陳瑤+歐陽嵐
實驗一 潮汐能發(fā)電模擬實驗
實驗目的:通過觀察渦輪機轉(zhuǎn)動情況展示,更直觀地觀察潮汐能的形成過程,加深對潮汐能發(fā)電機的理解。
實驗材料:1個頂蓋留3條縫的玻璃水槽(分別用于倒水和插玻璃隔板),1塊玻璃隔板,1個渦輪機(風扇),1塊圓形鐵片,鐵絲若干,水。
實驗準備:將圓形鐵片按圖1中的虛線剪開,并將三個銳角向后彎折,制成簡易螺旋槳(即渦輪機),并將其中一片涂紅(便于觀察)。在透明擋板下方鑿一個洞,大小約等于圓形鐵片,并將玻璃隔板插入留縫的頂蓋中間固定。用鐵絲穿過螺旋槳中心,并固定在洞口。
實驗步驟: ①按圖2組裝好實驗器材,并用黏土將渦輪機處的洞口密封,以防隔板兩邊的水互相流動。②在兩邊水槽中分別加入水,使水槽左側(cè)的液面高于右側(cè),并在左側(cè)水中滴加藍墨水,便于觀測水的流動。③最后將黏土拔出,觀察渦輪機的轉(zhuǎn)動情況。
實驗原理:海水在運動時所具有的動能和勢能統(tǒng)稱為潮汐能。這種現(xiàn)象主要是由月球、太陽的引潮力以及地球自轉(zhuǎn)效應所造成的。漲潮時,大量海水洶涌而來,具有很大的動能;同時,水位逐漸升高,動能轉(zhuǎn)化為勢能。落潮時,海水奔騰而歸,水位陸續(xù)下降,勢能又轉(zhuǎn)化為動能。漲潮時產(chǎn)生的水位差,使玻璃擋板的兩邊所具有的勢能不同,將漲潮時的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽箿u輪機發(fā)生轉(zhuǎn)動。
實驗結(jié)果:可以清楚地看到高水位一側(cè)的藍色水迅速地向低水位一側(cè)定向移動,帶動螺旋槳快速轉(zhuǎn)動。
實驗優(yōu)點:用時短,利于課堂演示。
實驗缺點:實驗無法形象地模擬漲潮時潮汐能的強大能量。
實驗二 水循環(huán)模擬實驗
實驗目的:用裝滿水的平底盆模擬海洋,裝滿沙子的玻璃瓶模擬陸地,通過觀察凝結(jié)在塑料紙上的水珠流動方向來模擬水循環(huán)時水的流動方向,用這個實驗模擬水循環(huán)的海陸大循環(huán)。
實驗材料:平底盆、裝沙子的小瓶、透明的塑料薄膜、橡皮筋、小石頭。
實驗步驟:①在一個平底盆中加適量的水,直至水蓋滿盆底,把一個裝滿沙子的小瓶放入盆中如圖3。②用透明的塑料薄膜蓋住平底盆,用橡皮筋扎住盆口,并把一塊小石頭放在薄膜上,壓住薄膜;小石頭要放在裝沙小瓶正上方。③將平底盆放在陽光下直曬,過足夠長的時間后觀察,觀察結(jié)果。
實驗原理:在陽光的直曬下平底盆的水吸熱蒸發(fā)在透明的塑料薄膜上冷卻凝結(jié)成水珠,水珠又在重力勢能的作用下滴,如此循環(huán)往復。
實驗結(jié)果:首先是塑料薄膜上有小水珠凝結(jié),然后水珠沿著小石塊下壓的方向聚集,水珠往裝沙的小瓶下滴,最后小瓶的沙由干變濕。
實驗優(yōu)點:實驗便于操作,實驗現(xiàn)象明顯,能通過水珠的流動,沙子的干濕直觀地反映出水循環(huán)的過程。
實驗缺點:實驗無法完整地模擬自然界中海陸大循環(huán)的整個過程。
作者單位:浙江省寧波市榮安實驗中學高三(1)班(315000)