关于水沸腾实验器材的改进措施
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《水的沸腾》实验教学改进传统实验过程1、讲解实验目的:了解沸腾现象,知道什么是沸点、沸腾的条件;观察沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象;通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点。
2、实验过程:组装仪器;热水(80℃左右)进行探究;数据记录及处理;总结规律。
传统实验教学是实验的重复,操作技巧的介绍,结论的灌输。
没有体现科学探究的出发点:未知的探究;没有体现实验教学的目的:科学探究能力的培养。
学生座位安排:实验教学改进思路:1、复习《熔化与凝固》实验中,探究物态变化时的目的:熔化和凝固时物质的温度特点,引入沸腾实验的目的:沸腾时液体的温度特点。
从而进行猜想,液体在沸腾时温度不变或温度不断升高。
2、实验设计实验设计要处理以下问题:一是热源问题,酒精灯加热慢,炉火加热不宜控制,光波炉加热快、宜控制;二是加热时间问题,水冷或水量多所需时间较长,处理办法:热水、适量水、加盖。
以上问题,教师把问题抛出,引导学生思考,既考虑生活环境又要考虑实验环境,充分体现科学探究来源于生活又不同于生活。
最终方案一:采用实验教学环境,采用适量热水、容器加盖酒精灯加热。
方案二:采用生活环境,玻璃容器、光波炉加热。
以上两种方案,在教室中由两组学生进行。
3、探究过程活动1:探究小组组装仪器:各组由计时员一名、操作员一名、记录员一名组成。
找茬小组,观察仪器组装过程是否存在问题,讨论如何解决缩短加热时间。
此过程中探究小组可能存在问题:1 温度计内焰加热;2 石棉网忘记;3 温度计未固定及玻璃泡位置问题。
活动2:探究小组加热水至沸腾,观察沸腾前、沸腾时现象,记录温度随时间变化的值;找茬小组观察沸腾前、沸腾时现象,记录温度随时间变化的值,找探究小组操作中茬;教师引导学生实验,在水沸腾后提出疑问(若此时停止加热,水还会沸腾吗?)引导或指明找茬点(读数及记录)。
活动3:探究小组利用电子白板及黑板同时绘制沸腾图像;找茬小组讨论沸腾前及沸腾时现象;教师引导绘制沸腾图像及描述现象、提出疑问“为什么沸腾时温度与教材提供沸点不一样”。
对“观察水的沸腾”实验的改进一、本实验过程中存在的问题一是酒精灯的火焰太弱,加热时间过长,浪费时间,课堂任务不能完成。
二是一根温度计只能观察到水的温度上升特点,不能呈现、观察出沸腾前水的上、下不同部分的温度差异。
三是水量选取不当,太多或太少,实验中现象不明显或来不及观察,水太多又会耽搁时间。
二、措施改进1.对酒精灯进行改进:用“小康牛肉酱”小瓶自制一个三芯酒精灯:瓶盖用金属的,在盖上打三个孔,用酒精灯韵灯芯做灯芯,熄灭时用酒瓶上的金属盖或雾状杀虫剂瓶内的小塑料盖作罩灭盖。
2.实验:(1)用100毫升的烧杯内盛80—90毫升水。
(2)将两只温度计插入水的不同深度处并将一端用绳子系牢悬挂在铁架台横梁支架上。
(3)先用三芯酒精灯加热至温度升到80摄氏度左右时,再改用单芯酒精灯加热直至沸腾。
三、改进后的效果由于烧杯中水量适中,使实验过程中的现象易于呈现和便于观察;由于实验使用三芯酒精灯,这就大大地缩短了实验的时间,这是确保课内完成实验过程,从而使实验成功的关键环节;由于采用了两只温度计观测温度,使学生更直观地观察到沸腾前水内部的温度是不同的,而沸腾时水内部不同部位的温度是相同的这一事实:由于后期撤换掉三芯酒精灯,改用单芯酒精灯,使水沸腾时温度稳定,并且符合实情,温度计示数略低于或等于100摄氏度,若不及时撤换三芯灯而一直沿用三芯灯加热,其真实温度是高于100摄氏度的,甚至升高到104摄氏度。
(这是因为三芯灯的温度过高,释放大量的热被水吸收,这些热量除用于水使其汽化外还有多余,进而使水蒸气温度升高造成的)这无疑会给学生认识带来误区:认为水常态(一标准大气压)下的沸点高于100摄氏度。
综上所述,通过对关键实验器材、实验过程中的重要环节以及实验方案、策略的改进,实验现象明显,效果理想。
水沸腾实验的改进•人教版八年级物理第四章第三节《汽化和液化》中有一个观察水沸腾的实验。
按照教材所给器材方法进行实验,失败率很高。
分析原因,我觉得主要有以下几个方面:。
•1物理实验室配备用于学生分组实验的烧杯容量为25OmL,故实验时需要的水量就多,由于杯口较大,加上做此实验时已是隆冬季节,环境温度较低,造成热量散失过快,实验耗时较长,很可能水都快蒸发完了还没达到沸点,出现沸腾现象,也浪费了燃料。
•2教师教学用书建议“水量适中,以淹没温度计的玻璃泡为宜”,这样可以减少加热时间,但水深太浅,气泡上升路径太短,不易观察出气泡的变化。
•3由于铁架台上放置石棉网的铁圈很难安装水平,盛水的烧杯放在上面也随之倾斜,实验中经常出现学生一不小心碰着装置,导致热水杯倾倒现象,实验中存在一定的危险性。
•4酒精灯熄灭后由于石棉网仍然处于高温,水会出现继续继续沸腾现象,对得出水沸腾条件“达到沸点,继续吸热”的结论造成干扰。
•分析改进方法•为了解决以上问题,我曾经尝试采用100ml小烧杯、大试管及烧瓶替代250ml 烧杯做实验,但均存在一些问题,后来采用150ml锥形瓶发现效果不错。
我认为采用锥形瓶做水沸腾实验有以下几个优点:•(1)水量少,杯口小,散热相对较慢,受热面积大(比250ml烧杯底面略大),能大大地缩短实验时间,150ml,85摄氏度的水(没有沸腾过的自来水)加热到沸腾只需4分钟,而同样的水同样的加热条件烧杯需要7分钟左右(2)150ml的水在锥形瓶中的深度比在烧杯中增加1.5cm,气泡上升路径变长,加上锥形瓶上窄下宽,上升气泡大部分沿瓶壁上升,气泡的变化看得更清楚,且温度计随便放入液泡都不会与杯壁接触,减少了调解温度计位置的环节,提高了准确读数的可能性。
(3)在颈部安装铁夹,水沸腾后用铁夹移开锥形瓶,可观察到温度计示数虽然不变,水却立即停止沸腾,从而顺利总结出沸腾条件“达到沸点,继续吸热”。
(4)移开锥形瓶,水停止沸腾后,立即盖上橡皮塞倒立,往瓶底浇冷水,根据观察到的现象得出沸点与气压的关系。
浅析“探究水的沸腾实验”五个问题
浅析“探究水的沸腾实验”五个问题
探究“水的沸腾”实验(人教版八年级上册)是一个简单易做的学生实验,但往往因为实验前疏于考虑,实验中重视不足,导致实验的失败率很高。
下面就笔者在教学中出现的问题做一简单分析。
问题1按照课本实验器材,安装并实验,弊端主要有:时间比较长;沸腾时现象不明显(如沸腾时剧烈程度不够等)。
由于石棉网的存在,网面凹凸不平,与杯底部接触面积不大,热传导和热辐射效果不佳,因石棉网吸收的热量,不仅给烧杯底部传导和辐射热能,同时也向外界辐射而造成热能的损失,当烧杯及烧杯中的水吸收的热量与向外界散发的热量接近相等时,此时水的温度上升缓慢,甚至停止上升。
改进方法:把大烧杯换成大试管(长约25厘米,直径4厘米),用酒精灯直接给盛水的大试管加热(不要加石棉网)直至沸腾。
记录数据的时间单位不用分钟,改用秒。
问题2随着温度的上升,温度计与试管(烧杯)内表面出现了许多气泡。
原因是温度计的外表面是凹凸不平的,试管(烧杯)内表壁也是凹凸不平的,当我们把温度计插入水中,或把水倒入烧杯里时,并没有把这些物体表面上的空气完全排除,另外原先水中也溶解一部分空气。
当给试管(烧杯)加热后,气体对水的溶解度降低,逸出的空气形成气泡,这些小气泡受热。
水沸腾实验改进水沸腾这部分内容的教学目标是“了解水沸腾现象,会用沸腾的知识解释生活中的相关现象”。
看起来要求不是很高。
但是如何进行好水沸腾这个实验就不是那么简单了。
水沸腾实验是初二学生学习物理后第一个需要安装实验器材、需要仔细观察、记录数据、绘制图像的实验。
涉及到温度变化、观察沸腾前和沸腾时的气泡大小变化、声音的变化,这些操作均为同时进行,还要及时记录好时间。
所以这个实验对于培养学生动手能力、观察能力,实验能力和归纳、概括能力以及小组内的分工合作都是有益的。
针对教材的实验设计,结合本人的教学实践经验,我对这个实验作了一些改进,以下是我的粗浅见解:一、实验原型及商榷之处九年制义务教育初中物理(苏科版)教材中“观察水的沸腾”实验采用的是右图的装置,实践证明该装置很难达到预期的效果,其原因分析如下:(一)、实验时间长。
由于杯口较大,散热快,加上水的用量比较多,所以耗时很长。
通常,教师的处理办法有:①换用热水做,但是这样不便于观察沸腾前的气泡,影响观察结果。
②用减少水量的办法。
这样杯中水的深度就大大减小,由于水浅,也无法清晰地观察到水沸腾前、沸腾时气泡上升过程中的变化,从而影响实验效果。
③为了减少热量的损失,教材采用在杯口加盖一张中心有孔的纸板进行实验。
这样就会增大水面上方的气压,而使水的沸点升高。
同时由于水蒸发时逸出的部分水蒸气被液化后弥漫在杯内液面上方,加之杯壁上附着一些被液化的小水珠,会影响到观察的效果。
④有的教师改用试管来做,虽然能在较短的时间内把冷水加热至沸腾,但是一旦沸腾,底部大量的气泡迅速往上快速运动,根本无法看到气泡的变化。
严重影响实验现象的观察。
(二)、对于水究竟有没有变成水蒸气,学生处于被动接受的状态。
因为表面的汽化现象眼睛看不到,而内部的气泡也有可能是水中溶解的气体。
所以,实(三)、对于沸腾的条件,实验设计中并未提及。
只是靠实验以外教师的交代。
二、对实验的改进1、对水的加热装置进行了改进,用自制的三头酒精灯加热,在较短的时间内能很好地完成该实验,效果更理想。
“水的沸腾”实验创新改进方案第一篇:“水的沸腾”实验创新改进方案“水的沸腾”实验创新改进方案一、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。
38㊀中小学实验与装备2021年第1期第31卷实验改进水沸腾分组实验的改进浙江省衢州市柯城区礼贤小学(324000)㊀赵风云1㊀问题的提出水沸腾实验是教科版小学科学3年级上册第1单元第2课中的一个重要的分组实验.笔者认为,如果按照教材的实验装置(见图1)进行实验存在以下缺点:①不方便观察温度计的读数;②温度计容易碰到杯底和杯壁;③实验过程中学生手持温度计,难以长时间坚持;④烧杯口过大,散热快,耗时长,酒精消耗多;⑤难以观察到水沸腾时剧烈的汽化现象;⑥实验时无装置固定烧杯,导致烧杯容易打翻,烫伤学生.为了解决这些问题,对实验装置作了以下改进.图1㊀教材实验装置2㊀实验用品铁架台㊁电子温度计㊁带双孔橡皮塞的锥形瓶㊁酒精灯㊁三脚架㊁石棉网㊁带气球的玻璃导管㊁多功能夹子㊁清水.3㊀实验装置水沸腾改进实验装置如图2所示.4㊀实验步骤(1)将三脚架放到相应位置,铺好石棉网,向锥形瓶中加入60m L 水.(2)将带有电子温度计和导管的双孔橡皮塞塞入锥形瓶瓶口,并用多功能架子固定锥形瓶,将电子温度计摆放好.图2㊀改进实验装置(3)点燃酒精灯进行实验.(4)水沸腾后,将带有气球的L 型导管插入锥形瓶导管内,收集水蒸气,当把导管插入锥形瓶里的导管时,可以形象直观地观察到气球鼓起的实验现象,当气球鼓起以后熄灭酒精灯,停止实验.(5)观察与记录水沸腾时的现象.5㊀改进方法评价采用上述装置进行分组实验,不难发现此实验装置有以下优点:①锥形瓶瓶口小,且塞有橡皮塞,散热相对较慢;②锥形瓶底部受热面积大,能大大缩短加热时间,从之前的加热25m i n 左右减少为7m i n 左右,节约了实验时间,降低了能耗;③使用电子温度计可以实时读取准确的温度,电子温度计的价格低廉,且电子温度计由橡皮塞固定,放入水中时不会碰到锥形瓶的底和壁;④可以观察到剧烈的汽化现象,水沸腾时水底㊁水中㊁水面的气泡都可以清晰地看到,锥形瓶的瓶壁上可以看到水珠,在导管口可以看到浓浓的白气;⑤带有气球的导管用来收集水蒸气,学生可以清晰地观察到气球鼓起来的现象;⑥该实验装置中的实验材料简单易得,现象明显,可重复使用,安全性好,在一定程度上提高了实验教学的有效性.收稿日期:2020-12-11。
中学物理 Vol .38 No .242020年12月採走水沸膝时温皮史化的特点”的改迷与思考张如作(思源实验学校湖北竹溪442300)摘要:为了让实验教学更好地服务课堂,物理教师要尽可能地改进和创新实验器材.本文利用探针温度计、透明 电热水壶等实验器材来对“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验加以改进,使实验现象更明显,操作更安全方便,也 更贴近生活.关键词:改进;沸腾;温度;热水壶文章编号:1008 - 4134(2020)24 - 0053中图分类号:G 633.7文献标识码:B物理是一门以实验为基础的学科,通过实验可以 让学生近距离感受到从直观现象到本质探究、从感性认识到概念理解,从而一步步地自主构建知识.但现 有的教材和一些教学资源所提供的实验方案和实验 装置并不一定适用于课堂教学,陈旧的物理实验,不 明显的实验现象,实验的高失败率等已无法抓住学生 的眼球,也让教师产生对实验教学的恐惧.这需要教 师尽可能地完善和改进实验器材,让课堂教学实验与 社会生活、时代的发展以及新科技技术接轨,这样才 能更好地锻炼学生的科学思维,进一步推动教学改 革,培养创新人才.1发现问题 1.1 实验回顾程中,必须近距离才能观察到实验室用的温度计,读 数时还应与温度计中液柱的液面相平,容易读错或不 及时读数(读数不及时)且精确度不高.如果是教师或个别学生读数后告诉其他同学,会使可信度降低,其 他学生缺乏参与感.实验中,受热源的影响,温度越高 越难上升,单位时间内上升的温度差距较大,并且不 易掌握刚沸腾时的温度和时间,导致绘制图像的误差 较大,不能反映出水沸腾时的特点.即使达到沸腾,温 度趋向不变,产生的气泡不多,使得效果不是很明显, 并且只有前几排的学生能够观察到.第三,实验安全性不强.烧杯直接放在石棉网上, 加热后水温较高,且读数及观察实验的学生离装置较 近,存在一定的安全隐患.如图1所示是人教版八年级上册 物理第三章第三节“探究水沸腾时温 度变化的特点”的实验,在安装实验器 材后,用酒精灯给水加热,当水温接近 901时每隔0. 5m in 记录一次温度,并 绘制水沸腾时温度与时间关系的图像.1.2 教材实验的不足第一,操作不方便且影响实验的探究.教材所选用的实验器材中,酒精灯和石棉网的使 用是九年级化学所学知识,其中不能用嘴吹,需要用 灯帽盖灭酒精灯,垫石棉网不直接加热等操作会分散 学生的注意力,并且影响学生对探究问题的关注与思 考.酒精灯火焰温度不够高,易受外界环境影响,如有 风吹动时将会导致热源不稳定,也会影响数据的采集 和分析.如果外界温度过低,热量散失较快,即使利用 901的水来实验,加热仍需较长时间才能让水沸腾, 从而影响课堂效率.第二,读数不精确,不易观察实验现象.在实验过2实验改进2.1器材的选择实验室用的温度计的灵敏度和精确度不够,且操 作及读数都不方便.选择图2所示的探针温度计,测 温迅速、精准,并且携带计时功能,还可以将显示屏投 影,学生可以一边观察实验,一边记录数据,方便操 作,并能节约时间,还避免了实验的遮蔽性.图2 图3图4图5用透明电热水壶(如图3所示),加热均勻,功率可 调,能缩短加热时间且易观察.城市生活的每个家庭几 乎都有热水壶,常见的沸腾现象也差不多为每个学生 所熟悉,水沸腾时温度的变化是怎样的,沸腾后温度一作者简介:张如作(丨984 -),男,湖北荆州人,本科,中学一级教师,研究方向:中学物理教学.• 53•2020年12月Vol .38 No . 24 中学物理温度50100 150图6200 250 300时间/s2.3 买验改进后的优点(1) 操作简单,安全性高.(2) 缩短实验时间,提高课堂效率.(3) 实验效果明显.沸腾时会产生大量气泡,学生易观察,并且有强烈的视觉冲击,助于学生理解物理概念一-沸腾.(4) 提高学生的参与度.因为容器大,并且可以投影,使教室里每个角落的学生都能观察到实验现象, 增强了学生对实验的参与感和真实感.(5)测量数据丰富可靠.学生可以自由选择某一个时间点和对应的温度进行记录,再根据个人记录的 数据绘制图像进行分析.2.4 实验中注意事项实验时要通过调节电热水壶内水量的多少,保证温度上升的速度为8T /min 左右,并且3 -4m in 内可 以观察到水沸腾,方便观察和记录.温度上升2=€左右 再开始记录,并且每15s 或20s 可以记录一次数据,便于绘制图像.如果有学生参与实验,一定要提醒学生 遵守电器使用的安全原则,观察沸腾现象时,不要离 热水器太近,以免烫伤.3拓展实验改进后的实验装置还方便对其 他实验进行探究.可以探究“水沸腾 的条件”—达到沸点,继续吸热.如图7所示,在电热器中间放置一个装 水的试管,测量试管内水的温度并观察其是否沸腾.可以探究“固体熔化 时温度的变化规律”,将海波放在试 管内,浸没在电热水壶里,用水浴法 恒温(可以设置60的水温)加热,实验效果明显.4思考通过对物理实验教学的不断优化和创新,从而发展学生学科核心素养的过程中,对 实验的改进和创新要遵循以下原则:(1)直观性.即实 验效果要明显,如果不能直接观察,可以利用信息化 技术分析展示,比如传感器技术、热成像技术、可视化 技术、数码成像技术等等.(2)科学性.即操作要规范, 态度要严谨,避免假数据欺骗学生.(3)探究性.即实 验所选取的无论是简单的器材还是复杂的器材,操作 起来要方便,实验的探究要有意义.(4)安全性.即生 命高于一切,时时刻刻把实验操作的安全性放在第一 位,保证师生的健康.参考文献:[1 ]廖龙龙.初中物理课堂实验创新思考[J ].知识窗(教 师版),2020(08) :52.[2]陈昊.实验创新在物理教学中的应用[J ].中学物理,2020,38(10) :42 -44.[3] 候庆蓉.初中物理实验教学中培养学生创新能力的分 析[J ].中国农村教育,2019(08) :44.[4] 谢志成,张军.例谈初中物理实验创新[•!].物理之友,2018,34( 10) :33 -35.[5] 冷建军.改进《探究水沸腾时温度变化的特点》的实验装置[J ].理科考试研究,2017,24(14) :47 -48.(收稿日期:2020 - 09 - 20)图8定是100丈吗?通过直观的实验展示来解决学生的疑 问,真正让物理知识从生活中来,应用到生活中去.2.2 实验过程(1) 实验前,先在电热水壶里加1.2L 的水保温, 保温温度设置在70丈左右.(2) 实验时,将探针温度计固定在电热水壶上,探针头完全浸没在水里,如图4所示.如果在课堂上进 行实验,可以将显示屏投影到大屏幕上或用手机投屏,方便全体同学读数记录并观察.(3) 电热水壶开始加热,当水温达到72T 时,开 启记时按钮,并记录数据,以后每隔15s 或20s 记录一 次加热的时间和水的温度.演示实验中,水沸腾时(如 图5所示)适当提醒学生在观察现象的同时,注意水温的变化.(4) 根据记录的实验数据(见表1)绘制水沸腾时 温度与时间关系的图像(如图6所示),研究水沸腾时 的温度特点.表〗水加热到沸腾时的温度变化时间/s 015304560温度/丈7273.5767880.2时间/S 7590105120135温度81.98486. 188.590.2时间/s 150165180195210温度/t 92.494.59697.597.8时间/s 225240255270285温度97.897.997.897.897.7o o o ^u o oo o o o o /09876543213b/姻頓• 54 •。
一、实验目的1. 探究水沸腾过程中的温度变化规律;2. 通过创新实验设计,观察水沸腾时气泡的变化特点;3. 分析影响水沸腾速度的因素,提出改进措施。
二、实验器材1. 烧杯(容量为1000ml)2. 石棉网3. 铁架台(带铁圈)4. 酒精灯5. 温度计6. 搅拌棒7. 水封8. 热敏电阻9. 数据采集器10. 计算机三、实验原理水沸腾是指水在一定的温度和压力下,从液态转变为气态的过程。
实验过程中,通过加热使水温逐渐升高,观察温度变化规律,并分析影响水沸腾速度的因素。
四、实验步骤1. 将烧杯放在铁架台上,加入适量的水;2. 将石棉网放在烧杯下面,调整位置使烧杯底部均匀受热;3. 将温度计插入水中,确保温度计玻璃泡不接触烧杯底部和侧壁;4. 将热敏电阻和搅拌棒分别插入水中,热敏电阻用于测量水温,搅拌棒用于搅拌水;5. 使用酒精灯加热烧杯,同时观察温度计和热敏电阻的读数;6. 记录水温随加热时间的变化数据;7. 在水沸腾前,观察并记录气泡的变化特点;8. 使用水封密封烧杯,继续加热,观察水沸腾过程中气泡的变化特点;9. 将数据采集器连接到热敏电阻,实时记录水温变化数据;10. 分析实验数据,得出结论。
五、实验现象1. 水沸腾前,随着水温升高,气泡逐渐增多,上升速度逐渐加快;2. 水沸腾时,气泡迅速上升,温度保持不变;3. 使用水封密封烧杯后,水沸腾速度明显加快。
六、实验数据分析1. 通过实验数据,得出水沸腾过程中温度变化规律:水沸腾前,水温逐渐升高,气泡逐渐增多,上升速度逐渐加快;水沸腾时,水温保持不变,气泡迅速上升;2. 通过对比实验数据,得出使用水封密封烧杯可以加快水沸腾速度的结论。
七、结论1. 水沸腾过程中,温度保持不变,气泡迅速上升;2. 使用水封密封烧杯可以加快水沸腾速度;3. 通过创新实验设计,成功探究了水沸腾过程中的温度变化规律和气泡变化特点。
八、实验改进措施1. 使用不同材质的烧杯,观察水沸腾速度的变化;2. 调整加热方式,如使用电热丝加热,观察水沸腾速度的变化;3. 改变水封的结构,如增加水封的密封性,观察水沸腾速度的变化;4. 在实验过程中,加入不同物质,观察对水沸腾速度的影响。
《水沸腾实验》
反思与改进
人教版初二物理第四章第三节探究水的沸腾实验,学生要通过观察水的沸腾描述沸腾的特征、记录数据、画出图象、分析处理数据、归纳得出结论。
因此如何使水在短时间内沸腾是该实验的关键。
教材中采用烧杯盛水加热往往达不到预期的效果,主要原因有:一是杯口大、热散失快,需要的水较多(因为至少要能浸没温度计的玻璃泡),实验耗时较长。
水沸腾后上升的距离短,不便于观察气泡的变化。
二是为了缩短实验时间,教材中采用杯口加盖的办法减小热散失,但这样做又会增大水上方气压,使水的沸点升高,而且组与组之间盖的密封程度不同,会出现水沸腾时温度差异较大的现象。
对实验的改进:用大号试管盛水,酒精灯直接加热。
这样水沸腾时间缩短,沸腾时气泡上升距离大,便于观察气泡的变化,不用加盖不影响沸点。
同时由于实验时间缩短,我把教材中每隔分钟记录一次温度改为半分钟,这样数据多几组,作出的图象更具有说服力。
实验注意:加热之初要对试管底部均匀加热,加热过程中酒精灯火焰不能太大,以免试管受热不均破裂。
试管中加水不能超过试管长度的三分之一,以免水沸腾喷出伤人。
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一、“观察水的沸腾”实验的改进
改进装置用化学实验室中的大号试管代替烧杯。
改进后的实验装置有以下优点:
1、保证了水的质量不会偏多(每次实验只要装1/2到2/3试管的水)
2、无需考虑水的初温
3、直接对试管加热,减少了原装置中石棉网的吸热和散热过程,且试管口相对较小,散热也慢如再辅助注射器,橡皮管(或医用输液管)、橡皮塞用其演示液体沸点与气压的关系,效果也非常好。
二、证明光的直线传播实验的改进
改进方法:
1.若用教材提供的仪器,则必须在清水中滴入几滴牛奶或在水中混入适量肥皂水,使水呈轻微的浑浊状态,再用氦氖激光等光源射向水中,此时从侧面可以看到一条笔直的光路。
2.用点燃的蚊香和1个去掉底的大可乐瓶(最好是蓝色)制成烟雾室;再用学生激光笔发出激光照射,可看到一条笔直的光路。
3.用一支激光笔和大果冻(里面不含果肉)由学生自己动手操作也可以验证。
方法是:学生直接用激光器从侧面对准果冻射去,则能非常清楚的看到在果冻内有一条直线光路。
三、浮力与物体质量的关系演示
实验器材及实验方案;
用一个纸杯和一块小金属做器材,将小金属放在纸杯中(把金属当作纸杯的一部分),将纸杯放入盛有水的大烧杯中,纸杯会浮在水面上;将纸杯捏成团,纸杯便沉到了水底。
(实验时为了不造成疑问,可以不让学生知道纸杯中又小金属)
设计意图:学生在猜想浮力大小与什么因素有关时,有的学生猜想与物体的质量有关,本实验中装有小金属块的纸杯和被捏成团的纸杯质量没有变化,但受到的浮力却不同,这样学生就能理解:浮力的大小与物体的质量无关了实验效果:学生通过小实验进行的验证,使学生对这一问题有了直观的认识,也就认可了,纠正了错误的猜想。
物理实验仪器的改进港狮学校韩振香两个物理实验的改进一、液体沸腾探究实验的改进教材中实验器材:酒精灯、烧杯、水、铁架台、温度计、细线、火柴、石棉网、钟表、中心有孔的纸板。
实验方法:(1)把适量水倒在烧杯里,把烧杯放在铁架台的石棉网上,杯上盖上纸板,把温度计穿过纸板孔插入水中。
(2)用酒精灯给盛了水的烧杯加热,观察温度计的示数。
(3)从90℃开始每隔1分钟,用温度计测量一次水的温度, 直到水沸腾5分钟左右为止。
(4)观察水在沸腾前后产生的气泡在上升过程中体积的变化。
(5)绘出水沸腾时温度随时间的变化图象。
本实验的不足:(1)因为酒精等不能直接加热烧杯,需加垫石棉网,所以实验时间太长,影响后面教学内容。
(2)为节省时间,有时要用热水瓶中热水做实验,因热水已沸腾过一次,再次沸腾前后产生的气泡较少,不利于学生观察。
改进一器材:酒精灯、水、铁架台、温度计、细线、火柴、晶体熔化和凝固实验用的小铝桶方法:用小铝桶代替教材实验中的烧杯来做实验,方法、步骤与教材相同。
优点:用酒精灯可以直接给小铝桶加热大大减少实验时间。
缺点:虽然小铝桶上有可供观察的小窗口,可以观察水沸腾前后气泡的变化,但不利于学生全方位的观察;铝是热的良导体,不便学生直接操作。
改进二器材:大试管、水、试管夹、温度计、酒精灯、火柴、铁架台、中心有孔的纸板。
方法:用大试管代替烧杯来做水沸腾实验,方法与教材相同。
优点:(1)可以用酒精灯直接加热大试管,减少实验时间。
(2)因大试管比烧杯截面积小得多,所以同样多的水放于试管中比放于烧杯中深得多,水沸腾前后产生的气泡在水中上升过程历时长,水底与水面处压强差值大,方便学生观察气泡体积的变化。
(3)操作简单方便。
实验的装置图如右图二、压力作用效果探究实验的改进教材中的实验器材:实验小桌、砝码、泡沫塑料方法:1、实验小桌的四脚接触泡沫塑料,在桌子上放一砝码,观察泡沫塑料的形变大小。
2、控制压力大小与实验1相同,使实验小桌的桌面接触泡沫塑料,以改变受力面积,观察泡沫塑料的形变大小。
观察水的沸腾实验及改进措施〔关键词〕物理实验;水沸腾现象;改进措施;注意问题八年级义务教育初中《物理》教材(北京师范大学出版社)“观察水的沸腾”实验是研究液体沸腾时的特征,但在具体实验中往往会出现理论与实验结果不符,或是实验现象不明显等情况,以至于影响学生对沸腾现象的理解。
鉴于此,可对该实验作一些改进。
一、实验仪器的选择和改进《物理》教材(北京师范大学出版社)中,“观察水的沸腾”实验装置如图1所示。
教材中使用了250 mL的大烧杯,造成实验时需要的水量较多,加之杯口较大,使得热量散失较多,实验耗时较长。
如果换用热水做,又会减少气泡的数量,也不能让学生较好地观察到沸腾现象。
为了缩短实验时间,我也曾试着用减少水量的办法,但要使温度计的玻璃泡不与杯底接触,杯中至少也要装入1/3的水量。
这样一来,杯中水的深度就会大大减小,而由于水浅,也便无法清晰地观察到水沸腾前后气泡的变化过程了,实验效果最终还是会被影响。
另外,为了减少热量的损失,教材中还采用在杯口加盖一张中心有孔的纸板进行实验,这种方法可以增大水面上方的气压,使水的沸点升高。
但是水蒸汽会弥漫在杯内液面上方,同时杯壁上还会附着一些被液化的小水珠,最终会导致观察的效果被影响。
此外,由于各实验小组盖的密封程度不同,还会出现沸点温度差异较大的现象。
针对以上问题,我多次对实验装置进行了改进,最终选用了100 mL的锥形烧瓶(如图2所示)作为实验主要装置。
这样可大大缩短实验时间,使温度计的读数更真实可靠。
但需要注意的是,若实验中加热的水含有矿物质较多的话,实验结果也会出现误差,因此选择合适的水也是十分必要的,所以,每次实验所用的水应及时更换。
二、实验现象的描述对实验现象的描述,应该从以下几个问题出发:1. 为什么锥形烧瓶底部先有气泡,侧壁后有气泡?2. 气泡里的气体是什么?3. 在水沸腾之前,气泡由小变大而在上升时又变小,这是为什么?4. 水沸腾时,气泡在上升过程中,为什么气泡又会由小变大呢?5. 水沸腾后温度还会继续上升吗?6. 锥形烧瓶口出现的“白气”是水蒸汽吗?从微观角度看水沸腾的过程,实验现象大体可分为两个阶段:①水沸腾前,锥形烧瓶里的水被加热,由于水中溶有空气,受热膨胀体积增大,在液体表面张力作用下形成气泡。
关于水沸腾实验器材的改进措施
南靖四中王美燕
实验器材:
温度计、铁架台、石棉网、酒精灯,保温热水壶,小烧杯,一片薄透明塑料片,两片较厚的塑料片。
主要问题:
水的沸腾是日常生活常见的现象,实验现象及相应结论都很明显,研究水沸腾实验的具体操作时候常出现以下问题,主要表现有三点:1. 水的质量较多,加热时间长;2.水的深度较浅,气泡上升过程时间太短,无法观察气泡上升过程中大小变化。
3、温度计由于水蒸气读数不方便等问题。
具体方法:
1、采用温水做实验,实验前用保温瓶先备好温水。
2、用小烧杯,减少水量,增大水深度
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,但存在水的沸点与常压下水的沸点相差太大,边沸腾,边升温的现象,与“沸腾过程温度不度”结论相左。
且欠安全,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。
而采用用50ml的小烧杯盛水,盛水量约为30ml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。
采用三片透明薄塑料片。
教材中用纸盖在烧杯上方来减小热量散失,实际操作时,过一段时间纸会被水蒸气浸湿而下凹,且在水将沸腾时候若没有将纸板拿掉,由于水蒸气的聚集,而使水面气压增大,则会导致水的沸点上升,沸腾过程,温度也不易保持不变,难以探究温度变化特点,读数时候拿掉纸板会因为水蒸气上升液化成雾气而看不清楚
剪切,详见照片)。