气体压强的趣味演示

孙建清

在中央电视台综合频道《挑战不可能》节目中，有一期的任务是“想办法把一个去壳的熟鸡蛋完整地放入广口瓶（瓶口直径比鸡蛋小）”。参与者先尝试直接用手把鸡蛋挤压进广口瓶，结果鸡蛋被压碎，任务失败。许多参与者都对此毫无办法，最后公布的解决方法是：将蘸了酒精的棉花点燃后，扔进广口瓶，把鸡蛋放在瓶口，过了一会儿，只听见“砰”的一声，鸡蛋就掉入瓶内。

这是一个气体压强的演示实验：鸡蛋封住瓶口后，棉花的火苗因缺氧而熄灭，瓶内空气温度逐渐下降，压强逐渐减小，瓶内空气压强小于外界大气压强，当压强差达到一定程度时，鸡蛋就会被吸入瓶内。

受到这个节目的启发，笔者经过深入思考和分析，改进和完善了这个实验，使用了更为简单和环保的材料、更易操作的方法，使鸡蛋不仅能完整地进去，还能完整地出来，整个实验过程非常有趣，实验效果更加明显。

一、实验器材

笔者准备了一个广口瓶、一个去壳的熟鸡蛋、一个纸杯（去掉杯底，侧面开一个观察口）、一瓶开水、一瓶自来水。

二、实验演示

1.吸蛋

笔者向广口瓶中倒入半瓶开水，晃动几下后再倒掉开水，然后把鸡蛋放在瓶口，可以看到鸡蛋被慢慢地吸进瓶内，如图1所示。

2.吐蛋

首先，笔者向广口瓶倒入自来水，瓶子冷却后再把水倒掉；其次，笔者把去底的纸杯倒放在桌上，再将广口瓶倒放在纸杯上，鸡蛋由于重力的作用滑到瓶口，轻轻拨动鸡蛋使它封住瓶口；最后，笔者把开水缓缓地浇在广口瓶底，通过纸杯侧面的观察口可以看到鸡蛋慢慢地滑出来，如图2所示。

三、实验原理

1.吸蛋

开水倒掉后，瓶内的空气温度大大高于外界温度，鸡蛋放在瓶口，使得瓶子处于密封状态。根据气态方程PV=nRT，被密封的空气体积V基本不变，随着瓶内空气温度T的下降，压强P逐渐减小（小于外界大气压），鸡蛋在自身重力以及内外空气压力差的作用下缓缓被压入瓶内。

2.吐蛋

倒入自来水后，瓶子的温度迅速下降至与外界相同；倒掉自来水，瓶子倒置，瓶内鸡蛋堵住瓶口，起到了密封瓶子的作用。根据气态方程PV=nRT，被密封的空气体积V基本不变，开水浇在广口瓶上，瓶内空气温度T升高，压强P增大（大于外界大气压），鸡蛋在自身重力以及内外空气压力差的共同作用下慢慢滑出瓶子。

四、注意事项

为了保证实验的顺利进行，我们要注意以下三点：第一，为确保鸡蛋能密封瓶口，使它不漏气，鸡蛋在放到瓶口之前一定要放在水里，以保持其表面湿滑；第二，吸蛋时，最好用刚烧好的开水，开水倒掉后要迅速放上鸡蛋，以保证瓶内外空气温差足够大，提高实验的成功率；第三，吐蛋时，要控制好浇开水的水流，水流略微慢一点，鸡蛋就会缓慢地滑出，便于学生从容地观察整个实验过程。

本实验制作简单、操作方便、效果明显且新奇有趣，可以作为高一物理绪论教学的引趣激疑的演示实验，也可以作为气态方程教学的定性演示实验！

（作者单位：浙江省衢州第一中学）endprint