崔佃波 孫豐富
(1.桓臺(tái)縣世紀(jì)中學(xué),山東 淄博 256400;2.臨淄區(qū)教學(xué)研究室,山東 淄博 255400)
筆者發(fā)現(xiàn),在涉及到初中物理“沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),各版本教材中所提供的方案在實(shí)踐中幾乎都存在缺憾,例如人教版教材中提供了“向燒瓶底部澆冷水”的實(shí)驗(yàn)方案(如圖1),這一方案雖然現(xiàn)象明顯,但需要準(zhǔn)備的器材很多,熱水加熱時(shí)間往往過長(zhǎng),因此教學(xué)中很少有教師在課上做演示.而在其他版本教材中出現(xiàn)的其他方案(如圖2),筆者經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)也是“紙上談兵”,因?yàn)檫@些方案都要用到橡膠軟管連接,而橡膠管遇到熱的蒸氣會(huì)變的更軟,甚至往外抽氣時(shí)會(huì)被吸癟而自動(dòng)堵住.橡膠軟管本身內(nèi)徑較大,導(dǎo)致抽氣時(shí)氣壓變化很小而影響實(shí)驗(yàn)效果.而如果對(duì)燒瓶加壓,可能因?yàn)椴缓每刂疲瑸R出液體或炸裂燒瓶而傷人,存在安全隱患.
圖1
筆者通過多次實(shí)踐,最終摸索出了探究沸點(diǎn)與氣壓關(guān)系的最佳實(shí)驗(yàn)方案.操作起來非常簡(jiǎn)單,甚至適合學(xué)生做分組實(shí)驗(yàn).
試管(φ20×200mm,配橡皮塞)1支,注射器(20mL,帶粗針頭)1支,少量熱水(上課時(shí)用普通保溫水杯攜帶即可),酒精燈1盞.
(1)將注射器粗針頭扎入橡皮塞中.
(2)若探究“氣壓減小,沸點(diǎn)降低”,則在試管中倒?jié)M熱水,然后將橡皮塞塞緊試管,把注射器插在針頭上,然后用力往外抽活塞,則觀察到試管中水劇烈沸騰起來,如圖3.
(3)若探究“氣壓增大,沸點(diǎn)升高”,則在試管中倒入少許熱水(5mL即可),然后蓋緊橡皮塞,將注射器吸入少量空氣插在針頭上,將酒精燈火焰調(diào)小,將試管放在酒精燈上加熱,待水沸騰后,給活塞稍稍加壓,則會(huì)看到水馬上停止沸騰,一松手,水又會(huì)重新沸騰,如圖4.
圖3
圖4
(1)在步驟2中試管一定要裝滿水,以保證氣壓足夠小.
(2)在步驟3中酒精燈火焰一定要小,以防止沸騰時(shí)短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大量蒸汽,將活塞頂出.壓活塞時(shí)一定不能用力過大,防止試管炸裂,以保證安全.所以如果是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),為保證萬無一失,可不考慮做步驟3.
(3)若加熱時(shí)間過長(zhǎng),試管壁較熱,可以帶薄手套操作.
(1)取材簡(jiǎn)單,易操作,可同時(shí)探究氣壓減小和氣壓增大時(shí)液體沸點(diǎn)的變化,現(xiàn)象十分明顯.
(2)在試管中裝滿溫水效果就不錯(cuò),因此無需加熱;而需要加熱時(shí),水量又極少,因此節(jié)省時(shí)間,提高了課堂效率.
1 謝忠民,黃新林.初中物理“探究水的沸騰”實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)[J].物理教學(xué)探討,2011(3):60.
2 唐士海.對(duì)沸點(diǎn)與氣壓關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)[J].物理實(shí)驗(yàn),2005(7):24.