王一鳴
實(shí)驗(yàn)器材:
寬2cm、長(zhǎng)20cm的鐵片、鋁片、銅片各l片或直徑0.8cm~lcm、長(zhǎng)20cm的鐵桿、鋁桿、銅桿各一根
寬2cm、長(zhǎng)20cm的玻璃片1片
寬2cm、長(zhǎng)20cm的小木條1根
吸水性較好又有韌性且不太厚的棉紙1張
氯化鈷5g~10g(一般的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室有)
酒精燈一盞
200mL燒杯一個(gè),裝l/4杯水
實(shí)驗(yàn)過程:
將氯化鈷溶解在燒杯中,水溶液呈粉紅色;把棉紙裁成2cm寬的長(zhǎng)條,蘸上氯化鈷的水溶液后分別貼到鐵片、鋁片、銅片、玻璃片和木條上。
(1)把貼了濕棉紙的鐵片中間或一端放到酒精燈的火焰上燒,如圖1所示,即可看到粉紅色的棉紙條從靠近熱源處向兩端或另一端逐漸變成藍(lán)色,生動(dòng)形象地顯示出熱沿著物體溫度高的部分傳遞到溫度低的部分。
(2)若我們將貼有濕棉紙的鋁片或銅片放到鐵片上面,與鐵片接觸,這時(shí)鋁片或銅片上的棉紙也會(huì)由紅變藍(lán),這說明熱由鐵片傳遞到了鋁片或銅片上,這又形象地反映了熱從高溫物體傳遞到低溫物體。
(3)將貼了濕棉紙的鋁片、銅片、玻璃片和木條分別放到酒精燈上加熱,發(fā)現(xiàn)它們變色的快慢各不相同,這說明了不同的物質(zhì)熱傳遞的性能不同。
(4)如果我們將貼了濕棉紙的鐵片或鋁片扭成不同的形狀,再放到火焰上燒,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),熱也會(huì)沿著物體不同的形狀傳遞。這能很好地說明:熱的傳遞既不是沿直線也不是沿曲線,而是沿著物體傳遞的,沒有物質(zhì),熱是不能傳遞的,即在真空中不能傳遞熱,只能靠輻射。
實(shí)驗(yàn)原理:
這個(gè)實(shí)驗(yàn)利用了氯化鈷失去水分時(shí)顏色發(fā)生變化的性質(zhì)。氯化鈷(CoCl2)在干燥的空氣中只含有兩個(gè)結(jié)晶水(CoC12·2H2O),顏色是藍(lán)色的,濕時(shí)變成含有6個(gè)結(jié)晶水(CoC12·6H2O),顏色變成了粉紅色。鐵片或鋁片傳遞過去的熱將濕棉紙上氯化鈷溶液中的水份蒸發(fā)掉,故其顏色由粉紅色變成藍(lán)色。
實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn):實(shí)驗(yàn)材料易得,制作簡(jiǎn)單,演示效果明顯、直觀。
注意:棉紙?jiān)诼然捜芤褐薪窈?,要讓水瀝去一些,不要使其含水太多,含水太多不僅不好貼到金屬片上,而且演示時(shí)間長(zhǎng),效果也不好。
在把鐵片放到酒精燈上燒時(shí),最好不要用手直接拿著,若實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)就會(huì)燙手,用傳熱性能差的紙或其他物體包住鐵片的一端再拿著,更加安全。
玻璃片和木條放在火焰上時(shí)不要燒得時(shí)間過長(zhǎng),玻璃片溫度過高可能炸裂或軟化,木條燒久了會(huì)燃燒,既不安全也影響實(shí)驗(yàn)效果。