秦婉

一、問(wèn)題的提出

沸點(diǎn)與壓強(qiáng)這兩個(gè)物理概念，對(duì)于學(xué)習(xí)物理的學(xué)生來(lái)說(shuō)一定不陌生，它們分別出現(xiàn)在人民教育出版社八年級(jí)物理的上下冊(cè)中。其中，在人教版八年級(jí)上冊(cè)第三章第3節(jié)汽化和液化這部分知識(shí)中，學(xué)生認(rèn)識(shí)到了沸點(diǎn)，即各液體沸騰時(shí)都有確定的溫度，我們稱之為沸點(diǎn)。而大氣壓強(qiáng)的學(xué)習(xí)始于八年級(jí)下冊(cè)第九章第3節(jié)。那么，液體的沸點(diǎn)與大氣壓強(qiáng)由怎樣的關(guān)系呢？在課本第3節(jié)的最后，編者以一張高原邊防哨所戰(zhàn)士用壓力鍋煮面條的圖片以及簡(jiǎn)潔文字語(yǔ)言，直接告知學(xué)生同一液體的沸點(diǎn)在不同氣壓下的溫度值。那么對(duì)于剛接觸物理的學(xué)生而言，很抽象，完全是當(dāng)做一種結(jié)論或者概念死記硬背下來(lái)的。然而這種硬記下來(lái)的知識(shí)，部分同學(xué)會(huì)遺忘，部分同學(xué)會(huì)出現(xiàn)記憶混淆，難以擲地有聲的說(shuō)出沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)的增大而增大的關(guān)系。

二、實(shí)驗(yàn)

針對(duì)以上的問(wèn)題，同時(shí)也是為了提高教學(xué)效果，很多老師也設(shè)計(jì)了一些實(shí)驗(yàn)。例如，借用在八年級(jí)上冊(cè)物理教材開(kāi)篇“有趣有用的物理”中第一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)就是“澆涼水法”演示液體沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系。這是一種較為簡(jiǎn)單、方便的方法。此法就是用涼水澆在裝有接近100℃水并用瓶塞密封的燒瓶外表，使之立即降溫而導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)氣壓下降，從而使瓶?jī)?nèi)的水沸騰。這種方法，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室也親自操作過(guò)。我們將盛有約占2/3體積的水的燒瓶放在墊有石棉網(wǎng)的鐵架臺(tái)上，下面用酒精燈加熱。待水沸騰之后，將燒瓶離火，我們看到水會(huì)停止沸騰，迅速塞上瓶塞，用坩堝鉗夾住燒瓶的瓶頸處，然后將 燒瓶倒置在實(shí)驗(yàn)室水槽上方，迅速打開(kāi)水龍頭，讓涼水從燒瓶上面澆下，我們看到原來(lái)已經(jīng)停止沸騰的水又從新開(kāi)始沸騰了。這種方法已為被很多老師所熟知。此法雖簡(jiǎn)單易行，但是也存在一些問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須用剛停止沸騰的開(kāi)水，因而課堂上必須使用爐具即時(shí)加熱，這一過(guò)程要注意操作安全；加熱的過(guò)程需要一段時(shí)間，在物理課時(shí)如此緊張的條件下，這也成了一個(gè)必要考慮的因素；同時(shí)，操作過(guò)程要迅速，以免散熱太快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。

通過(guò)降低燒瓶本身的溫度可以減小瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，我們也可以直接減小瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，來(lái)觀察沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)室中，我們?cè)谏弦粋€(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將燒瓶中沸騰的水迅速倒入廣口瓶中，塞緊帶有溫度計(jì)和玻璃小管的橡膠塞，將玻璃管通過(guò)橡膠軟管與微型臺(tái)式真空泵相連接，開(kāi)始對(duì)瓶?jī)?nèi)抽真空。理論上講，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)降低，那么我們是可以看到水再次沸騰的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的。但是很遺憾，我們接連做了好幾次實(shí)驗(yàn)，均沒(méi)有看到理論上該有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，我認(rèn)為實(shí)驗(yàn)沒(méi)有產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果主要有這樣幾方面的原因：在實(shí)驗(yàn)中，需要將燒瓶中沸騰的水倒入廣口瓶中，然后才可以抽對(duì)其抽氣，在這一過(guò)程中，水的熱量散失很快；其次，廣口瓶，以及廣口瓶與微型臺(tái)式真空泵接觸的底座的溫度都遠(yuǎn)低于瓶?jī)?nèi)的水的溫度，這種溫差導(dǎo)致兩者之間發(fā)生熱傳遞，即是迅速的抽氣，但是還是趕不上熱量散失的速度，同時(shí)從瓶塞上的溫度計(jì)上我們也可以看到水溫下降的很快，這就導(dǎo)致即是抽氣降低了瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，但是水還是沒(méi)有沸騰的現(xiàn)象產(chǎn)生；第三，也有可能是微型臺(tái)式真空泵的真空度太低，或者橡膠軟管與玻璃管的連接不太好，氣密性差，這些都導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)達(dá)不到預(yù)期的現(xiàn)象。

三、改進(jìn)

我們可以如下的改進(jìn)：用附圖所示的裝置，以人工吹氣作演示效果較好，如能由學(xué)生分組觀察實(shí)驗(yàn)，則效果也很好。其優(yōu)點(diǎn)是：①不用抽氣機(jī)，而是用嘴含著橡皮管吸氣或吹氣，可以增加學(xué)生的實(shí)際感受與趣味性：②效果明顯并可由溫度計(jì)看到具體的度數(shù)，如吸氣時(shí)，雖離火而已經(jīng)停止沸騰的水卻可再沸騰一段時(shí)間，溫度降到100℃以下時(shí)仍可再沸騰。反之，水在燈焰上正急劇沸騰，大汽泡很多的情況下，用力向試管內(nèi)一吹氣，大汽泡立刻顯著減少或暫時(shí)停止沸騰。如繼續(xù)再加熱并繼續(xù)吹氣，最后可見(jiàn)再次沸騰時(shí)沸點(diǎn)會(huì)高于100℃。一松口放氣則沸點(diǎn)又恢復(fù)100℃；○3可將試管直接放在酒精燈上加熱，且水也只用很短的時(shí)間便可沸騰；④試管內(nèi)汽泡變化情況清晰。在該實(shí)驗(yàn)中要注意這樣幾點(diǎn)：①裝水的試管底部要放少量粗砂粒以防崩沸。②中間加一空試管以防熱水吸入口內(nèi)。○3各個(gè)連接口注意保持氣密性。這種改進(jìn)主要是從實(shí)驗(yàn)取材方面考慮的，如果實(shí)驗(yàn)條件允許，那么完全可以用一些更加先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，例如沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的高精度的分析儀，或者用壓強(qiáng)溫度的傳感器等。

四、總結(jié)與反思

創(chuàng)新才能不斷發(fā)展，要不斷思考不斷創(chuàng)新。方向和目標(biāo)是貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)的核心，只有明確方向，圍繞這個(gè)方向努力下去，才可能有結(jié)果。創(chuàng)新點(diǎn)可以從很多方面確定，不一定是很高深很前沿的東西。確立了創(chuàng)新點(diǎn)之后就要開(kāi)始整個(gè)實(shí)驗(yàn)了，可以先熟悉幾次實(shí)驗(yàn)過(guò)程，再一步步認(rèn)真研究。此時(shí)，一定要注意積累經(jīng)驗(yàn)，能夠提出大膽的猜測(cè)，并為之付出實(shí)踐。用發(fā)散思維多方位的考慮，作出大膽的猜測(cè)，但要始終圍繞創(chuàng)新點(diǎn)，不能偏離主題，也不能隨意猜測(cè)，而要有根據(jù)有目的地做出假想，再一步步實(shí)踐去驗(yàn)證自己的猜測(cè)。其實(shí)，每一個(gè)偉大的成就都是這樣“平凡”地一步步得出來(lái)的。