“壓縮空氣發火器”的新實驗
2008-04-29 00:00:00潘學儉
物理教學探討 2008年15期
一位教師對我說：“潘老師，我教了二十多年書，這個實驗我從來沒有做成功過?！备鶕@位教師所講，聯想到類似情況可能在各地都存在。故借本刊介紹這個實驗的做法，以避免教師在學生提問面前的尷尬景象。
實驗以演示(或驗證)做功可改變物體的內能為目的，初、高中教材中用如圖1所示裝置進行演示。這里不妨將該實驗器材命名為《壓縮空氣發火器》。該器材在絕大多數中學實驗室都有配置，而且質量是過關的。但在好多學校當使用時卻不能達到期望的效果，其原因大多是老師們的做法不合適，造成不發火，僅有霧狀物。有些老師便產生“器材不行”的錯誤結論；將用實驗能說明的問題變成了抽象的畫圖講解……下面將一些老師做該實驗時的失敗原因分析并改正。
1.棉花團太大，蘸的酒精(或乙醚)太多，以至于造成升溫需要做更多的功，而玻璃管的長度有限。改進方法：取很少一點棉花，放拇指和食指之間，團實成約四分之一火柴頭大小，甚至更小，然后蘸上酒精(或乙醚)并擠干(絕招就在于此)，丟玻璃管中，將活塞插入，左手扶玻璃管底部，伸展右手，掌心放活塞桿柄上，向下輕輕快速下壓，棉球便被點燃，學生發出驚叫，引發……
2.活塞環老化，失去彈性，與玻璃管壁之間有隙不密封所致。改進方法不言而喻。這里主要介紹活塞環安裝注意：①不要將緊固活塞環的螺帽緊的太緊，太緊會導致橡皮活塞環的彈性減弱，工作時與器壁的密封性下降。②為使活塞環能有更長的使用壽命，每做完實驗后應擰松固定活塞環的螺帽，使橡皮環完全處在無形變狀態，抹凡士林后用紙包住，放入盒中。不要將活塞插入玻璃管中，以防活塞長期處于形變狀態。
3.寒冷地區某些條件差的學校，儀器室無暖氣，材料均處在很低的溫度狀態，馬上拿來做實驗往往也會出現困難，準備實驗應有一個升溫環節，放教室或辦公室較長時間即可。
如能做到以上幾點，該實驗應該是做一次，成功一次。
注意幾點：
①如果在同一節課上重復做，必須有清除管內前次產生的廢氣環節。
②實驗材料以酒精為好，不用乙醚，因乙醚揮發性大，特別是瓶中乙醚較多時，其飽和氣體量較大，在瓶蓋打開后很快使教師彌漫乙醚蒸汽，其麻醉作用對師生身體會有影響。如果教師操作時間太長，教室通風不好，乙醚蒸汽濃度過大，還有可能產生其他負面效果，很危險，對整座樓道也產生影響。
另：建議編寫教材人員，將現行教材中的乙醚改為酒精。
建議教學儀器生產廠商，生產該器件要簡單，做一個整體的結實的玻璃管即可，不必加底座和上蓋。
(欄目編輯王柏廬)
