Question

利用做功改变物体内能原理设计场景，并解释下列现象：

(1)冷天喜欢搓手．

(2)从滑梯滑下时臀部灼热．

(3)空气压力引火仪点燃硝化棉．

(4)空气推动瓶塞做功时冒“白气”．

Answer 1

答案：
解析：

(1)如图甲所示，两手互相搓搓的过程中，两只手相互之间有力的作用，而且两只手还有相对位置的改变，因此分析得到左手对右手做了功，右手对左手也做了功，结果是两手都变暖了，也就是两手的温度都升高了，它们的内能都增加了．因此左、右手相互做功，左、右手的内能都增加了． 　　(2)如图乙所示，当小孩从滑梯上滑下的时候，因为滑梯对臀部做了功，所以臀部的温度升高，有灼热的感觉，也就是臀部的内能增加了． 　　(3)如图丙所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速向下压，可以看到硝化棉迅速燃烧起来．当活塞迅速向下压时玻璃筒内的空气被压缩，活塞对筒内的空气做功，从而使筒内空气的温度升高，内能增加，当温度升高到硝化棉的着火点时，硝化棉开始迅速地燃烧． 　　综上三个实验我们发现，用做功的方法可以使物体的内能增加．前两个实验是通过摩擦的方法使物体的内能增加，我们简称为摩擦生热．第三个实验是用压缩体积的方法使物体的内能增加． 　　(4)如图丁所示，拿一个大口的厚玻璃瓶，瓶内装有少量的水，用塞子塞紧，水上方的空气中有由于水的蒸发而产生的水蒸气，通过塞子上的孔往瓶里打气，认真观察容器有什么现象发生？容器中的水蒸气原来是看不见的，当塞子跳起来时，可以看到容器中出现了“白气”．这是因为瓶内的空气推动瓶塞做功时，内能减少，温度降低，使水蒸气凝结成小水滴． 　　知识规律小结：在设计场景与分析现象时要注意两点：一是物体的状态；二是做功方向，即弄清哪个物体对哪个物体做功，从而弄清是外界对物体做功还是物体对外界做功．外界对物体做功，物体温度升高，内能增加，物体对外界做功，温度降低，内能减少．