如图10-3-1所示,将适量水注入试管并用橡胶塞塞住试管口。用酒精灯加热试管,直至橡胶塞被“顶出”试管口。
(1) 橡胶塞被“顶出”试管口的原因是什么?
(2) 在加热试管的过程中,水的状态、温度和内能如何变化?

(1) 橡胶塞被“顶出”试管口的原因是什么?
(2) 在加热试管的过程中,水的状态、温度和内能如何变化?
答案
(1)橡胶塞被“顶出”试管口的原因是:加热过程中,试管内的水温度升高不断汽化,水蒸气对橡胶塞的压力不断增大,达到一定程度,橡胶塞就会冲出试管。 (2)从能量转化的角度看,加热使试管内水和水蒸气的内能不断增加,最后通过对橡胶塞做功,将一部分内能转化为橡胶塞的机械能。
解析
(1)加热过程中,试管内的水温度升高不断汽化,水蒸气对橡胶塞的压力不断增大,达到一定程度,橡胶塞就会冲出试管。
(2)水的状态由液态变为气态;温度升高;内能增加。
(2)水的状态由液态变为气态;温度升高;内能增加。
对照热机的工作原理图(图10-3-2),分析图10-3-1的实验过程,其中高温物体和低温物体分别对应什么?橡胶塞被“顶出”试管口的过程中,增加的动能来自哪里?

答案
高温物体对应酒精灯,低温物体对应外界环境。橡胶塞被“顶出”的过程中,增加的动能主要来自试管中气体膨胀做的功。
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