1.溫度計(jì)的玻璃泡應(yīng)剛好浸沒于水面下
筆者發(fā)現(xiàn),溫度計(jì)玻璃泡浸入水中的深度對(duì)測(cè)量結(jié)果有重要影響。水沸騰時(shí),把溫度計(jì)的玻璃泡放在水的中下層測(cè)得的溫度,比放在水的上層測(cè)得的溫度要高2~4℃。人們?cè)趯?shí)驗(yàn)中很少注意這個(gè)問題,總是在先前經(jīng)驗(yàn)和教材插圖的影響下,習(xí)慣性地將溫度計(jì)的玻璃泡放在水的中層或中下層。這樣測(cè)得水在常壓下的沸點(diǎn)總是高于100℃,且由于各實(shí)驗(yàn)小組的溫度計(jì)玻璃泡浸入深度不完全相同,又導(dǎo)致各小組間的測(cè)量結(jié)果不一致。筆者認(rèn)為,只有將溫度計(jì)的玻璃泡剛好浸沒于水面下時(shí)測(cè)得的溫度,才能表征水在當(dāng)時(shí)氣壓下的沸點(diǎn)。筆者用此,在不加蓋紙板的情況下,測(cè)得水的沸點(diǎn)為98℃,基本符合當(dāng)時(shí)氣壓(753mmHg)下水的沸點(diǎn)。同時(shí),也只有按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)放置溫度計(jì),各實(shí)驗(yàn)小組的測(cè)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(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有三點(diǎn)不足:一是測(cè)得水的沸點(diǎn)為104℃,與常壓下水的沸點(diǎn)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(dāng)水溫升到98℃時(shí)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(shí)水已沸騰,但水溫繼續(xù)升高,直達(dá)104℃為止。解釋這種現(xiàn)象頗費(fèi)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(dāng)加熱時(shí)間稍長(zhǎng),水中空氣排盡時(shí),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(shí)驗(yàn),9min內(nèi)可使水沸騰,15min內(nèi)可完成實(shí)驗(yàn),且能清晰地觀察到氣泡上升變大的現(xiàn)象,又不會(huì)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(shí)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(zhǎng);酒精的純度要高,要將長(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)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(shí)驗(yàn)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(duì)流,從而減少加熱時(shí)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(huì)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(jì)
只有使用同規(guī)格、同精度的溫度計(jì),才可能得到相同的測(cè)量結(jié)果;也只有各小組測(cè)得水的沸點(diǎn)相同時(shí),實(shí)驗(yàn)才有說服力。如果在相同的氣壓下,測(cè)得水的沸點(diǎn)有多個(gè),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(diǎn)是減少加熱時(shí)間,其缺點(diǎn)是增大了燒杯中的氣壓,使水的沸點(diǎn)較常壓時(shí)高2~3℃,且有邊沸騰邊升溫的現(xiàn)象。若不蓋紙板,則加熱時(shí)間太長(zhǎng),且在水沸騰時(shí),由于大量蒸氣在溫度計(jì)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(dāng)水溫升至95℃時(shí),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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