实验目标
通过热胀冷缩的原理,硬币可以通过原本无法过去的狭小空间,它可以随意地变大缩小。
实验材料
火柴、长钉子、泡沫、硬币、镊子、蜡烛
实验操作
首先把硬币放在泡沫上,在硬币边缘插上两颗钉子。钉子间的距离要与硬币的直径相等。
再水平着移动硬币,发现此时在两颗钉子之间,硬币正好可以通过。
点燃蜡烛,用镊子夹住硬币,放在蜡烛上烧一会儿。
把硬币平放在两颗钉子之间,试着让硬币通过钉子之间的空隙。你会发现硬币变“胖”了,无法再通过钉子之间的空隙了。
最后放下硬币,等待其完全冷却后,再把硬币平放在两颗钉子之间,硬币又能顺利通过钉子间的空隙了。
科学原理
这个实验所解密的是热效应。当物质加热之后,吸收的能量使分子运动得更快,范围更大,因而占据更多的空间。温度变化足够大时,物质会从一种状态改变为另一种状态。固体加热到足够高的温度时就会熔化;液体加热到一定温度时就会沸腾变为蒸汽。当我们把硬币放在蜡烛上烧了一会儿,硬币就受热膨胀,体积就会比原来的大。这时把硬币放在两颗钉子之间时,硬币自然就会卡住。稍等一会儿,硬币因冷却恢复原状,自然就又可以从钉子之间通过了。
小游戏
我们用金属丝来切冰块,金属丝也确实通过了冰块,但不可思议地是冰还会黏合在一起。这是为什么呢?用细铁丝把两个装满水的饮料瓶连在一起,再准备一大块冰;将铁丝横在冰上,用水瓶的重量把冰块切开;铁丝向下移动,过会儿,切开的冰又恢复了原状。这是由于金属丝的压力使接触金属丝的冰融化了,金属丝一点一点地把冰切开了。但是,一旦金属丝通过冰块后,冰马上又被冷却,再次冻合了。