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做热胀冷缩的小实验,可以准备这些材料。
准备一个带橡胶塞的空玻璃瓶、一根吸管、一杯热水、一杯冷水。将吸管穿过橡胶塞,紧密塞在玻璃瓶口,确保密封。先把玻璃瓶放入热水中,能观察到吸管内的液柱上升,这是因为瓶内空气受热膨胀,体积变大,推动液柱上升。再将玻璃瓶放入冷水中,会看到吸管内液柱下降,这是瓶内空气遇冷收缩,体积变小导致的。
还可以准备一个金属球和一个金属环,金属球刚好能通过金属环。准备一盆热水和一盆冷水。把金属球放在热水中浸泡一会儿,再尝试让它穿过金属环,会发现金属球无法穿过,这是金属球受热膨胀体积变大了。接着把金属球放入冷水中,之后它又能轻松穿过金属环,说明金属球遇冷收缩,体积变小。
玻璃瓶在正常情况下倒开水是不会炸裂的,因为它们通常能够承受温度的变化。然而,如果玻璃瓶是从低温环境直接放入热水中,那么爆裂的风险会增加。这是因为玻璃是一种导热性能较差的材料,当热水迅速进入瓶子时,瓶子内部会迅速膨胀,从而可能导致爆裂。特别是厚壁玻璃瓶更容易发生这种情况。
虽然薄壁玻璃制品逐渐普及,但它们通常不够耐用。日常使用中难免会有磕碰,而薄壁玻璃瓶很容易因此破碎。相对而言,厚壁玻璃器皿虽然更耐碰撞,但它们对温度变化的承受能力较差,容易爆裂。
为了克服这些限制,双层玻璃杯应运而生。这些杯子由高硼硅玻璃制成,是一种新型环保材质,受到人们的喜爱。双层玻璃杯的设计在制造时将玻璃分为两层,有效隔热和防烫。
这种设计使得双层玻璃杯成为饮水泡茶的理想选择。它们不仅透明度高、耐磨损,而且清洗起来也非常容易,安全环保。双层玻璃杯能够保持茶汤的温度,同时避免手部烫伤。由于其对温度变化的适应性强,因此不易爆裂。
实验名:挤压酒瓶让微小形变“无所遁形”
实验设计者:杭州市建兰中学科学教研组长曹健
涉及的相关知识点:七年级下第三章《力的存在》
实验目的:压力的作用效果之一是能让受力物体发生形变,比如平时生活中人踩在沙滩上,沙滩上就留下脚印,这个脚印实际上就是人对沙滩的压力造成的。但是,在生活中还有许多坚硬的物体比如玻璃、大理石桌等,当我们对玻璃、大理石桌进行挤压时,似乎这些坚硬的物品不会发生形变,我们制作这个装置可以让“微小的形变”现象放大,特别是能直观地呈现“力越大能让物体形变越明显”规律。
材料:酒瓶(坚硬的玻璃瓶)、橡皮塞、毛细玻璃管、红墨水
实验过程:
1.往酒瓶中灌满红墨水(不留气泡)。
2.把毛细玻璃管插入橡皮塞中,把橡皮塞塞进酒瓶中,可以看到,毛细玻璃管中有一段红色的液柱。
3.用手沿酒瓶短轴方向紧捏,毛细玻璃管中的红色液面会明显上升。
4.用手沿酒瓶长轴方向紧捏,玻璃瓶沿长轴方向向内形变,瓶内容积变大,毛细玻璃管中的红色液面会明显下降。
实验发现:用力越大,酒瓶形变效果越明显,液面变化越明显。说明力可以改变玻璃瓶的形状,从而改变瓶内的容积使液体压到毛细玻璃管。
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