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水沸腾实验创新改进

来源:物理好资源网 编辑:秩名 时间:2019-12-23 点击量:
水沸腾实验创新改进
 
一、创新实验目的:通过对水沸腾实验装置的改进,使实验现象更加明显,更节省能源,并充分利用教学资源完成更多的教学任务。


二、实验仪器及用品:铁架台、温度计、大试管(两只)、酒精灯、大烧杯、橡胶塞、玻璃管、胶管。

三、实验装置图及说明:


 
    原实验装置
   
    

改装后实验装置

水沸腾实验是《物态变化》一章中非常重要的一个实验。

原实验方案实验总结;

教材中对这个实验的方法设计是:利用酒精灯作为加热工具、烧杯为加热容器。但是在实际操作中,我们发现了几点不足,主要有:

(1)实验时间过长。教材中介绍的试验方法,在用酒精灯加热小烧杯时,需要垫上石棉网,这样使得小烧杯内的水受热较慢,加热时间过长。

(2)消耗燃料多。按照教材的实验装备进行实验,热量散失较多,不仅使得加热时间过长,而且增加了酒精的消耗,造成不必要的浪费。

(3)沸腾前后现象不够明显。通过多次实验,我们发现,按照课本的实验方法做水沸腾实验,很难观察到教材中所描述的实验现象。在用烧杯做加热容器的时候,在烧杯底下垫上石棉网,加热缓慢,沸腾前后均未听到响声;在水沸腾后也未见大量的气泡冒出。

(4)个别实验现象与理论不符。在水沸腾后撤去酒精灯,由于铁圈和石棉网的余热,沸腾的水还要继续沸腾一段时间,这与理论上的“停止加热,沸腾停止”不符。

(5)温度计的放置不易操作。由于烧杯中所加水较浅,烧杯也较小,因此在用温度计测水温时,很不方便,容易碰到容器底和容器壁。

四、实验创新点及其意义:

我们经过思考以及实验检验,最后确定了用普通试管代替小烧杯做加热容器的实验改进方案。

1、改进的具体内容是:

(1)将小烧杯换成试管作为加热容器。
(2)用带缺口的泡沫塑料塞子固定温度计。
(3)在此基础上可进行气体液化的探究实验。
2、改进后实验的优点有:
(1)实验用时短。与原先实验相比较,在应用试管作加热容器后,由开始加热到沸腾所用的加热时间明显变短。
(2)实验现象明显。水沸腾前,在加热过程中,水温逐渐升高,有很明显的响声,气泡由试管底部冒出向上运动现象明显;沸腾后温度保持不变,有大量的气泡冒出,汽化现象非常剧烈。
(3)燃料消耗大大降低。缩短加热时间的同时也大大减少酒精的消耗。
(4)解决原实验中现象与理论不符的问题。用试管进行加热,当撤去酒精灯,试管中的水立刻停止沸腾,解决了原实验中出现的现象与理论不符的难题。

(5)加固温度计,使得实验器材的组装更加简易。通过在试管口处加一个缺口的泡沫塑料塞,在保证试管与大气相同气压的基础上,固定温度计,既避免温度计碰到容器底和容器壁,也使得实验器材的组装更加简易。
(6)在此基础上可进行关于“气体液化”的延伸实验。
通过对水沸腾实验的改进,在此基础上可进行水蒸气液化的实验。充分利用现有器材,更高效率地相关知识的学习。具体操作如下:



A、用温度计量出大烧杯中水的初始温度。
B、将通有导气管的试管放入大烧杯中,向试管中导入沸腾后的水蒸气,一段时间后观察温度计的示数变化。
C、将烧杯中的试管取出,观察原先干燥的试管内壁有何现象出现。
 

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