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水沸腾实验注意事项

分类:学习方法   更新:2016/8/14   来源:本站原创

    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,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,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,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内可使水沸腾初中生物,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。

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