紙鍋真的能燒出開水嗎

作者簡(jiǎn)介高敬振，中教一級(jí)教師，市級(jí)學(xué)科帶頭人.自2001年至今已在《中學(xué)物理》、《中學(xué)物理教學(xué)參考》、《中學(xué)生數(shù)理化》、《讀書時(shí)報(bào)》等各報(bào)刊上發(fā)表教學(xué)論文300余篇.

提出問題我們知道鋁塊能夠在鐵鍋里通過加熱熔化成鋁水，原因是鐵的熔點(diǎn)是1 535 ℃，高于同種情況鋁的熔點(diǎn)660 ℃，所以當(dāng)鋁已經(jīng)熔化時(shí)，鐵還是沒事的.紙的著火點(diǎn)大約是183 ℃，高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)100 ℃，那么用紙鍋能不能將水燒開呢？

進(jìn)行猜想

猜想1：能，因?yàn)楫?dāng)水達(dá)到100 ℃沸騰時(shí)，紙還沒有達(dá)到它的著火點(diǎn).

猜想2：不能，因?yàn)橐话愕钠胀ɑ鹧娑紩?huì)達(dá)到400 ℃~600 ℃的溫度，此時(shí)早已超過了紙的著火點(diǎn)，紙會(huì)燃燒.

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

1. 準(zhǔn)備器材：（1）紙鍋.紙鍋是我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)中最難準(zhǔn)備的器材，它需要我們自己親手制作.找一張長(zhǎng)方形的光滑厚紙，按圖1中的虛、實(shí)線折疊或用筆畫出來（注意四個(gè)角上折成小正方形時(shí)會(huì)更好做一些），用剪刀將虛線處剪開，然后沿著實(shí)線折起來，最后用膠水粘牢，這樣就做出一個(gè)規(guī)則的小紙鍋了.

（2）其他器材：見上頁圖2所示.

2. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將實(shí)驗(yàn)分成三個(gè)小組、兩個(gè)步驟來做（如圖2所示）.

步驟一：第1組中的小紙鍋中不放水，在第2組中的小紙鍋中放入約為紙鍋容積一半的水，在第3組中的小紙鍋中放盡量多的水，然后同時(shí)用酒精燈加熱紙鍋底部.注意每組中的紙鍋與酒精燈的位置及火焰大小都是相同的.

步驟二：在水繼續(xù)沸騰的情況下，將第2組中的酒精燈由紙鍋底部移到紙鍋的前側(cè)面（A面）下面，盡量調(diào)大些火焰，進(jìn)行觀察.

3． 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

步驟一：第1組中的紙鍋片刻就燃燒了起來；第2組和第3組中的紙鍋沒有燃著，鍋里的水最后都能沸騰起來，只是第3組所用的時(shí)間稍長(zhǎng)一些.

步驟二：紙鍋前側(cè)面（A面）下半部分（即有水的部分）安然無恙，而上半部分（即沒水的部分）被燒焦，甚至燃燒起來.

得出結(jié)論紙鍋確實(shí)能將水燒開，猜想1正確.

比較論證由步驟一中的第1組與第2、3組比較，可以充分說明兩點(diǎn)：一是紙的著火點(diǎn)比酒精燈的火焰溫度要低，酒精燈可以將紙點(diǎn)燃；二是放水的紙鍋之所以沒有燃燒起來，是由于水的存在.從步驟二的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中也同樣可以說明這兩點(diǎn).

紙鍋為什么能將水燒開，而紙鍋不會(huì)燃燒起來呢？我們還是從科學(xué)的角度來分析一下吧！紙鍋之所以沒有燃燒起來，根本原因就是它的溫度還沒有達(dá)到紙的著火點(diǎn).我們知道水在受熱升溫時(shí)會(huì)不斷吸收熱量，當(dāng)溫度升高到一定的程度時(shí)，它就會(huì)沸騰起來.由于水是晶體，當(dāng)它沸騰時(shí)，雖然它還會(huì)不斷地吸收熱量，但它的溫度卻不再繼續(xù)升高了，所以在通常情況（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）下，水所能達(dá)到的最高溫度只有100 ℃.由于紙鍋與水是緊密接觸的，火焰上幾百攝氏度的高溫所產(chǎn)生的熱量會(huì)迅速被水吸收，而使紙不能升到更高的溫度，如果忽略紙的厚度，那紙鍋底部紙的溫度應(yīng)與鍋中（沸）水的溫度相同.由此可知，在鍋中的水未干之前，紙鍋本身的溫度最高只有100 ℃，這個(gè)溫度還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于紙的著火點(diǎn)的.所以紙?jiān)谒序v時(shí)是不會(huì)被燒壞的，這也就是它能將水燒開的原因了.

紙鍋燒水的實(shí)驗(yàn)以及其中所包含的科學(xué)道理在實(shí)際生活中都有哪些應(yīng)用呢？相信同學(xué)們開動(dòng)腦筋一定會(huì)想出很多的奇思妙用！加油吧！

責(zé)任編輯 程 哲