|
水的沸腾实验虽然简单，也不是随随便便就能做好的。实验时稍有不慎，同样会导致失败。现将该实验需要注意的几个方面予以指出，使水的沸腾实验更加规范和有效。 1.温度计的玻璃泡应刚好浸没于水面下 笔者发现，温度计玻璃泡浸入水中的深度对测量结果有重要影响。水沸腾时，把温度计的玻璃泡放在水的中下层测得的温度，比放在水的上层测得的温度要高2～4℃。人们在实验中很少注意这个问题，总是在先前经验和教材插图的影响下，习惯性地将温度计的玻璃泡放在水的中层或中下层。这样测得水在常压下的沸点总是高于100℃，且由于各实验小组的温度计玻璃泡浸入深度不完全相同，又导致各小组间的测量结果不一致。笔者认为，只有将温度计的玻璃泡刚好浸没于水面下时测得的温度，才能表征水在当时气压下的沸点。笔者用此方法，在不加盖纸板的情况下，测得水的沸点为98℃，基本符合当时气压(753mmHg)下水的沸点。同时，也只有按统一标准放置温度计，各实验小组的测量结果才有可能相同。 2.用50ml的小烧杯盛水，盛水量为30ml 用大烧杯盛水做实验，加热太久，且不易观察到气泡变大的现象;而用试管盛水做实验，虽然水沸腾快，气泡变化明显，但也有不足。笔者用规格为3cm×20cm的试管盛水(水柱高12cm)做实验，发现有三点不足：一是测得水的沸点为104℃，与常压下水的沸点相差太大，学生难以接受。二是有边沸腾，边升温的现象，与“沸腾过程温度不度”结论相左。笔者观察到，当水温升到98℃时开始有气泡上升变大，99℃气泡较多，100℃有大量气泡上升变大，显然此时水已沸腾，但水温继续升高，直达104℃为止。解释这种现象颇费口舌，学生也未必能懂，应尽可能避免。三是欠安全。由于试管散热慢，当加热时间稍长，水中空气排尽时，容易发生“暴沸”。轻则溅湿酒精灯，重则伤人，显然不太安全。而采用小烧杯盛水做实验，9min内可使水沸腾，15min内可完成实验，且能清晰地观察到气泡上升变大的现象，又不会出观上述不足，是最为理想的选择。 3.酒精灯的火力要猛 要减少加热时间，关键是加大酒精灯的火力。加大火力的措施有：灯芯要粗;灯芯露出部分要长;酒精的纯度要高，要将长期放置的酒精倒掉，拧干灯芯后再加入新鲜酒精。 4.在水中放入陶瓷片和食盐 放入陶瓷片可使水长时间产生气泡，避免水“过热”。水一旦“过热”，温度将持续上升，影响实验效果。陶瓷片可取材于碗碟的碎片。另外，在水中放入食盐，可加快水对流，从而减少加热时间。 5.紧固铁环的平行夹一定要用金属制品 若用橡胶或塑料平行夹，一旦铁环受热，平行夹就会变软，铁环上盛水的杯子将倾斜，引起恐慌，不太安全。 6.要用同规格、同精度的温度计 只有使用同规格、同精度的温度计，才可能得到相同的测量结果;也只有各小组测得水的沸点相同时，实验才有说服力。如果在相同的气压下，测得水的沸点有多个，又怎能令学生信服? 7.关于在烧杯上是否加盖纸板的问题 在烧杯上加盖纸板，其优点是减少加热时间，其缺点是增大了烧杯中的气压，使水的沸点较常压时高2～3℃，且有边沸腾边升温的现象。若不盖纸板，则加热时间太长，且在水沸腾时，由于大量蒸气在温度计的玻璃棒上液化放热，使读数较正常值高1～2℃。笔者的做法是：在烧杯上加盖纸片，当水温升至95℃时，将纸片上移，既不封住杯口，又阻挡蒸气在玻璃棒上液化，效果很好。 (责任编辑：admin) |