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习题实验化‖双手搓一搓,温度涨3℃——我用热像仪“看见了”摩擦生热
习题实验化‖双手搓一搓,温度涨3℃——我用热像仪“看见了”摩擦生热一台手机红外线热像仪，让"做功改变内能"从一行公式，变成一张会发光的照片和视频。 深夜十点，到货开箱，把热像仪插上手机，镜头对准自己的双手，按下录制键。 屏幕上的手，是一团明亮的橙黄色——那是色差代表温度的不同。 测温框停在掌心：25.0℃。 然后，我像冬天站在公交站那样，开始搓手。 二十秒，涨了4℃。而我什么都没做，只是搓了搓手。 一、热，被"拍"下来了 物理书上写：对物体做功，物体内能增加。 这句话我们背了很多年，也教了很多年。但它一直有个尴尬之处——看不见。温度计只能告诉你"一个点"有多热，而搓手时热量在指尖、掌心、手背之间怎么分布、怎么流动，从来没有人真的"看"到过。 热像仪把它变成了颜色：搓得越狠的地方越亮，停下来之后，亮斑慢慢暗下去——内能不再增加，热量悄悄散给空气。 那一刻你会明白：摩擦生热，不是修辞，是测量。 二、增加的内能，属于"系统" 视频里我特意打了一行字幕：增加的内能属于系统。 这是这个实验最容易被讲漏的地方。 搓手时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能。但请注意——升温的不是"某根手指"，而是双手这个系统整体：两只手温度都升高了。能量不会挑地方存放，它在整个系统里。不会只挑单只手，也不会只看哪只手运动，或者运动快的手。 这正是热力学第一定律的日常版本： 外界对系统做功 → 系统内能增加 → 宏观表现为温度升高。 一张热像图，把"系统"两个字拍得明明白白。 这就是为什么，我们讨论能量守恒或转化的问题，往往选一个系统为研究对象的原因。 三、为什么课堂需要一台热像仪 过去讲"做功改变内能"，我们只有两个选择：让学生猛搓手，或者放一段压缩引火的视频。前者有感觉没数据，后者有现象没互动。 手机热像仪补上了中间那块拼图： 于是习题不再只是"算"，而是"先算，再测，最后对答案"。 四、留三个问题给学生 看完这条视频，不妨让学生接着猜： 这三个问题，恰好把"做功、热传递、热平衡"串成了一条线。 温度是看不见的，但证据可以。 下一位把公式拍成照片的，也许就是你的学生。 还想用成像仪做什么实验，期待会动脑筋的您在评论区告诉我！ 科普讲座预告：11月15日（周日），深圳市科技馆，青少年科普讲座《趣味的磁生电现象》——铁球与磁球的下落比赛、一节干电池体验千人震、地磁场摇绳发电，等你来现场见证哦。
