验装置优点在于：

1、取材简便易得，造价低廉。

2、易于学生操作，适合学生分组实验，安全性好。

3、实验过程缓慢、可控，温度计示数直观，现象明显可见度高、公信力强、效果好。