有趣的实验-做“喷泉” 年初二,我在表哥家做客的时候看到电视里在放科学节目,说 用玻璃瓶和酒精灯可以造出喷泉来。我们都觉得十分好奇,就准 备自己动手尝试一下。 电视里说,水在常温下(4°以上)是拥有热胀冷缩的性质 的:在加热时体积增大(物体膨胀),降冷时体积减少(物体缩 小)。因此,如果我们在一个玻璃瓶中注满水,并加热瓶子,如 果瓶口足够细、足够长,那么水就会像喷泉一样喷出来;如果瓶 口较宽或较短,那么水就会从旁边溢出来。但是,当水喷涌出来 时,有时喷得很高,有十多厘米高;有时却喷得很低,只有两三 厘米。这有什么关系呢?是不是水越满就会越高,反之则越低呢? 为了证实这个猜想,我们找来一个瓶口很细很长的烧杯,以便看 出区别。表哥 还 翻箱倒柜的找出了一个温度计,放到水里保证 每次实验的温度大致一样,也确保实验的公平性。 这支温度计的最高温度为 80°,为防止温度计坏掉,我们 打算把水温加到 70°。按照电视里说的我们还用透明胶在瓶 口上绑了一根尺子,方便看出喷水的高度。表哥把烧杯架在铁架 子上然后把酒精灯放在铁架下面,点燃了酒精灯。过了一会儿, 水温就达到的 70°。此时,喷出的高度最高有 12 厘米,我俩 立刻盖上了灯帽。 等水冷却了下来,水的高度明显低下来不少。我想:现在加热, 水应该刚刚好满吧!跟表哥说了我的想法,表哥说那再加热一次, 同样是到 70°时熄灭了火焰,可是有一些水却早已经露出来 了。难道是温度没把好关吗?我们干脆把水倒掉三分之一,心想: 现在总不会溢出来了吧! 实验做完后,结果却令我们大吃一惊:水不仅喷出来了,而且 喷出来的水竟达到了 10 厘米!这到底是怎么回事?表哥建议只 让容器中留下一半的水,再次实验,喷出的水的高度居然有 13 厘米!比注满水时还要高一些!这样的结果让我们两个瞪大了眼 睛。我们把水又倒了一些,只留下三分之一的水。这时水的高度 已经达到了 15 厘米!我从来没有见过这么高的喷泉!这究竟是 由什么原因造成的?我问表哥,他也不知道。这个现象也在我们 心里留下了一个大大的问号。 一不做,二不休,我量把瓶中的水倒得只剩下大约十分之一。 可是,这次的水一点儿也没有溢出来。这时,表哥跟我说:空气 也会热胀冷缩!我们可能倒掉的太多了。这个实验结果也证明了 同样的加温下,空气的体积膨胀倍数应该比水的体积膨胀倍数高, 否则就不会出现那样的情况。回家后,我上网查阅了一下资料, 这才知道原来热胀冷缩是由物体的分子活动造成的,而固体分子 间距<液体分子间距<气体分子间距,所以空气的热胀冷缩会非 常明显,在加热时,大量空气多出的体积会把水挤出来。所以喷 出的水会很高。但是水太少也不行,因为水加热多出的体积会很 少,喷泉根本喷不出来。所以,水的多少必须控制在一个适当的 范围内才能使喷泉的高度达到最高。 这个小实验让我明白,做研究虽然有点麻烦,但是收获很大: 不仅能明白其中的道理,更重要的是它可以提高一个人做研究的 经验、技术与胆量,我以后一定要多发现、多实践,做一个小小 的研究员!