Question

小明同學在學習了熱機的有關知識后，自己找來一些器材制作了一個雞蛋紙船，如圖所示．其中紙船用硬蠟紙折成，雞蛋用注射器開孔吸出蛋清蛋黃，蛋殼里注一半的水，塑料管的一端斜插入雞蛋里的水面上，另一端斜向下，整個雞蛋用兩根彎鐵絲放在船上使之固定，雞蛋下放著裝有棉花和酒精的小鐵盒蓋，用塑料片粘一個船舵，凡是開口處都用膠水和塑料紙粘好，做好雞蛋紙船后，將小船放進裝有水的塑料臉盆中，使塑料管口浸入船尾水面下，然后用火柴點燃酒精，小船尾部噴射蒸氣使小船破浪前進．
（1）蛋殼在被加熱過程中會被燒壞破裂嗎？為什么？
（2）是什么力推動紙船前進？它的施力物體是誰？
（3）在這個過程中能量轉化過程如何？

Answer 1

【答案】分析：明確所設計實驗的目的與過程，從以下知識的角度來進行分析解答：
（1）蛋殼只有達到一定溫度才可能被燒壞，可從水的沸點角度來分析；
（2）小船尾部噴射蒸氣使小船破浪前進，從力的相互作用角度來進行分析；
（3）能量的轉化包括多個方面，有酒精的燃燒、水蒸氣對外做功等．
解答：答：（1）蛋殼在加熱過程中不會被燒壞破裂．因為水沸騰時溫度保持在沸點，不再升高，水的沸點在標準大氣壓下是100℃．在此蛋殼在這樣的溫度下不會被燒壞；
（2）因為一部分高壓水蒸氣受到雞蛋內其他水蒸氣壓力而向后噴出，噴出的水蒸氣同時對內部的水蒸氣有一個反作用力，這個力就是推動小船航行的力，它的施力物體是噴出的水蒸氣；
（3）首先是酒精燃燒時，把它的化學能轉化為火焰的內能，火焰的內能通過熱傳遞轉移給水，從而形成高溫高壓的水蒸氣，水蒸氣噴射后，把內能轉化為船的機械能．
點評：此題是一個探究性的實驗方案，用較為簡單的實驗裝置進行動手制作與探究，并考查了力學與熱學的多個知識點，有一定的意義．