水沸騰實驗需要注意的幾個方面

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

 水的沸騰實驗雖然簡單,也不是隨隨便便就能做好的。實驗時稍有不慎,同樣會導(dǎo)致失敗,F(xiàn)將該實驗需要注意的幾個方面予以指出,使水的沸騰實驗更加規(guī)范和有效。

  1.溫度計的玻璃泡應(yīng)剛好浸沒于水面下
  筆者發(fā)現(xiàn),溫度計玻璃泡浸入水中的深度對測量結(jié)果有重要影響。水沸騰時,把溫度計的玻璃泡放在水的中下層測得的溫度,比放在水的上層測得的溫度要高2~4℃。人們在實驗中很少注意這個問題,總是在先前經(jīng)驗和教材插圖的影響下,習(xí)慣性地將溫度計的玻璃泡放在水的中層或中下層。這樣測得水在常壓下的沸點總是高于100℃,且由于各實驗小組的溫度計玻璃泡浸入深度不完全相同,又導(dǎo)致各小組間的測量結(jié)果不一致。筆者認為,只有將溫度計的玻璃泡剛好浸沒于水面下時測得的溫度,才能表征水在當時氣壓下的沸點。筆者用此,在不加蓋紙板的情況下,測得水的沸點為98℃,基本符合當時氣壓(753mmHg)下水的沸點。同時,也只有按統(tǒng)一標準放置溫度計,各實驗小組的測量結(jié)果才有可能相同。

  2.用50ml的小燒杯盛水,盛水量為30ml
  用大燒杯盛水做實驗,加熱太久,且不易觀察到氣泡變大的現(xiàn)象;而用試管盛水做實驗,雖然水沸騰快,氣泡變化明顯,但也有不足。筆者用規(guī)格為3cm×20cm的試管盛水(水柱高12cm)做實驗,發(fā)現(xiàn)有三點不足:一是測得水的沸點為104℃,與常壓下水的沸點相差太大,難以接受。二是有邊沸騰,邊升溫的現(xiàn)象,與“沸騰過程溫度不度”結(jié)論相左。筆者觀察到,當水溫升到98℃時開始有氣泡上升變大,99℃氣泡較多,100℃有大量氣泡上升變大,顯然此時水已沸騰,但水溫繼續(xù)升高,直達104℃為止。解釋這種現(xiàn)象頗費口舌,也未必能懂,應(yīng)盡可能避免。三是欠安全。由于試管散熱慢,當加熱時間稍長,水中空氣排盡時,容易發(fā)生“暴沸”。輕則濺濕酒精燈,重則傷人,顯然不太安全。而采用小燒杯盛水做實驗,9min內(nèi)可使水沸騰,15min內(nèi)可完成實驗,且能清晰地觀察到氣泡上升變大的現(xiàn)象,又不會出觀上述不足,是最為理想的選擇。

  3.酒精燈的火力要猛
  要減少加熱時間,關(guān)鍵是加大酒精燈的火力。加大火力的措施有:燈芯要粗;燈芯露出部分要長;酒精的純度要高,要將長期放置的酒精倒掉,擰干燈芯后再加入新鮮酒精。

  4.在水中放入陶瓷片和食鹽
  放入陶瓷片可使水長時間產(chǎn)生氣泡,避免水“過熱”。水一旦“過熱”,溫度將持續(xù)上升,影響實驗效果。陶瓷片可取材于碗碟的碎片。另外,在水中放入食鹽,可加快水對流,從而減少加熱時間。

  5.緊固鐵環(huán)的平行夾一定要用金屬制品
  若用橡膠或塑料平行夾,一旦鐵環(huán)受熱,平行夾就會變軟,鐵環(huán)上盛水的杯子將傾斜,引起恐慌,不太安全 初三。

  6.要用同規(guī)格、同精度的溫度計
  只有使用同規(guī)格、同精度的溫度計,才可能得到相同的測量結(jié)果;也只有各小組測得水的沸點相同時,實驗才有說服力。如果在相同的氣壓下,測得水的沸點有多個,又怎能令學(xué)生信服?

  7.關(guān)于在燒杯上是否加蓋紙板的問題
  在燒杯上加蓋紙板,其優(yōu)點是減少加熱時間,其缺點是增大了燒杯中的氣壓,使水的沸點較常壓時高2~3℃,且有邊沸騰邊升溫的現(xiàn)象。若不蓋紙板,則加熱時間太長,且在水沸騰時,由于大量蒸氣在溫度計的玻璃棒上液化放熱,使讀數(shù)較正常值高1~2℃。筆者的做法是:在燒杯上加蓋紙片,當水溫升至95℃時,將紙片上移,既不封住杯口,又阻擋蒸氣在玻璃棒上液化,效果很好。

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