热对流实验Reduiliu shiyan

演示液体或气体中热对流的形成，以及流动的方向。
1.液体对流实验如图1a所示，在U形玻璃管中注入水，这时管中水的温度相同，因而两臂中水面等高。对U形管的右边加热，右臂内的水因膨胀而密度变小，为了平衡左边冷水柱产生的压力，右臂中水面必须升高，如图1 (b)所示。打开阀门后，水流入左臂中，如图1 (c)所示。于是在U形管底部，左边冷水柱产生的压力增大，右边热水柱产生的压力减小，水被迫由左边流向右边。如果对U形管右边继续加热，那么这种环流就会自行维持下去。其结果是将热量不断地从右边传到左边。

图1

(a) (b)　(c)

2.气体对流实验 如图2所示，用硬纸板或木板做一个盒子，盒前用玻璃作盖，以便观察。盒顶部开两个孔，孔上放两个玻璃圆筒。实验时将一只点燃的蜡烛放在一个孔的下方，再将点燃的细香放在另一边玻璃管的上方，就会观察到烟从玻璃管进入盒子，从另一个玻璃管冒出来，显示出盒内空气的对流情况。如果把蜡烛移到另一个孔的下方，同时也把细香移到另一边的玻璃管的上方，可以观察到盒内空气的对流情况也随之改变。

图1　图2

也可以采用图3所示的方法进行实验。在长玻璃筒的中间插一块硬纸板（不插到底），把一只点燃的短蜡烛放在玻璃筒底部的一侧，再将点燃的细香放在玻璃筒另一侧的上方，可以观察到烟从纸板的一侧进入玻璃筒，绕过纸板底部，从纸板的另一侧冒出来，显示了玻璃筒内空气的对流情况。如果将纸板抽出，玻璃筒内的空气不发生对流，过一会儿蜡烛便熄灭了。

图4

在有锅炉的地方都装有比较高大的烟囱，烟囱的作用就是加快炉堂内空气的对流，使煤能够很好地燃烧。图4所示的实验可以演示烟囱的作用。用硬纸板或玻璃做一个烟囱的模型。把一只点燃的蜡烛放在模型内，受热后的空气沿烟囱上升，带着烟的冷空气进入箱子，受热后又随着烟一起从烟囱冒出。