与高温水蒸气有关的初中物理实验组合研究

与高温水蒸气有关的初中物理实验组合研究内容摘要初中物理学中与水蒸气有关的实验较多，这些实验多用玻璃仪器来进行装置，但由于具有实验危险性，至使一些老师就只用多媒体课件来代替实验，影响教学效果。为此，我们通过调查、研究、论证，设计制作了一套多功能的组合实验装置，它不仅克服了玻璃仪器做实验的缺点，还极大地提高了课堂教学效果和效率。关键词水蒸气初中物理实验组合研究制作初中物理学中与水蒸气有关的热学实验内容，涉及到初中物理课程标准中的3个一级主题物质、运动和相互作用、能量；3个二级主题物质的形态和变化、多种多样的运动形式、能量的转化和转移；7个三级主题，分别是（1）“能区别固、液和气三种物态”，（2）“了解液体温度计的原理，会测量温度”，（3）“通过实验探究物态变化过程”，（4）“能用水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象”（5）“能从生活、自然中的一些简单热现象推测分子的热运动”，（6）“通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化”，（7）“结合实例认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程”。根据课程标准的要求，各种版本的教材中，都设计了大量的探究实验，G10317别是与G20652温水蒸气相关的实验。G17837些实验G16025G13634一G14336都是用实验G4472的G10639G10839G1214G3132G7481G13464G16025，实验中的G20652温G20652G2399G1867有G5468大的G2373G19517G5627，G5194G1000有些实验G16025G13634G5468多学G7669根本就G8821有。G6117G1216通过G16855G7609、G11752究和G16782G16789，设计G2058作了一G3883G999用G16025G13634，G4439G1867有G4445G1852、实用、功能G21796G1852、G1363用G7053G1427G12573G10317G9869。本G7003G4557G16825G13464合G16025G13634作一简单G1183G13473。一G714G3G20652温水蒸气G2469生G16025G13634A1A0A3A2A4A2A5A6A8A9A4A10A7A4A2A121A13A11S1A13A11S3A13A11S2G7609G19417各种版本教材，G1972G1058都是用G10639G10839G1214G3132G9915G10954或大G16809G12661G7481G13485水G2164热，G9915G10954或G16809G12661G2487G3634G990G5114G4560气G12661的G8245G14026G3634，G1889用G18214G12946G9795作热G9316。G17837种G16025G13634G7053G8873的主要G13582G9869是1一G14336G18214G12946G9795G9791G9988单G1313G7114G19400G6930G1998的热量G17751G4581，水G8844G14162G7114水蒸气G1147生G17907度G17751G5942，不G7143G14731G5483G20652气G2399的气G8981G13792G5445G2721实验G6940G7536；2实验G7114G1038了G6564G20652水蒸气气G2399，容G7143G2469生G10202G9868G13792G1998现G4445G1852G1119G6937；3G16025G13634不G7053G1427，用G7114G17751G19283，G5445G2721课G3542教学G6940G10587。G1038了G9397G17287G990G17860要求，G19668要用G4445G1852G5627G17751G20652的G18341G4658容G3132，G7380G3921是G11017热式。G6117G1216通过G16855G7609G2469现，G4490用G20290水G7438用的G2164热G16025G13634G8503G3921G12538合实验要求。G1866功G10587一G14336G13434G3324350WG252750W，G5235G7099G20290水G7438G990G5468容G7143G6226到G17837种G16025G13634，G6925变部分元件的用途，G2164G16025一个水G1313计、进水漏斗及开关G12573，一个G20652G2399水蒸气G2469生G16025G13634就完成了。结构如图1所示。G1363用G7114，先通过漏斗从进水G12661向容G3132内注入适量的水，水量控G2058G3324容积的1/3G2522/3，如过多会G1363G8844G14162的水从排气G12661排G1998，过G4581则容G7143G9915坏G11017热G12661，可通过水G1313计观察容G3132内的水量。开关S3处于开启状态，注水后，开关S1关闭，S2打开，接入G11017G9316（交G8981220V）G1000闭合G11017G9316开关，G5468快（大G134342分钟）水就会G8844G14162起G7481，G20652温G20652G2399的水蒸气从排气G12661G2487排G1998。二G714G3蒸气轮G7438模型及G2469G11017G16025G13634蒸气轮G7438是重要的热G7438之一，广泛应用于G9791力G2469G11017和核G11017中，实际的蒸气轮G7438结构复杂，G1038了让学生了解包括蒸气轮G7438G3324内的所有热G7438的工作原理，理解通过做功，内能可转化G1038G7438械能，设计一个用G20652G2399水蒸气G7481驱动叶轮转动的实验是十分必要的。用G7143拉罐的G18341G4658皮作原料，G5468容G7143就能G2058作一个叶轮G7438模型。热G7438所G14731G5483的G7438械能不仅可直接用于工农业生G1147及国防、科技G12573，还可以将G4439转化G1038G11017能G5114动G2469G11017G7438G2469G11017。G3324本G16025G13634中，可直接将蒸气轮G7438模型G4445G16025G3324一个微型G2469G11017G7438的轴G990，G6117G1216通过反复G16809验，选用一个低G2399直G8981马达（如DC12V），G7481作G1038微型G2469G11017G7438比G17751理想，G1038了防止G20652温水蒸气G4557微型G2469G11017G7438的损坏，可用一个G7143拉罐切成一个圆柱形防护罩，G4445G16025G3324叶轮和G11017G7438之G19400，G1363G11017G7438处于防护罩内。通过测量微型G2469G11017G7438的输G1998G11017G2399G13434G103807V，G17837是不能直接G9869亮一只小G9795泡的，G1038了G14731G5483明显的实验G6940G7536，G6117G1216利用三极G12661的G6930大G10317G5627，G7481启动一个由LEDG9795泡G13464成的G11017路，G11017路原理如图2所示。G1866中，G11017池用五号干G11017池一G4557，三极G12661可用“N9014”，滤波G11017容可选用“16V47F”G11017解G11017容G3132，LEDG9795泡可用此类手G11017筒G990的光G9316及所附G11017路板。三G714G3G4472内暖气G16025G13634模型G4472内暖气设备主要是利用G20652温水蒸气液化G7114，要G6930G1998热量的原理工作的，是气体液化G6930热现象G3324日常生活中的典型应用。学G7669实验G4472一G14336G8821有G17837种G16025G13634。G7609G19417各种资料，也G8821有类似实验用G1147品。经分析G16782G16789，G6117G1216认G1038完G1852可自G2058一个G17837样的模型，现就此模型的G2058作G7053G8873G1183G13473如下。G6967热G12661可G6226一G8585直G5464G134348MM的G15192G18341G4658G12661经G5379G6252G13792成，G5379G6252G7114G1038防止G18341G4658G12661的不G16280则形变，可先G3324G12661内G16025G9397干G13466G8813，G3634G13051G1016G12483开G2487，用手G5942G5942G5379G6252成图3所示的形状，G5379G6252G3921后将G13466G8813G1510G1998。G1038G3698大G6967热G12661的G6967热G19766积，可用G16280G7696G10384MM2的G19121G4560G13459G13481G3324相G5191G15904的G18341G4658G12661之G19400。“G6163G19400”模型可用03CM的G14026合板G2058作成相应G16280G7696的G7420G12677，G1038G1427于观察，G1866G12677G11434G990开一G10639G10839G12395G2487，G20042部G19087G4392G6566入一G6915G13430水温度计，G1016G1403各G19087一G4392用G7481G4445G16025G6967热G12661的输入、输G12661G2487，将G2058G3921的G6967热G12661G4445G16025到G12677内G5194固G4462。G3247G714G3G1866G4439G16025G13634及G6984体G13464G160251G714G2955气G12661G3080及G17842接G3252G2955气G12661G19668G17194G20652温G20652G2399，G3252此，G12661G3080可用适G5415直G5464的G18341G4658圆G10676G12520G3883G2058作，G17842接G12661也要G18331用G17194G20652温的G3621料G12661，G20290水G7438G990的热水G12661比G17751合适。G3252G19668G16855G14422G2955气G12661与叶轮的G7053向，可G2058作一个G3324水G5191G7053向和G12458直G7053向都能自由转动的“G987向G3853”，G1889用G987向G3853G6238G2955气G12661固G4462G3324G6915G7562G990。2G714G5225G5243及G6915G7562G6226一个适G5415大小的G3621料G11430G11434作G11017热G3132G5225G5243，G5194将G4439G4445G16025G3324G6984个G16025G13634的G5225G5243G990，G6915G7562可用G14026合板及G7420G7053G19037成G12366G5527板，G2414度G134343CM，G5194固G4462G3324G7420质G5225G5243G990。30CM20CMA143A1523G714G9795泡G2469光G11017路的G4445G16025将G11017池G11430及G11017路板G16025G3324G12366G5527G6915G7562内的G990部，G6915G7562后G1403G4557应G11017池G11430G1313G13634，开一个可开关的小G19388，G1427于G4445G16025和G7368G6454G11017池。G6915G7562G990部G8503G19766圆G4392处G16025G990LEDG9795，G5194G4445G16025G1016个接G13459柱与微型G2469G11017G7438相G17842接。4G714暖气G16025G13634模型的G4445G16025和G17842接G3324G6915G7562G990G4445G16025一个可通过转动G13792G6922、G6930的G18341G4658G17842接G7450，暖气G16025G13634模型的后G1403G16025G990G1016个活动G2357，用G7481固G4462G3324G18341G4658G17842接G7450G990。用一G8585G20652温G4560气G12661G6238暖气G16025G13634模型的输入G12661G2487与G11017热G3132G990的G2955气G12661相G17842接。将G990G17860各部分G4445G16025G3921后，可将G6984个G16025G13634作G16855G6984、G13666化，一个多功能的G13464合实验G16025G13634就完成了，G6984体G6940G7536如图4所示。利用G16825G13464合G16025G13634可进G15904的实验观察和实验探究主要有实验一“G11345气现象”生活中的“G11345气现象”G17751多，如G9915开水G7114G3786G3080G6930的“G11345气”、G3811G3837G2474G1998的G19646G12969G2620G3272G1894G1998“G11345气”、G1920G3837G1166G1216从G3080G18336G2640G1998“G11345气”G12573G12573，自然界中的“G19666”、“G1125”G12573实际G990也是G1166G1216G11487到的“G11345气”。G4439G1216实质G990G5194不是“气”，G13792是“液”，是水蒸气G3252温度G19489低G13792“液化”G1038小液G9416，G5760G9026G3324G12366气中所G11487到的现象。转动本G16025G13634G990的“G987向G3853”，G1363G2955气G12661G3080水G5191向G3818G1403，水G8844G14162后从G2955气G12661G3080G2955G1998水蒸气，可观察到G12175G12661G3080G17751G17829的G1313G13634G8821有“G11345气”，G4439是G7422G15999液化的水蒸气，G17751G17840一G9869的G1313G13634有大量的“G11345气”G1147生，G4439是G5062液化的小水G9416。实验二“G1166G17908G19644”现象将G2955气G12661G2487G4557准一个G18341G4658G2254子的G1997G19766，G1000G1363G18341G4658G2254子的G1997G19766G11065向下G1554G7024，G5468快就可观察到有大量的水G9416从G18341G4658G2254子G990G9416下。G16825现象也可G16840明自然界中水的循环过程。实验三G8785化要G2572热水的G8844G14162过程要不G19400G7041G3332G13485水G2164热，如G7536G1584止G2164热，水就G12447G2375G1584止G8844G14162，G16840明液体G8844G14162G7114要G2572热；将本G16025G13634G990的温度计G2474G1998G7481，G6238G10639G10839泡G6930入一G7491G19283G7114G19400G6930G13634G3324G4472内的G1931水中，G16847G1998G1866计G6980，G2474G1998温度计，用一G3371G14085G14038G7837G9036G990同一G7491中的水，G1889将G4439包G3324温度计的G10639G10839泡G990，可观察到G1866G16847G6980会G19489低。G17837一现象G16840明液体蒸G2469G7114要G2572热。实验G3247液化要G6930热G6238排气G12661G17842接G3324“G4472内暖气G16025G13634”的进气G12661G2487，通A164入水蒸气，可观察到“G4472内”温度G990G2331，G5194G1000暖气模型输G1998G12661G2487有大量水G9416G8981G1998，G17837是水蒸气液化G13792G1147生的。G17837G16840明液化过程要G6930热。通过G16825现象可G13485学生G1183G13473G4472内暖气设备的工作原理。实验五气体G4557G3818做功，可G1363气体的内能G1955小（是G6925变物体内能的G7053式之一）G20652温G20652G2399的水蒸气推动蒸气轮G7438模型的叶轮做功G13792G1363叶轮转动，G1363内能转化G1038G7438械能，水蒸气的内能G1955小温度G19489低。实验G1857探究能量的转移本G16025G13634可通过有关热G1268G17894过程