| 标题 | 探析水沸腾实验中值得注意的问题 |
| 范文 | 刘既明 摘 ? 要：探究水沸腾实验要求学生观察水沸腾的全过程。为让实验达到本真实验效果，本文对实验现象、器材的选用和组装、停止加热方式的改进和盛水烧杯的改进等方面予以探析。 关键词：水沸腾;实验;探析问题;注意细节 中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ?文章编号：1003-6148（2015）1-0060-2 初中物理“探究水沸腾时温度变化的特点”实验，要求学生观察水的沸腾全过程：沸腾前和沸腾中气泡的变化情况和水温变化情况。设计实验方案时，又要体现既节约能源又节约时间的理念。水的沸腾在生活中司空见惯，但其发生的全过程学生未必清楚，实验时稍有不慎，将会导致实验失败。为此，笔者整合多年的教学实践，就学生在实验中该值得注意的几个问题予以探析。 1 ? ?水沸腾实验现象 用酒精灯给水加热，不久便可以看到在烧杯底部出现越来越多的小气泡，随着水温升高小气泡逐渐变大，并脱离杯底浮起。但是，这些气泡在浮起过程中却逐渐变小，尚未到达液面便消失了，同时发出吱吱的响声。随着加热进行，水温继续升高到一定时候（沸点），呈现出一种剧烈的汽化现象：水中形成大量气泡脱离杯底，不断上升、变大，到水面破裂，里面的水蒸气散发到空气中，即水沸腾了。 水沸腾前，水温不断升高;沸腾中，虽然持续加热但水温保持不变。一旦停止加热，沸腾立即停止，表明液体沸腾中不断吸热。 2 ? ?实验中值得注意的几个问题 2.1 ? ?选用合适的酒精灯和温度计 选用酒精灯：酒精灯的火焰要合适。如果火焰无力，通过石棉网再传递给烧杯中的水，将会造成水的温度上升很慢，给观察水沸腾的现象和按记录绘制水沸腾的图像带来很大不便。为此，需要选用一个火焰合适的酒精灯（酒精纯度要高， 灯芯粗些，外露部分稍长些）。 选用温度计：如果实验室有足够多的温度计可供挑选，课前教师最好把它们放在沸水中检测一下，尽可能把那些温度读数相差很小（读数相同更好）的温度计发给学生做实验，剔除那些读数偏离过大的温度计，以提高实验效果。 2.2 ? ?选用温度适当高一些的温水 实验中，有些教师为了缩短实验时间，直接选用曾经沸腾过的热水让学生做本实验。由于热水曾经沸腾过，水中溶有的空气欠缺，当再次沸腾时，便会失去沸腾的原始现象，如失去被加热的水由平和到剧烈的汽化的转变过程，即便达到沸点，也只是产生少量气泡上升变大，到水面破裂，却难以找到那种在液体内部和表面同时产生大量气泡剧烈的沸腾现象，使学生对课本上所说的沸腾现象产生质疑。为此，即便为了节省时间，也绝不能用曾经沸腾过的热水，但可选用温度适当高一些的较纯净的温水来加热。 2.3 ? ?仪器的组装和调节要合理适中 本实验仪器较多，组装较难，实验中也有一定的危险性。因此，学生在铁架台上组装仪器时，按照先下后上的原则组装。石棉网调节到酒精灯外焰的位置（用外焰加热）;烧杯里水量适中，半杯即可;温度计的玻璃泡插入水的中部，不可太近杯壁及杯底，否则，其示数不能准确反映水的温度;杯口盖一张中心有孔的硬纸片，以减少热损失。另外，实验前每个实验组准备一块湿抹布备用，万一酒精洒落在实验桌上燃烧时予以立刻扑盖。 2.4 ? ?选择合适的初温和时间间隔进行记录 为了直观地反映水沸腾时温度变化的特点，一般以时间为横轴，温度为纵轴，在方格纸上绘制水沸腾时温度与时间关系的图像。如果选择记录的水的初温和时间间隔不适中，就难以绘制出正确反映水沸腾的图像。实验中，选择记录的水的初温和时间间隔应根据火焰情况而定，一般以90 ℃为宜，每隔1 min记录一次温度，沸腾后持续5 min左右即可。切勿让水接近沸腾时才开始记录温度，这样就不能通过实验反映出沸腾前水温的变化情况。 2.5 ? ?选择端走烧杯来停止给水加热 为了证明液体在沸腾过程中不断吸热，学生往往用移走酒精灯的方法来停止加热。但由于火焰直接与石棉网接触，即便移走酒精灯，石棉网的温度还是较高，可以在短时间里使水继续沸腾，这就会影响实验结果。为此，可以改用端走烧杯来停止加热：即用一块抹布包住烧杯，直接一次性将烧杯端走，可以看到烧杯一旦端走，水就马上停止沸腾。这样就更能说明：沸腾过程中，虽然水的温度保持不变，但要持续加热，即液体沸腾过程中不断吸热。 2.6 ? ?改用大号试管代替烧杯 实验时，烧杯中水多了，会拖延时间。水少了，又会使烧杯中水较浅，水沸腾前和沸腾中的气泡在水中上升的过程历时太短，来不及观察气泡上升中的体积变化情况。为此，可以改用大号试管代替烧杯做这个实验（温馨提醒：在加热之初要对试管底部均匀加热，加热过程中酒精灯火焰不必太大），即便水少些，装入试管比装入烧杯中要深得多。实验改进后的优点：一是气泡在大号试管的水中上升过程历时较长，便于观察到沸腾前气泡在上升中体积逐渐变小，沸腾中气泡在上升中体积逐渐变大;二是将水加热到沸腾所需要的时间短。 参考文献： [1]蒋裕鸿.水沸腾实验需要注意的几个环节[J].物理教学探讨，2007，（2）：58. [2] 人民教育出版社等.义务教育教科书教师教学用书物理八年级上册[M].北京：人民教育出版社，2012. （栏目编辑 ? ?王柏庐） |
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