水蒸气冲开塞子实验

实验目的

观察水蒸气推动塞子的现象，认识内能可以转化为机械能。

实验原理

加热使水汽化，水蒸气积聚在试管内，压强增大。压力足够大时，水蒸气推动塞子向外运动，对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能（动能）。水蒸气自身内能减小、温度降低，在管口液化成小水珠，形成白雾。

实验器材

• 试管
• 铁架台（或试管夹）
• 酒精灯
• 橡皮塞
• 水
• 火柴

实验步骤

1. 试管中加入少量水（不超过容积的 1/3）
2. 用橡皮塞塞住试管口，将试管固定在铁架台上
3. 管口朝向无人处，点燃酒精灯
4. 先预热再集中加热，观察水的变化
5. 观察塞子被冲出的现象和管口的白雾

实验现象与结论

加热一段时间后，塞子被冲出，管口出现白雾。说明水蒸气对塞子做功，内能转化为塞子的机械能；水蒸气内能减少、温度降低而液化。结论：物体对外做功，自身内能减少。

注意事项

• 管口不能对着人
• 水量不超过试管容积的 1/3
• 塞子塞住即可，不要用力塞死
• 用毕用灯帽盖灭酒精灯

常见问题

管口的白雾是什么？

是水蒸气内能减少、温度降低后液化形成的小水珠，不是水蒸气本身。

这个实验与热机有什么联系？

热机中燃气推动活塞做功，也是内能转化为机械能，原理与塞子冲出相同。