演示水的热膨胀现象

为了讲清“一般物体在温度升高时膨胀”这句话的含义，必然要提到最常见的物质——水在0℃~4℃之间反常膨胀，在4℃以上热胀冷缩，为了让学生确信这一点，可采用如下的实验方法。

找一根内径1~1.5毫米左右的玻璃管与温度计并排通过橡皮塞，插入500毫升的圆底烧瓶。从冰箱内取出冷冻水，再加入打碎的冰块同时搅拌，用温度计观察，制成0℃的冰水混合物。用窗纱贴在漏斗内把0℃的水灌满圆底烧瓶，小心插入瓶塞并设法在毛细玻璃管内保留一段染色较深的水以便观察。从自行车气门芯用的小橡皮管上剪下两条细橡皮圈套在玻璃管上，作水位记号，先记下初始水位。

将圆烧瓶放在铁架台上，隔过石棉网用酒精灯缓缓加热，同时注意观察温度计的读数和毛细玻璃管内水面的高低变化，可观察到刚开始加热的一段时间内，尽管细玻璃管内水面已开始下降，但温度计的示数无明显变化，当温度计示数由0℃逐渐变到4℃时，毛细管内的水面下降最多。用第二个橡皮圈记下这时的水位。继续加热，温度计示数继续上升时，毛细管内的水面又逐渐上升。

在这现象的基础上引导学生分析，开始玻璃管内水面下降，说明经加热一段时间后一部分水的体积已开始变小，温度开始升高。温度计示数未变说明这部分升温的水因体积缩小密度增大而停留在烧瓶底部。（实验中若采用一上一下两支温度计同时观察水中不同层次的温度变化，则效果更明显。）当瓶内的水全部升温到4℃时，瓶内水的体积就变得最小，从而说明水在0℃~4℃之间是反常膨胀的。而继续加热时又可看到水在4℃仍是热胀冷缩的。

此实验因花时较多，实验现象的观察范围较小，故较适合作为课外兴趣小组的小实验