高中物理创新数学设计四十八

1、众所周知，液体 的沸点跟压强有关 系。压强增大，沸点 升高；压强减小，沸点 降低。为了较好地说 明这一关系，浙江慈 溪横河中学徐志长老 师对课本中“水在低 压下沸腾”的演示实 验作了一点改进。如图所示，在 500ml的平底烧瓶中 加入热水，在橡皮塞 上插一支温度计和一根兀型玻璃管。玻璃管上口紧套一段带有螺 丝夹子的橡皮管，一侧管口紧套一段橡皮管与U形水银气压计相 连，另一侧管I I也紧套一段橡皮管与100ml的针筒相连，即成演示装 置。演示时，松开螺丝夹子，使瓶内水面上方的空气压强与大气压 强相同。用酒精灯加热，使水沸腾。记录此时水的沸点。随后迅速 旋紧螺丝夹子，并用针筒向烧瓶内打气。这时可以

2、看到，气压计两 管中水银面出现明显的高度差，说明瓶内压强大于外界大气压。温 度计示数上升，与此同时瓶内原已沸腾的水却停止沸腾。表明沸点 升高。移开酒精灯，旋松螺丝夹子，可以看到水又沸腾。当水停止沸 腾，温度下降到95t左右时，再将螺丝夹子旋紧，用针筒将烧瓶中的 空气抽出一部分，可以从气压计中看到瓶内压强低于大气压，同时 水又重新沸腾。做好这实验的关键,一是瓶塞不能漏气。二是所加的热水要加 满到瓶口仅留少量空气。这是因为我们所用的针筒容量是有限的, 又不能连续抽气,只有当瓶中留卜的空气极少时，用针筒一抽气，瓶 内压强才能有较大的变化。饱和汽与饱和汽压演示实验的改进高中物理教材（甲种本）第二册，关

3、于饱和汽与饱和汽压一组实 验，基本上沿用了文革前高中物理教材中 的装置及方法。现行甲种本用第94页图 53和第96页图55两套装置演示。图 53演示不同液体的饱和汽压需要在h 管中重新充满水银或用几根玻璃管，操作 不大方便。图55演示饱和汽压与体积 无关实验，需要一个较深的容器.4和数量 较多的水银，一般中学不具备此条件。据 了解，很多中学没有做图5-5实验。为 此，江苏省淮阴县中学李自强、李家骥老师 对此实验作了改进。改进后的实验有如下 优点：（1）二套装置合并成一套装置，且操 作方便，现象明显;（2）不需要较深的容器；（3）所需的水银量约为45毫升（比灌二根托里拆利管所需的水银还 少）。1

4、 .实验器材及装置两根壁厚约0.1厘米，内径约（）.57厘米，长约8（）厘米，两端开 口的玻璃管。其中根的端烧融拉尖，以能用眼药水瓶上的小橡 皮帽套上并不漏气为准。、两管间用长约80厘米的硬橡胶管紧 密连接，一根有亳米刻度的米尺，具体装置见图。2 .实验演示项目、步骤（1）大气压测定a、b两管等高,水银从b管装入至水银面略超过a管的中点。 然后升高/,管，使“管中的水银面尽量升高到尖端最高处而不溢 出，此时在尖端套上密封橡皮帽，切记勿使尖端留有空气泡。然后 2352 降低b管，使a管中水银面上方空出适当高度的托里拆利真空，读 出ab两管中水银面的高度差，就是大气压的数值，记录备用（若有 标准气

5、压计，步骤1可省略）。（2）饱和气压的测定：拔去橡皮帽，升高/）管，使管水银面上升到离尖端底部约3 毫米处，固定管。用注射器从管尖端开口处注入乙嵯（或其它 液体），略有溢出，同时在橡皮帽内也注满乙醛，用橡皮帽密封尖端, 勿使尖端留有空气泡（实验成败关键所在）。降低b管，使a管水银 面降至适当高度并留有部分乙醛液体，读出ab两管水银面高度差 /?,-/?就是乙醛的饱和汽压。换成其它液体，可测出其它液体的 饱和汽压。3 .饱和汽压和温度的关系演示用手或不同温度的湿毛巾包住”管.上端汽柱，清晰看到饱和汽 压随温度升高而明显增大，若用乙酸棉球擦。管汽柱处玻璃管外 壁，明显看到饱和汽压随温度降低而减小。

6、4 .饱和汽压与体积无关演示 升（降）管，减少（增加）饱和汽柱体积，明显看到«管中乙醛液体增加（减少），而两管中水银面高度差不变。5 .未饱和汽转为饱和汽演示将b管降低至管中水银面上的乙除液体全部消失，用乙醛棉球擦试汽柱处使之降温，可见乙醛液体出现：或升高b管即增加压 强，可见乙酰液体出现:或降温、升压并举也可见乙醛液体出现。数据记录；1985年12月5日，大气压用步骤1测得。气温大气压乙醛饱和气压酒精饱和汽压5七755mmHg2321TlmHg15.5mmHg说明:1 .可以用一点点红墨水把乙悔染红，提高可见度。2 .完成步骤1后，也可用注射器在橡皮帽上部或在ab连接皮 管近a管处

7、注入乙酸，然后用黄油或胶水密封针孔眼。 2353 框架上,筒上下两口用软木塞塞紧。一个热学演示实验的改进高中物理第二册（甲种木）中，在研究饱和汽压跟温度与体积的 关系时，若根据课本介绍的方法演示，虽然简便、直观。但也有缺 点:不能定量研究;不宜搬动；对于条件较差的学校，还可能 由于器材不足而不能演示。因此浙江省新昌县澄潭中学杨永强老 师将这个实验做了改进。【装置】见图，将一个直径约4厘米的玻璃圆筒竖直固定在铁架台的木 一根上端有进液漏斗的长玻璃管穿过 两个软木塞贯通圆筒，下端用橡皮管 与长颈漏斗相连。这个长颈漏斗也竖 直地夹在木框架上，但可以上下移动。 圆筒的匕端软木塞上插入支温度计 和个灌水

8、漏斗，下端的软木塞上插 入一个带有放水开关的玻璃管。【演示】（1）演示饱和气压与体积的关系先打开进液漏斗的开关，将干净 的水银由长颈漏斗中注入。提起长颈 漏斗，使长玻璃管中的水银略低于进 液漏斗的开关。再在进液漏斗中注入 适量的乙醛（或酒精），使乙醛面略高 于进液漏斗的开关。然后关好进液漏斗的开关，慢慢地降低长颈漏 斗，使长玻璃管里的水银面下降。稍待一段时间后，长璃离管的上 方就是乙醛的饱和汽。乙健的饱和汽压可从两水银面的高度差值 及大气压值求得。升高或降低长颈漏斗，使长玻璃管内的水银而上 升或下降,就可研究饱和汽压与饱和汽体积的关系。（2）演示饱和汽压与温度的关系 2354 在演示饱和汽压与

9、体积的关系的基础上，先将长颈漏斗固定在 木框架上，把放水开关关上,从灌水漏斗中灌入适量的水，接通电热 丝的电源，就可观察饱和汽压随温度的变化而变化的关系。下面是 我用此装置测得的饱和汽压随温度变化的一组数据，并根据此数据 作得饱和汽压随温度变化的关系曲线。序数12345678温度1020304050607080饱和汽压 P（nunHg）3954506499161278173023222951儿点说明：（1）本仪器除了可用于上述实验外，还可用于演示气体状态变 化的实验。（2）本实验若改为学生分组实验效果更好。实验中的玻璃圆筒 可用40即的废日光灯管代替。（3）给进液漏斗的开关涂凡士林时，注意不要

10、让凡士林堵塞小 孔。（4）做加热用的电热丝的功率不宜太大。（5）应先在玻璃圆筒内灌水后才能加热。（6）这个实验必须一次成功，否则水银被液体沾污后再做实验 误差较大。 2355 降低气压时沸腾的吸热初中物理第二册第77页汽化一节，教材中有一个演示实验:抽气在烧瓶里装入低于100t的水，抽出烧瓶里的空 气，使气压降低，就会看到水会沸腾起来，说明 在压强减小的时候，液体的沸点降低，江苏灌南 县百禄中学陈建民老师的设计如图。一些学生对 此提出疑问：液体沸腾时耍吸热，而实验中没有I三 用酒精灯加热，只是用抽气机抽气，使水面上的、 气压降低，那么，在这个演示实验中的沸腾是否也吸热呢?关于这个问题，答案是降

11、低气压时，液体的沸腾也要吸热, 这可以通过一例来说明：假设烧瓶中水的温度为98工，抽气使得 水面上的气压降低到6(X)毫米高水银柱(这个气压对应的水的沸点 是93.5t),瓶中的水沸腾了，同时水的温度在降低，沸腾时吸 热，这些热量是由水木身温度降低时放热来提供的，当水面上的 气压保持6(X)亳米水银柱高不变时，那么烧瓶中的水，从98工降 2356 低到93.5T的这段时间是沸胸的。沸点与压强关系演示实验的改进(-)液体的沸点与压强关系的演 示，新编初中课本物理第二 册是用抽气法，过去的教材则用 水淋法。两种方法的共同缺点， 是烧瓶内压强的变化不能直观地 显现出来，而且水淋法实验后瓶 塞不易拔出

12、。江西省清江樟树镇 中学席桑田老师吸取别人经验， 采用卜,述改进措施，取得较好的 教学效果。实蛤装置如图所示：瓶塞h 插根直玻璃管和根T形玻璃 管。直管上端按有小气球；T形管 的上管口套接一段挂带螺丝夹的橡皮管，侧管口用橡皮管接一个 大型注射器。演示的方法和步骤是：(1)将注射器的柱塞拉至筒口，放松螺丝夹，使瓶内的水面 与大气相通。点燃酒精灯给烧瓶加热。水沸腾后，旋紧螺丝夹。 推进注射器的柱塞给瓶内打气。这时，小气球逐渐鼓起来，显示 出瓶内压强大于大气压强，同时，可以看到水却停止沸腾。酒精 灯这时尚未移开(瓶内水的温度未降低)，但要适时移去，以防小 气球爆破。(2)旋松螺丝夹，水又沸腾。待水中

13、无气泡逸出时，旋紧螺 丝夹，将注射器的柱塞从筒底往外拉，对烧瓶抽气。可以看到小 球逐渐变扁，说明瓶内压强比大气压小，同时水继续沸腾。装套的小气球，既是指示游形象地反映瓶内压强的变化 情况，又是安全阀瓶内压强过大时气球爆破，以免烧瓶炸裂。 2357 沸点与压强关系演示实验的改进（二）初中物理第二册第79页的演示实验“水在低压下沸腾”，不少 杂志都介绍了很好的改进方法。中国物理学会编的物理教学 杂志，1987年第8期30页一个简单易做的实验一文中，实验 方法简单易行，可见度大且效果好，有不少老师采用。但仔细观 察，不难发现其方法由实验和理论证明有不当之处。有的老师被 聪明的学生提问而放弃该实验，实

14、为可惜。四川荣昌县职业中学 谢朝富老师将改进的方法介绍如下°取一支20毫升的普通注射器（型号越大，演示效果越好），内 装10毫升左右35t的水（温度高的水效果更好），然后把针筒内 的空气排除，筒上的小孔用橡皮帽塞紧如图（a）所示。转动 180度如图（b）所示,这时用手将活塞往上拉，筒内体积增 大，气压儿乎为零，沸点降低，只见筒内水沸腾起来如图（c） 所示。手一松开，在外界大气压作用下，活塞又复原位（如图 （b）所示），筒内压强增大，沸点升高，沸腾停止。附图(c)该实验可见度大，简单易行且效 果很好。注射器里的水可反复进行多 次实验。特别实用于没有抽气机的农 村学校。说明：（1）原文章

15、刊登的方法主要是注2 射器位置放置错误，因而得出了用 “常温水”使实验成功的不确切结论。 如果按翁者现在叙述的方法，用20亳 升的注射器，内装io毫升左右的常温卜.的水进行实验，水是不会 沸腾的。但是如果按原刊登方法（上图c转动180度所示位置图） 进行实验，不但2（）毫升的注射器能使“常温水”沸腾，也能使 “0工的水”沸腾，就是1毫升的注射器也能使“Ot的水”沸腾, 显然此处“沸腾”是假沸腾。检验的方法很简单。按原刊登方法 实验，用20毫升注射器使“常温水”沸腾，迅速转动180度后 2358 （如图C所示），由丁转动过程中筒内气压不变，筒内水的沸点不 变，水仍能沸腾，但实践证明，转动后筒内的

16、水不能沸腾。而 （图C）中筒内不沸腾的水，转动180度再回到原刊登注射器放置 位置时，筒内设气压不变，沸点不变，按理不能沸腾的水，而实 际上又能重新“沸腾”。故说明此处“沸腾”为假沸腾。假沸腾产 生的原因是：因为筒内气压远小丁外界大气压，在大气压作用下, 外界空气经过针筒内壁及活塞间的间隙被压入筒内。气泡就从水 的底部边缘上升，由于容器内各部分的水都是相同的温度，这时 气泡愈往上升，它所受外部水产生的压强（p =.）作用就愈小, 所以气泡的体枳就不断增大，浮力增大。即愈往上气泡愈大，以 至冲出液面而破裂。这就是我们看见的假沸腾。而真正溶解在水 中的气泡，在此过程中，因为液而I：的压强比气泡内饱

17、和蒸汽压 大，没有达到沸腾条件，所以不能沸腾。（2）该实验学生应具备的基础知识“一定质量的气体，体积增大 时，压强减小；体积减小时，压强增大”。用注射器演示，效果好。（3）将“水在低压下沸腾”的实验改成向学生提出，不用任 何热源用注射器“烧”开水。可以充分调动学生的好奇心，使学 生被这话题深深地吸引住，而自觉地投入到学习中去。（4）该实验水的沸点与注射器的型号有关系。型号越大，即 实验时气压越低，水的沸点较低。如演示用50毫升注射器时，内 装20亳升左右的3 0工以上的水（即此时气压下水的沸点是3 0工左 右），效果好。如学生分组实验采用2亳升注射器时，内装1亳升 左右的水，水温应控制在45t

18、以上，效果好。（5）该实验中水沸腾的条件是：饱和蒸气压和液而压强相等。 由于液体内部有很多小气泡，泡内的蒸气由于液体不断蒸发，总 处在饱和状态，其压强为饱和蒸气压。在一般情况下，密闭容器 中由于液面上的压强始终比饱和蒸气压大，不能达到沸腾条件。 但按照（图c）的方法实验时，当液面压强减小到跟气泡内的饱和 蒸气压相等的时候，气泡将骤然胀大，并在浮力的作用下迅速上 升，到液面时破裂开来，放出里.面的蒸气。整个液体都在翻滚， 即此时液体沸腾。当沸腾的液体表面压强增大时，即液面压强大 2359 于饱和蒸气压，沸腾温度将升高，即沸点升高，液体停止沸腾。 （6）无橡皮帽时，可用一次性输液管代替。沸点与压强

19、关系演不实验的改进（）按照初中物理课本要求，这个实验用抽气机抽去烧瓶内的气 体来降压，效果不错，但沸腾的时间太短，沸点也降得不低，效 果不够明显。这是因为抽气后，橡皮管就被大气压压扁，就不能 再抽气，沸点也就不能再下降。有人用嘴来抽气，效果很差。经 多次实验河北邯郸市第十三中学霍洪宾发现了一个比较好的实验 方法，介绍给大家：（1）实验原理：通过增、减密闭水蒸汽来增压和减压，从而 实现沸点的升高和降低。（2）实验装置：如附图，此外还要烧杯、酒精灯、铁三角架、 自由夹等。（3）演示方法：在500CC的烧瓶中装水，= I 约占烧瓶球部体积的一半，用酒精灯加热，引 X 导学生观察温度计的示数的变化，开

20、始时液体A的沸腾温度即沸点，始终保持不变，而且还在W吸热。用自由夹夹住橡皮管，瓶内水蒸汽被密|闭，瓶塞塞紧，用手或别的方法把塞压住，不/J|、要让它崩开，下边的酒精灯继续加热，瓶内水（I力恸蒸汽不断增加，压强不断增大，沸点也随着升辱他高，待升到iio度时，停止加热。这说明压强 增大时，沸点升高。附图这样做烧瓶是否会爆炸呢？在增压时如果橡皮管会被水蒸汽的压强压得鼓起来，就表示危险，不能再塞住 它了，这就可以作为防止爆炸的准备。为了让同学们看到压强降低时沸点的变化情况，就可以停止 加热，把烧瓶全部浸没在装有冷水的烧杯中，此时水又沸腾起来 2360 2361 ,有关于“水了，而且沸腾得更剧烈，这是由

21、于密闭的水蒸汽遇冷液化，水蒸 汽不断减少，压强不断降低造成的。沸点最后可降到54工左右, 接着沸腾停止了。从停止加热到沸腾停止一共可持续34分钟。 同学们个个看得清楚，感到十分惊讶，大开眼界，都说：“只知道 水的沸腾点是摄氏50多度的水怎么会沸腾呢？今天看到 了，沸点受压强影响的概念，清楚了，印象I分深刻J液体沸点与液面气压关系”实验教()具初三物理“物态变化” 一章中的“汽化” 一节 在常压下沸腾”与“水在低压下沸 腾”的两个演示实验。胜利油田第 七中学张峰、刘维秀老师对其进行 了改进，制做了一个仪器。经实验 证明：使用该仪器不仅能增加实验 内容，克服实验难点，而且很直观， 效果非常明显，还

22、缩短了实验时间， 提高了课堂效率。现把该仪器介绍 如下：1 .材料：250毫升沸腾烧瓶(自制)、单 孔橡皮塞、酒精灯、注射器(100加)、小气球、铁架台各个、温 度计一支、橡皮管一段。2 .制做组装见图3 .实验内容:(I)液体在常压下沸腾。(2)液面气压增加,沸点升高。(3)液面气压减小，沸点降低。4 .操作过程：（1）向沸腾烧瓶中加入约120ml的热水，再用带有温度计的单 孔橡皮塞塞好，并使温度计的玻璃泡浸没在水中，再把沸腾烧瓶 固定在铁架台上，并用酒精灯给瓶内水加热。（2）当水温升高到100T左右时，水沸腾。继续加热，水持续 沸腾，但沸腾温度不变。这就是当时当地大气压下水的沸点。即 “液

23、体在常压下的沸点”。（3）用注射器向瓶内注气，然后用手捏紧橡皮管II,并取下注 射器。看到气球鼓起来，表明瓶内气压增加，同时原来沸腾的水停 止沸腾，当水温升高5t左右时，水又重新沸腾。迅速松开用手捏紧 的橡皮管口，“液面气压升高，沸点升高”的结论显而易见。（4）移走酒精灯，瓶内水停止沸腾，温度开始降低。当温度 降低12左右，再用酒精灯对瓶内水加热（这样实验效果更加明 显，因水沸腾时需要吸收大量的热量）。当温度刚要回升时，再用 注射器从瓶内向外吸气，气球变“瘪”，这表明瓶内液面气压降 低，瓶内早已停止沸腾的水立刻重新剧烈沸腾起来。对“液面气 压降低沸点降低”的结论不言而喻。5 .该教具优点：（1

24、）该实验装置在同一实验时间内，能做“液体在常压下的 沸点”，“液面气压增加，沸点升高”，“液面气压减小，沸点降低” 三个演示实验。节省时间，提高课堂效率。（2）由演示温度计能直接观察液体温度及变化，同时还能从 气球的“瘪”、“鼓”直观显示瓶内液面气压变化。特别是小气球 还有保护作用，即瓶内气压过大时，气球先爆破，避免瓶塞弹出， 或烧瓶爆破，实验安全，同时克服了 “液面气压高，沸点高”这 一实验难做的问题。（3）沸腾烧瓶内装热水且量少，不仅缩短水升降温时间且使 实验效果更加明显。（4）沸腾烧瓶自己设计、制作、命名，且该仪器取材方便，制作 简单，易操作，直观效果非常明显。该仪器还可用作学生实验。

25、2362 液体蒸发时温度降低的实验改进液体汽化时要吸收热量，同时本身温度降低，这是生产和生 活中经常遇到的问题，如致冷设备就是根据这个道理制成，故做 好此实验是很重要的。初三物理课本中此传统实验做法，温度下降幅度小，时间较 长。如果改用下法做此实验，则效果较佳。器材：学生实验用的微型直流电动机一台，轴上装上自制 叶轮（做法见注）。6V电池组一组（1.5V干电池四节串联，或 低压电源、或蓄电池组）。一小瓶酒精（可用小磨口瓶装）。 温度计一支。电键一个、导线若干。浙江省桐庐县桐君中学包先正老师介绍实验操作步骤如下：（1）把微型电动机、电池组、电键按图1所示tHI 用导线连好，然后闭合电键K,使电动

26、机转动，则 6V K 成为一只小电风扇，扇动起来。|电动机6I（2）把温度计在酒精中浸一下，立即放在小 电风扇前扇，温度立即下降8七一11七，历时十多图1秒钟，酒精蒸发完了，温度又回升；如再在酒精 中浸一下，重做一次，也不过多化十多秒钟，时间节约，温度下 降幅度大，过程明显。优点：（1）此实验可以在课堂上由学生做、分组实验。边讲边实验、效果好。（2）实验过/ 卜、 程明显，温度下降幅度大、时间节约，操作简J 便。（3）微型直流电动机，以后电学里要学、1）到，是规定学生自己装配的一个分组实验，现、 /把装配好的先拿出来用一下，一方面可以激发'、一./学生的学习兴趣与积极性，另一方面可以在

27、以、-一/“后装配时减小难度。因装好的实物已经见过。图2注意：（1）用酒精温度计，易于观察（因色红）。 2363 会儿使绝大多数空气被排出。附图冷水使水沸腾的装置（2）用夹/小心地将烧瓶撤离烧杯环形架水槽橡皮塞（2）电犍按下时，应将叶轮用手转动，以保证电动机顺利启动。（3）电动机先启动，再用温度计蘸酒精，放到叶轮前扇。（4）学生电学还未学，实验前应把电路全部接好，只把电键 打开着。并注意电扇不要反扇。注：叶轮可按图2自制：沿虚线剪开，再弯成电风扇叶片形。 薄铁片可用废水果罐头壳直径46厘米均可。用冷水使水沸腾通过这个演示实验，向学生介绍气体压强对沸腾的影响。他 们将看到在温度下降时水的沸腾。1

28、 .器材/7V1（1）短颈蒸饿烧瓶；（2）橡皮塞：（3）环形架；（4）夹子：（5）（； 一 .不带 （L -烧杯或水罐：（6）水槽。" 芦婆"22 .操作过程5（1）加热短颈蒸储烧瓶，使瓶4 中的水（约为瓶容量的一半）沸腾3.广并使瓶中充满水蒸汽，继续加热；二二 火源，并立即用橡皮塞塞紧瓶口。沸水烧瓶冷水（3）待水停止沸腾后，倒置烧瓶于一环形架上。（4）将一水槽或其它容器放于瓶下（见图）。（5）往烧瓶上浇冷水并观察结果。烧瓶中的水将再次开始沸 腾，并持续到烧瓶被冷水浇透为止。3 .引导提问（1）你观察到汽泡形成了吗？ 2364 （2）烧瓶中的水真正在沸腾吗？（3）若瓶中的水

29、在沸腾，为什么它会在没有加热的条件下沸腾？（4）怎样定义沸腾？（5）水在什么温度下沸腾？（6）当你上到高山上时，水在什么温度下沸腾？（7）水将继续沸腾多久？（8）若开始时没有将烧瓶中水加热到水的沸点，水可能沸腾吗？（9）水什么会、为什么不会沸腾？4 .操作时，可能发生变化（1）沸腾时间的长短？（2）浇到烧瓶上的水的温度；（3）烧瓶的体积；（4）瓶中水的量；（5）溶解在水中的物质（盐、糖或酸等）。5 .解释这个演示表明液体沸腾的温度取决于压强。在沸腾过程中, 水蒸汽排出了瓶中大部分空气，当烧瓶被塞住后，空气不能回到 瓶中。而水蒸汽凝聚成液体时，瓶内压强减小，因而使水在较低 温度下沸腾。这是几个包

30、括物理、生命及地球科学的演示实验。将鼓励学 生的创造性思维和科学兴趣。演示低压沸腾的简易方法找一个青霉素的空瓶，不要把铝帽去掉。用注射器向瓶内注 水，洗净。然后用注射器注入适量的清水（一般为瓶容积的1/2左 右），再放入烧杯里的水中（烧杯中的水位等于青霉素瓶的高度）。 用酒精灯加热烧杯里的水（如图1所示），水温达到左右时将 酒精灯熄灭。把注射器针头插入青毒素瓶内，然后将青霉素瓶、 注射器一同拿出（如图2所示）。这时将活塞往上拉即可见80工的 2365 热水因压强降低而沸腾；推压活 塞压强增大，水又停止了沸腾。由于加热时烧杯中青霉素瓶 也被加热，使其内部气体受热膨 胀，增压。因此，在演示前最好

31、用注射器排除瓶内的部分气体, 演示效果更佳。水的沸膨实验的改进（-）图1图2初中物理课本第二册关于沸 腾的演示实验存在着以下问题： 图44实验中，当水沸腾时， 从温度计读出水温不变，但水面上的水蒸气是否也是这个温度并 保持不变？图45实验中，在低压（高压）卜.的沸点真的低于 （高于）常压下的沸点？很多同学常持怀疑态度。鉴于以上情况，山东单县杨楼中学宗昌华老师对沸腾的演示 实验作了改进（改进后可使上述两实验用同一装置）：取一烧瓶, 并用三孔塞将瓶口塞紧，三孔塞上的三个孔中分别插入两支温度 计和一个玻璃管，将其中的一支温度计插入水中，另一支插在液 面上方的蒸气中，这样即可同时观测液体和蒸气的温度。

32、以利于 学生观察比较。用此装置做常压下水的沸腾实验时,，使玻璃管与大气相连。 做低压（高压）卜,水的沸腾实验时，被玻璃管与气筒相连。水的沸腾实验的改进人教社九年义务教育四年制初中物理教材，第一册第四章第 力:节中实验：观察水的沸腾，其目的之一是观察水沸腾时的温 度情况。实验的结果应为：水沸腾后温度计的示数为i（xrt左右, 2366 且保持不变。但在准备实验时却意外地发现：水在1OH：左右沸腾 后温度继续升高，最后竟达到了 108工左右（本地区气压接近1个 标准大气压，水的沸点应为左右）。起初，怀疑所用温度计 不准确，但换用几只温度计重复以上实验，均得到了同样的结果, 相信各位同行在做本实验时

33、一，也会遇到同样的问题。山东省利津 县北宋中学王俊华、翟志刚老师对以上现象发生的原因作了分析, 并提出对实验的几点改进建议。1 .原因浅析首先，水沸腾时，剧烈汽化，水中产生大量的气泡，水蒸气 不断向气泡内蒸发，气泡迅速胀大，但气泡的胀大要受到水和别 的气泡的阻碍；同时，气泡从生成到升至水面破裂又需要一段时 间，所以，气泡内的蒸气压便大于水面上的气压，致使水的沸点 超过了 1（）0七；再者，水沸腾时，水内部和容器壁上的小气泡起着 “汽化核”的作用，它使水在其周围汽化。如果实脸用水是久经煮 沸的水，因内部缺少气泡，即缺“汽化核”，它可以加热到沸点以 上还不沸腾，成为“过热水”，它的沸点会大大超过i

34、（m：o2 .改进建议（1）不要为了节省时间而只在容器中加入少量的水和把酒精 灯的火焰调得过大，这样会使水的沸腾过于剧烈，气泡内蒸气压 偏大，水的沸点偏高，同时也有开水溢出伤人的危险。（2）温度计的玻璃泡不要插得过深，一般以刚好浸没在液面 以下为宜，因水沸腾后，越深的地方温度越高。（3）每次实验时，均应更换新鲜冷（温）水，不要用沸腾过 的水，以防水的“暴沸”，因“过热水”一旦沸腾，气泡内的蒸气 压迅速增大，气泡的膨胀非常快，甚至发生爆炸而打破容器，发 生危险（在容器中加适量的粗沙粒也可防止水的暴沸，学生分组 实验可采用此法）。本实验经以上改进后，收到了良好的实验效果，水的沸腾温 度稳定到了 （

35、100± DTo1.做好水的沸腾实睑的重要性沸腾是一种重要的物态变化，初中物理教学大纲对它提出的 要求是理解层次，即必须知道沸腾是一种剧烈的汽化现象；沸腾 时水底形成大量的气泡，并且不断上升，变大到水面破裂；沸腾 是在一定温度（沸点）下发生的，沸腾时要吸收热量。因此掌握 沸腾概念的关键是做好水的沸腾实验，使学生通过实验明确沸腾 的特点。2.课木实验的弱点 2368 初中物理实验观察水的沸腾，实验装置如图1所 示。它由铁架台、温度计、纸板、盛水烧杯、石棉网、 酒精灯组成。泗精燃烧放出的热量由金属石棉网传到烧 杯后再传到烧杯中的水，热传递过程中的热损失很大， 特别是金属石棉网上，石棉的导

36、热能力远比铁丝网小， 热量由铁丝网直接向铁圈传导的速度快（环境温度越 低，铁圈和铁架台向外散发的热量越多），因此石棉网 与烧杯接触的一面的温度不高，传给烧杯的热量少 水的温度上升极慢。如果酒精 图1的温度低，灯芯的长度调整不当，导致酒 精灯的火焰小，则实验中水温难于在规定 的时间内达到水的沸点，致使学生观察不 到水的沸腾现象。因此，有必要对该实验 进行改进。3.改进方法湖北通城双龙中学吴忠甫老师设计的 方法如图2所示，用一支较短的试管作实 验。温度计上套了三块硬塑料片，放入试管内的两块塑料圆片的直径略小于试管内径，最上面的一块塑料 圆片大于试管的外径。将套了塑料圆片的温度计插入盛水的试管 中，

37、这样能确保温度计的玻璃泡既不触及试管壁又不碰到试管底, 由于试管小，试管中盛的水比较少，只需34分钟试管中的冷水 （不需用热水）就会沸腾，既省时又便于操作和观察，学生使用后 效果相当理想。液体沸点与气压之间关系的实验主要器材：50ml的注射器一只，带有7号或9号针头，青毒 素小药瓶一只，瓶口处的金属密封盖不要拆掉，酒精灯一只。用注射器向青霉素瓶内打入水，水的体积约是青霉素瓶容 积的;。将针头拔出，排尽注射器内的水，拉注射器活塞置20ml 刻度处，再次将针头插入瓶盖中，针头插入瓶中不要太深，且要 远离瓶中水面。左手拿注射器的外壳，使注射器轴线水平，然后使小瓶移 近火焰，一定要使小瓶受热均匀，当小

38、瓶中水的温度升高时，可 观察到注射器活塞向右自然移动。当水沸腾时，用右手向左推动 活塞，使瓶内气压增大，可看到瓶中的水停止沸腾，用手将活塞 向右拉，瓶内气压减小，水又开始沸腾，再将瓶慢慢移到火焰旁 边压活塞水停止沸腾，拉活塞水又沸腾，可反复演示，使小瓶远 离火焰也可反复演示数次。观察水的沸腾实验的改进在知识点“沸腾” 一节教学中，“观察水的沸腾”实验是一出 重头戏，它决定着这节课的课堂教学质量。闪为这个实验既是建 立沸腾概念的基础，又是培养学生观察实验能力和训练学生非智 2369 力因素（如兴趣、科学态度）的重要手段。然而大多数学校按课 本（华东版）上的实验装置做学生实验，效果均不尽如人意，可

39、 以毫不夸张地说，这些学校的绝大多数学生没能在实验中观察到 清晰而真实的水的沸腾图景，因为用酒精灯作热源做实验，水温 一般只能达到95T：98霓之间，刚开始有少量气泡在上升过程中 体积由小变大的现象出现，并未形成大量气泡上升、变大，到水 面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中，这时的水温不再升高 是因为供热不足造成的假象，并未达到水的沸点，充其量只能称 之为“前沸腾”状态，是不是实验原理和实验装置有何不妥？不 是，造成各种实验效果不佳的原因主要在实验器材的选择和实验 方案的设计上。课本上虽然给了实验装置，但对实验器材的规格、水的用量 及供热条件并未予以具体确定，这都要求教师备课时作适当选择, 而

40、不少教师由于首次使用教材，无暇细究，为此安徽天长市三中 陈培璋、安徽天长市教研室何俊先做了些对比实验；（1）学生实验用烧杯以容量100mL装水80ml为宜。这是我们 通过对250ml烧杯分别装水250ml、200n】l、150ml; 100ml烧杯分别 装水 100ml、80ml> 60ml 及 35 x 20mm 大试储'分别装水 80nil、60ml> 40ml等九组试验比较选得的（实验数据略）。用100ml烧杯装80ml 水做实验的主要优点是：加热至沸腾的时间相对较短，约20分 钟，便于教学时间的安排；观程（可供观察的距离，即水深） 相对较长，几乎与250ml烧杯装水

41、200ml的观程相同，便于学生观 察水中气泡上升过程中动态的体积变化。（2）实验用水以静置水较佳，水的沸点与水质有关，我们总 希望被选定的实验用水的沸点尽可能接近100霓，以使学生亲眼观 察到这个结果。为此用河水、井水、池塘水、自来水、雨水、蒸 馀水和静置水（即河水、或井水、塘水、自来水等经沸后，静置 一昼夜，除去液面的漂浮物和器底的沉淀物后的冷开水），反复对 比试验表明：静置水经济方便，沸点接近100工，静置水只耍教师 在实验前稍事准备，不难办到。（3）100t煤油（或酒精）温度计在实验前要进行挑选，将误 2370 差偏大的剔除掉，有条件的学校最好选用水银温度计。温度计放 置水中的位置，宜将

42、玻璃泡的上缘置于水体中央的位置上。（4） “酒精喷灯加石棉网”加热是最佳供热方式。用课本的装 置实验，水沸腾的剧烈程度主要取决于供热方式。我们试验对比 了三种供热方式，最佳供热方式是“酒精喷灯加石棉网”，其次是 “酒精灯加泥三角”直接加热，“酒精灯加石棉网”效果较差。但 用酒精喷灯做学生实验，对于大多数城乡初中是不现实的：用酒 精灯和泥三角加热，整个装置欠稳定，对初二的孩子来说安全性 较差。所以课本用“酒精灯加石棉网”加热虽不是最佳热源，但 出于设备条件和安全性考虑，仍不得已而为之。如此迁就的直接 后果就是无法让学生观察到水沸腾时剧烈汽化的情景，这是一大 缺憾！弥补这一不足的办法是改进实验方案

43、的设计。人教社教材采 用加盖加热的办法，应该说是一种权宜之计。因为加盖后又出现 了新问题：学生观察水面蒸发随温度升高而加剧的渐变情景不 是很直接方便；隔着水气和流挂的烧杯壁不能很清晰地观察到 水沸腾时的壮观气势；容易节外生枝，引起液面气压改变的讨 论等。我们采用的实验方案是：学生实验“观察水的沸腾”和演 示实验“水沸腾过程中温度不变”配合进行，即将学生实验观察 到水温持续2耀3分钟不再升高时，学生实验即告结束。这时告诉 学生，温度不再上升是因为酒精灯已无法提供更强的火力所致, 请接下来观察用酒精喷灯做的演示实验。旋即将学生实验用水收 集数杯倒入讲台上演示装置的烧杯里（装置与学生实验相同，仅 烧

44、杯改用500ml的，装水400幡00ml）,用喷灯加热，一边引导学 生观察水的沸腾现象，同时令观察温度的学生测出大烧杯中水的 初温，并在此后的加热过程中定时向全班报告温度计示数，以揭 示水沸腾过程中温度的特性，一般加热3耀5分钟，学生即可亲眼 目睹通常情况下水内部和表面同时进行的剧烈的汽化情景。有条 件的学校尚可用投影仪将其放大于银幕上供学生仔细观察。学生 会如水一样沸腾起来，惊喜万分，沸腾持续观察5分钟，完成“沸 腾时，继续加热，水的温度不变”的教学。随后，或运用思维分 2371 致冷剂贮液罐阀铜毛细管蒸发器试管致冷剂水烧杯析方法推断，或用实验演示方法得出“沸腾是吸热过程”的结论, 由于学生

45、实验采用了杯小水少的做法，为演示实验预留了教学时 间，课堂教学节奏紧凑而不迫，绝大部分学生形成了深刻而清晰 的沸腾表象，效果较好，对于这节课教学质量的提高起一定作用。洸腾致冷演示器研制液体沸腾致冷概念，学生很难形成c又因 课木上的沸腾实验是用火焰对水的加热进行的, 学生会错误感到沸腾不能制冷。为了加强演示效果，作者研制了液体沸腾 致冷器。因为氨致冷剂行毒，又有强烈的刺激 味，不能作为教学演示用品，作者取用氟里昂 作演示液体样品，因为它无毒、无味（只要不 在明火处演示，满足教学卫生和安全要求）。辽宁锦州十二中张长山、锦铁二中杨劲松 老师的设计如图所示，将试管放入盛水烧杯中, 用废旧的1千克气体灭

46、火器内高压罐作成致冷 剂贮液罐（其耐压远远超过国家压力容器规 定，罐口装一个阀门，阀门连接毛细铜管。演 示时毛细管管口插到试管管底，为使氟里昂以 液态流入试管，演示时贮罐要倒立，并要高于 试管。调节阀门开度，使试管中液面高度保持 在4婚匣米，此时可看到试管内致冷剂液体剧烈沸腾，30耀50秒 钟后停止供液并取出试管，可看到试管外壁结有4解5厘米长、3耀 5厘米厚的冰层，从而证明了沸腾致冷。 2372 小水珠是怎样形成的在人民教育出版社出版的三年制中等师范物理教材中, 第二册第七节是一个学生分组实验：观察水的沸腾利冰的熔解。 实验目的是观察冰的熔解和水的沸腾过程，测量冰的熔点和水的 沸点，加深对熔

47、解和沸腾过程中，温度不发生变化的理解，建立 熔解热和汽化热的概念。在实验时我们发现，将水和冰混合后放进玻璃试管中，很快 在试管的外壁出现水珠。另外，在用酒精灯加热烧杯中的水观察 水的沸腾实验中，加热初期，烧杯的外壁又出现了水珠（实验时 间：深秋）。这会影响试管或烧杯中温度计的观察，应用手把它擦 去，以便观察温度计的读数。如果我们进一步想一下，这个实验 为什么会两次出现水珠呢？从现象上看起来水珠是露，到底是不 是，还得从头分析起。露是温度降低，空气中未饱利的水汽达到饱和时凝结而成的 水珠，首先来看看装冰、水混合物的试管外壁的水珠。装进冰和 水后，冰和水很快达到热平衡，温度应是零度。这个温度明显低

48、 于实验室的温度（13R）。与冰水直接接触的是试管，所以试管的 温度也很快从室温降低，这样试管周围的空气温度也要降低，从 而使这部分空气中的水汽达到饱和状态，于是，就不断以玻璃试 管的外壁为凝结中心凝结成水珠。这就是试管外壁水珠的由来, 它是露。学生轻轻擦去的就是物理学中一个重要的物理现象 露点现象。那么，用酒精灯加热烧杯中的水，观察水的沸腾时，加热初 期在烧杯外壁出现的水珠又是怎样形成的呢？先沿着前面分析的 思路分析一下，酒精灯加热水，水的温度升高，玻璃烧杯的温度 升高，烧杯周围空气的温度也升高。空气的温度升高，空气内的 水汽的饱和汽压升高，水汽气压离饱和汽压越来越远，即未饱和 程度加深露，

49、当然不会出现。显然，这样分析是不对的。如果死 守物埋程序，这个问题就无解了，必须把酒精灯考虑进去，加进 化学知识。酒精与氧气燃烧产生水和二氧化碳，其反应方程为： 2373 燃烧CHsOH+3O,-2C0,（汽）+3HO （液）。反应中产生的水在高温作用下迅速汽化，水蒸气上升增加了烧杯 周围空气的绝对湿度，这样增加的水汽是大量的。而加热初期的 烧杯内的水温还较低（深秋的水），且不均匀，上层温度低，卜层 温度较高，所以，烧杯外壁周围（特别是上部分）的水汽已经达 到了饱和状态，因此也在烧杯的外壁凝结成水珠，所以，它也是 露。我们是不是可以下这样一个结论：只耍是从空气中凝结出来 的水珠都是露。如果准确

50、地测量出露出现时的外壁温度，这个方 法还可以用来测量露点。秦怅烙解实验（1）关于课文“把试管（指装有蔡粉的试管）放在盛有热水 的烧杯里，用酒精灯给烧杯缓缓加热，同时用搅动器搅动素粉J 在这段叙述中的最后一句提到用搅动器搅动蔡粉，至于用什么样 的搅动器，课本上没有说明，装置图上也没有画出，我认为这里 的搅动器可以用细玻璃棒，但由于试管直径有限，既放温度计又 放搅动器有困难，假如用温度计兼作搅动器也是可以的，当然实 验要小心，用力不能过猛，以免损坏温度计。（2）关于课文“观察温度计的示数，等蔡的温度升到50工左 右，开始每隔一分钟或两分钟记录一次蔡的温度J按课文要求从 5（H：开始读数，实验时间太

51、长，记录的数据太多，而65忙以前的 读数对实验并不重要。据此，我觉得将50工开始读数改为65t为 好。至于读取温度计读数的时间间隔应为一分钟，不宜太长，以 便及时观察茶的温度变化，使实验结果更接近实际情况。（3）课本中没有说明蔡和水的用量。江苏如皋县东陈中学陈 松山老师介绍在多次实验的基础上是这样向学生交代的：票的用 量以5耀10克，盛水的烧杯以400ml瓶500ml,水量以350ml颁50ml 为宜。并说明理由，若蔡粉数量过少，水量太小，会使茶粉温度 升高太快，给温度计小数的读取带来困难，从图像I：也难以看出 蔡的熔解特点（此时应讲一下注意控制酒精灯的火焰大小，太大, 2374 供热太快；太

52、小，实验时间过长，甚至蔡粉不能熔解）。（4）对于实验时温度计插在蔡粉中的位置，有些书籍讲应插 在试管的正中，玻璃泡在蔡粉中下部；有些书籍则认为应插在靠 近试管内壁，但不与管壁接触的地方，玻璃泡也应在禁粉中下部。 尽管本实验中将温度计兼作搅动器，位置不断变化，但在读取温 度时仍须静止。第二种放置方法较好，因为将温度计放在秦粉正 中，因蔡是热的不良导体，温度计的读数很难反映蔡的实际温度, 可能外部茶粉已开始熔解，而温度计的示数尚未达到熔点。第二 种方法则能克服以上缺点。怎样提高茶的烙解过程实验的成功率新编初中物理教材第二册第四章物态变化中，“晶体熔解 时要吸收热，R温度总保持在熔点不变”这一教学难

53、点的突破, 很大程度上取决于秦的熔解过程实验的成功与否。而在实际 操作时，往往稍一不慎，使出现温度计示数不到80P,试管中的 秦已开始熔解，熔解过程，温度计示数不是保持恒定，而是缓慢 升高，票还未熔解完毕，温度计不数已升高至85七以上了，因此, 四川南江县中学黄兴刚、徐若锋老师经反复琢磨实践，作了如下 改进：取20x200nim的试管一支，装入蔡粉至60nlm高左右，将温 度计h小心地插进试管内，靠近侧壁（如图）这样就排除了： A. 蔡是热的不良导体，温度计若不靠近试管侧壁而插在试管内蔡粉 正中的话，则紧靠试管壁的蔡粉从水浴锅吸热已达熔点而开始熔 解时，正中的温度计力示数却低于此真实温度5中：

54、以匕 民用粉 状票而不用块状票也是因为恭系热的不良导体，采用了块状票, 则未熔解部分内部与已溶为液态的茶不能充分接触，导致液态禁 通过试管从水浴锅吸收的热量不能完全及时传递到未熔部分内， 致使温度升高，。示数高于溶点。而粉状祭虽导热不良，但与液 蔡接触充分且便于渗透，从而效果较好。 2375 取2501nl烧杯一只，倒入深约6cm左右60t的热水, 作为对试管中蔡加热的“水浴锅”。将此作如教科书上P73图4一1装置，但在水浴锅中再插入一只温度计且控制 试管中蔡粉柱没入水中的深度约占蔡柱自身高度的5/6。这 样作的好处是：A.便于监察水浴锅的温度，使之仅高于试 管内温度3t左右（尤其从高温匕升至

55、74t左右起，更要特 别控制这点），这样，就避免了试管内外温差过大，试管从 水浴锅中吸收的热量大于同一时间内茶熔解所需的热量而致 已熔的液态茶温度升高（因而温度计h示数上升）的现象; B.控制没入水中深度，能使秦即令全部熔解为液态时也与 浴锅水而大约相平，不让更多的空余试管段没入水浴锅中, 以免温升加快而导致熔解温度的不稳定。间断加热和轻度搅拌：为了控制水浴锅与试管内温差不致 超过3工（温度梯度越大，传热越快），可端着酒精灯对烧杯实行 间断加热；在茶熔解约60%以后，由于所剩固态票越来越少，就 有可能出现同一时间内试管从水浴锅中获得的热量大于固态紫熔 解所需热量的情况，因而管中温度h将有上升趋

56、势。这时，除更 严格控制内外温差（最好在2内）可辅之以对管内液蔡轻度搅 拌，从而提高未熔秦的熔解速度，控制住温升。另外，盛秦的容器不一定是试管，总以粉状蔡能与水浴锅充 分接触为宜。总之，我们的实践表明，只要把住以上各点，特别 是用间断加热法控制内外温差，这个实验是能够得到比较理想的 效果的。口附:实验数据份我们用的市票因纯度不高，故熔点不在80t而在77t左右。时间（分）03691215182124273033蔡温t,rC70747777.277.277.277.277.277.277.679.582.2水温匕一7378788079.5787978787981.584 2376 延长蔡在焰解过

57、程中温度不变时间的方法在“蔡的熔解和凝固”的实验中，由于试管内外的温度差较 大，在熔解过程中温度不变的持续时间就很短，实验效果不大显 著。安徽省庐江二中束义福老师建议若在试管外另加一支温度计 来观察水温，当管内温度升高到8（）t开始熔解时，管外温度是 82t左右。这时可以在烧杯下面多加一张（或两张）石棉网，把水 温控制在82t左右，蔡在熔解过程中温度不变就能持续6分钟以 上。此外还需注意，试管中的蔡实验前应研成粉末；开始熔解后, 管内的温度计要跟未熔解的蔡保持接触。茶的烙解实验分析在初三物态变化一章中，要让学生掌握品木熔解过程中遵循 的规律，必须做好秦的熔解实验。实验结果要能明显地显示出： 票的熔解前吸收热量，温度不断升高；荼