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水沸騰實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
沸騰是指液體受熱超過(guò)其飽和溫度時(shí),在液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生劇烈汽化的現(xiàn)象。下面是小編為你帶來(lái)的水沸騰實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，希望對(duì)你有所幫助。
水沸騰實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
水的沸騰實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單，也不是隨隨便便就能做好的。實(shí)驗(yàn)時(shí)稍有不慎，同樣會(huì)導(dǎo)致失敗。現(xiàn)將該實(shí)驗(yàn)需要注意的幾個(gè)方面予以指出，使水的沸騰實(shí)驗(yàn)更加規(guī)范和有效。
1．溫度計(jì)的玻璃泡應(yīng)剛好浸沒于水面下
筆者發(fā)現(xiàn)，溫度計(jì)玻璃泡浸入水中的深度對(duì)測(cè)量結(jié)果有重要影響。水沸騰時(shí)，把溫度計(jì)的玻璃泡放在水的中下層測(cè)得的溫度，比放在水的上層測(cè)得的溫度要高2～4℃。人們?cè)趯?shí)驗(yàn)中很少注意這個(gè)問(wèn)題，總是在先前經(jīng)驗(yàn)和教材插圖的影響下，習(xí)慣性地將溫度計(jì)的玻璃泡放在水的中層或中下層。這樣測(cè)得水在常壓下的沸點(diǎn)總是高于100℃，且由于各實(shí)驗(yàn)小組的溫度計(jì)玻璃泡浸入深度不完全相同，又導(dǎo)致各小組間的測(cè)量結(jié)果不一致。筆者認(rèn)為，只有將溫度計(jì)的玻璃泡剛好浸沒于水面下時(shí)測(cè)得的溫度，才能表征水在當(dāng)時(shí)氣壓下的沸點(diǎn)。筆者用此，在不加蓋紙板的情況下，測(cè)得水的沸點(diǎn)為98℃，基本符合當(dāng)時(shí)氣壓（753mmHg）下水的沸點(diǎn)。同時(shí)，也只有按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)放置溫度計(jì)，各實(shí)驗(yàn)小組的測(cè)量結(jié)果才有可能相同。
2．用50ml的小燒杯盛水，盛水量為30ml
用大燒杯盛水做實(shí)驗(yàn)，加熱太久，且不易觀察到氣泡變大的現(xiàn)象；而用試管盛水做實(shí)驗(yàn)，雖然水沸騰快，氣泡變化明顯，但也有不足。筆者用規(guī)格為3cm×20cm的試管盛水（水柱高12cm）做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有三點(diǎn)不足：一是測(cè)得水的沸點(diǎn)為104℃，與常壓下水的沸點(diǎn)相差太大，難以接受。二是有邊沸騰，邊升溫的現(xiàn)象，與“沸騰過(guò)程溫度不度”結(jié)論相左。筆者觀察到，當(dāng)水溫升到98℃時(shí)開始有氣泡上升變大，99℃氣泡較多，100℃有大量氣泡上升變大，顯然此時(shí)水已沸騰，但水溫繼續(xù)升高，直達(dá)104℃為止。解釋這種現(xiàn)象頗費(fèi)口舌，也未必能懂，應(yīng)盡可能避免。三是欠安全。由于試管散熱慢，當(dāng)加熱時(shí)間稍長(zhǎng)，水中空氣排盡時(shí)，容易發(fā)生“暴沸”。輕則濺濕酒精燈，重則傷人，顯然不太安全。而采用小燒杯盛水做實(shí)驗(yàn)，9min內(nèi)可使水沸騰初中生物，15min內(nèi)可完成實(shí)驗(yàn)，且能清晰地觀察到氣泡上升變大的現(xiàn)象，又不會(huì)出觀上述不足，是最為理想的選擇。
3．酒精燈的火力要猛
要減少加熱時(shí)間，關(guān)鍵是加大酒精燈的火力。加大火力的措施有：燈芯要粗；燈芯露出部分要長(zhǎng)；酒精的純度要高，要將長(zhǎng)期放置的酒精倒掉，擰干燈芯后再加入新鮮酒精。
4．在水中放入陶瓷片和食鹽
放入陶瓷片可使水長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生氣泡，避免水“過(guò)熱”。水一旦“過(guò)熱”，溫度將持續(xù)上升，影響實(shí)驗(yàn)效果。陶瓷片可取材于碗碟的碎片。另外，在水中放入食鹽，可加快水對(duì)流，從而減少加熱時(shí)間。
5．緊固鐵環(huán)的平行夾一定要用金屬制品
若用橡膠或塑料平行夾，一旦鐵環(huán)受熱，平行夾就會(huì)變軟，鐵環(huán)上盛水的杯子將傾斜，引起恐慌，不太安全。
6．要用同規(guī)格、同精度的溫度計(jì)
只有使用同規(guī)格、同精度的溫度計(jì)，才可能得到相同的測(cè)量結(jié)果；也只有各小組測(cè)得水的沸點(diǎn)相同時(shí)，實(shí)驗(yàn)才有說(shuō)服力。如果在相同的氣壓下，測(cè)得水的沸點(diǎn)有多個(gè)，又怎能令學(xué)生信服？
7．關(guān)于在燒杯上是否加蓋紙板的問(wèn)題
在燒杯上加蓋紙板，其優(yōu)點(diǎn)是減少加熱時(shí)間，其缺點(diǎn)是增大了燒杯中的氣壓，使水的沸點(diǎn)較常壓時(shí)高2～3℃，且有邊沸騰邊升溫的現(xiàn)象。若不蓋紙板，則加熱時(shí)間太長(zhǎng)，且在水沸騰時(shí)，由于大量蒸氣在溫度計(jì)的玻璃棒上液化放熱，使讀數(shù)較正常值高1～2℃。筆者的做法是：在燒杯上加蓋紙片，當(dāng)水溫升至95℃時(shí)，將紙片上移，既不封住杯口，又阻擋蒸氣在玻璃棒上液化，效果很好。
水沸騰實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 2
正確使用酒精燈。應(yīng)利用酒精燈的外焰加熱，以確保充分燃燒并提高加熱效率。
溫度計(jì)的使用。溫度計(jì)應(yīng)懸垂入水中，確保玻璃泡完全浸入水中，避免接觸燒杯底或壁，以獲得準(zhǔn)確的溫度讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)，溫度計(jì)的玻璃泡應(yīng)繼續(xù)留在水中，視線與溫度計(jì)液柱的上表面相平。
水量的控制。燒杯中的水量應(yīng)適量，太多會(huì)延長(zhǎng)加熱時(shí)間，可能外濺；太少會(huì)影響溫度計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確性。
加熱方式的選擇。可以通過(guò)攪拌來(lái)增加熱對(duì)流，減少水沸騰所需的時(shí)間。還可以通過(guò)增加水的初溫或減少水量來(lái)縮短加熱時(shí)間。在水中加入陶瓷片和食鹽可以促進(jìn)水的對(duì)流，加快沸騰過(guò)程。
沸騰現(xiàn)象的觀察。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)觀察氣泡在上升過(guò)程中的變化，特別是在水沸騰時(shí)。
沸點(diǎn)的理解。水的沸點(diǎn)通常為100°C，但可能因當(dāng)?shù)貧鈮旱牟煌兴兓Ｈ绻姆悬c(diǎn)低于100°C，可能表示當(dāng)?shù)貧鈮盒∮跇?biāo)準(zhǔn)大氣壓。
安全措施。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)避免水外濺或“暴沸”的風(fēng)險(xiǎn)，使用小燒杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是一個(gè)較安全的選擇。
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