小发明有大本领：形象展示金属“热胀冷缩”

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凌夏与她制作的演示器。 （宜宾新闻网 李清凌 摄）

如何让金属“热胀冷缩”这样细微的变化被直观地展示出来？曾在宜宾市岷江路小学就读的小小“发明家”凌夏，制作了一个名为“电热式金属线膨胀演示器”，成功地做到了这一点。在第30届四川省青少年科技创新大赛中，凌夏获得科技创新类一等奖。今年，凌夏又获得了第二届宜宾市青少年科技创新市长奖。
实验效果不明显 让课堂“尴尬”了
如今已进入初中一年级学习的凌夏，回想起小学五年级的一堂实验课，仍然记忆犹新。那天，老师在课堂上为学生们做钢条的热胀冷缩实验。教材上的做法是这样的：在一段30厘米的钢条上做一个桥模型，然后用酒精灯给“桥”（钢条）加热。
尽管酒精灯火焰很旺，但实验进行了十多分钟，也不见钢条在尺子上有明显的伸缩变化。“同学们很扫兴，有的人还开始起哄，在讲台上的老师也很尴尬。”凌夏说，后来老师不得不终止了实验，并向大家解释原因。

师徒二人勤于动手动脑解决问题。 （宜宾新闻网 李清凌 摄）

实验失败了 思考开始了
课堂上的实验失败了，凌夏的思考却没有因此停止。她不断地回想老师给出的实验失败的原因：由于钢条受热区域有限，只在火焰上方才能得到加热，虽然热量可沿着钢条进行热传导，但传导过程中，热量却在不断流失。因此钢条内部微粒获得的能量有限，所以膨胀现象不明显。
思考中，凌夏突然联想到四年级时曾做过的短路实验。当时，她用一根细铜丝把串联的两支电池正负极接通时，整根铜丝顿时滚烫。既然短路的铜丝发热得如此厉害，何不把钢条热胀冷缩实验中的热源由酒精灯改成电源？凌夏把这个想法告诉了学校科技社团的指导老师曹克纯。“老师觉得我的方法可行，让我先动手制作一个模型出来看看效果。”
利用短路的原理，凌夏将悬吊着的钢丝通电，虽然加热效果好了许多，可是钢丝伸长的现象并不明显，用肉眼很难看出。如何将钢丝伸长的变化直观地展现出来？凌夏又开始了思考。
利用杠杆原理 师徒二人破解难题
“小姑娘平时就很爱思考，参加科技社团活动时发言也很积极。”曹克纯夸赞凌夏。当了解到凌夏的困惑时，曹克纯同徒弟一起开始了新一轮思考。的确，将热胀冷缩的变化展示出来，是这个实验成功的关键。师徒二人想到了通过杠杆原理，将变化进行放大。理论上来说是行得通的，但能不能成功，还得靠实践来检验。
凌夏从家里找来了铝型材，又找来了玻璃、螺丝钉、28厘米长的钢丝琴弦，从学校废弃的仪器上取下一个指针，制成了一个演示器。通上电源以后，钢丝迅速受热伸长，悬挂的指针在重力作用下向下转动。在杠杆原理作用下，离转轴距离最远的一端发生了最明显的转动，钢丝伸长的变化被直观地表现了出来。通过一旁的刻度，还能较为准确地读出钢丝伸长的长度。“电热式金属线膨胀演示器”总算制作成功了。
如今，学校老师在做“热胀冷缩”实验时，便会用到凌夏制作的仪器，实验效果不明显的尴尬情况再也不会出现了。
“主要是我对这方面一直挺感兴趣，所以愿意去想、去做，能够制作成功并且获奖，我很开心。”已经升入初中的凌夏，保持一颗爱创新的心，也在寻找着另外一些自己感兴趣的东西。她希望，能将英语和法语学好、用好，将来成为一名翻译家。

摘自宜宾新闻网