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近日，有网友向笔者分享了浙江省宁波市鄞州区2024年初中学业水平模拟考试卷，称试卷中的“用A4纸摩擦爆开易拉罐”实验试题与笔者先前的实验探究十分类似，但是分析解释有较大出入，值得继续研究。29．小宁发现用 A4 纸多次对折形成的硬尖角来回摩擦碳酸饮料易拉罐接口凹槽处，易拉罐会爆开，并有大量气泡冒出，如图所示。请用所学的科学知识解释产生上述现象的原因。①A4 纸多次对折形成的硬尖角能使凹槽处受到更大的压力，摩擦时使凹槽处受到更大的摩擦力。②来回摩擦凹槽处，可以通过做功的方式改变物体的内能，使罐口的温度升高。③碳酸受热分解产生 CO2，罐内气压增大（或温度升高，罐内气压增大）。⑤爆开后，瓶内气压减小，二氧化碳溶解度小，大量气泡冒出。科学实验试题命制和答案编写要遵循科学逻辑，能经受质疑和反驳。①A4 纸多次对折形成的硬尖角能使凹槽处受到更大的压力，摩擦时使凹槽处受到更大的摩擦力。这部分论述比较准确，A4纸给人们的印象是质地比较软，但是多次对折以后，机械强度就会变得很大。②来回摩擦凹槽处，可以通过做功的方式改变物体的内能，使罐口的温度升高。这部分在理论上看似成立，但是缺乏实证，即摩擦使罐口温度升高，升高了几度？既然摩擦可以生热、使罐口的温度升高、继而使易拉罐爆开，那么为什么要强调摩擦凹槽处呢？摩擦罐口的其他部位也能生热，也能使灌口温度升高，但是易拉罐为什么不会炸开呢？实际上，经过测量，摩擦过程中，罐口温度几乎不变，温升不是易拉罐爆开的主要原因。③碳酸受热分解产生 CO2，罐内气压增大（或温度升高，罐内气压增大）。这部分是推理和想象，缺乏实证。只需要在实验中用红外温度计测量罐口温度，就能发现罐口温度几乎不变，实际上罐内气压也几乎不变。④易拉罐开口处易变形，最终爆开。这部分论述看似合理，实际上归因错误。易拉罐开口处有预制凹槽，确实容易变形，但是具体是怎么变形的呢？按照试题情形，笔者推出命题意图是“摩擦生热，罐内气压增大，超过凹槽处的耐压极限，继而炸开。”然而实际情况是，摩擦产生的热量很少，这些热量大部分传递给了外面的空气和内部的水，罐内气体的温度基本不变，罐内压强也基本不变。但是凹槽处的铝片开始在内压作用下外凸，接着在压力作用下内凹，循环往复，金属疲劳，继而折断，易拉罐爆开。归因为“摩擦生热、温度升高、内压增大”不合理。⑤爆开后，瓶内气压减小，二氧化碳溶解度小，大量气泡冒出。这部分论述符合实际，不再赘述。宁波中考模拟卷和深圳中考模拟卷对“摩擦法爆开易拉罐”实验试题的命制都紧扣日常生活和网络热点，易于取材，易于操作，趣味性强，寓教于乐，但是原理分析却是传统的思维定式，陷入了看似合理的“摩擦生热、温度升高、内压增大、拉环炸开”思维怪圈。实际上，经过实测，摩擦导致的温度升高和内压增大属于次要因素，可以忽略不计。易拉罐摩擦爆开的真正原因是拉环凹槽往复按压变形导致的金属疲劳。思维定势人人有，陷入其中不自知，摩擦生热缺实证，看似合理不是真。
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