氣體壓強對液體沸點的影響實驗的改進

李玲玲

摘要：教學中，實驗有助于學生深入淺出地理解科學概念，原理及其變化規律，有助于學生科學素養的提高和創造性潛能的開發，如何確保在短時間內使實驗取得成功并獲得直觀明顯的實驗現象是得出結論的重要依據，也是能否達到有效課堂教學的重要環節。在教學中筆者發現華師大版初中科學八年級上第50頁演示“氣體壓強對液體沸點的影響”存在一些問題，經過不斷地思考和試驗，對此實驗進行了改進。

關鍵詞：氣體壓強 ?液體沸點 ?實驗改進

一、發現問題

華師大版初中科學八年級上第50頁演示“氣體壓強對液體沸點的影響”如右圖所示：實驗現象十分明顯，向外拉注射器的活塞，水又重新沸騰，但存在以下幾個疑問：①學生可能有這樣的疑慮，認為向外拉注射器的活塞使瓶內液體溫度提高從而使液體重新沸騰。②“一定質量的氣體，溫度不變時體積增大壓強減少”雖可解釋瓶內氣壓下降，但這個知識點還沒學，學生無法從實驗中知道和理解瓶內氣壓下降。③這個實驗得先加熱至沸騰，再移去酒精燈，實驗時間長達10多分鐘，這樣大大降低了學生對實驗的探究興趣。就此，筆者認為課本上的這個演示實驗需要改進。

二、改進實驗

（1）改進思路。加入溫度計可解決第一個疑慮，插入帶氣球的玻璃管或帶紅墨水滴的玻璃管可直接觀察瓶內氣壓的變化，用兩用抽氣筒代替注射器，可反復抽氣將瓶內氣壓降到極致，在低溫下就可觀察到水的沸騰，即減少實驗時間又激發學生的學習興趣。

（2）實驗器材。兩用抽氣筒（即可打氣也可抽氣）、蒸餾燒瓶、三孔橡皮塞，一孔插入溫度計，一孔插入帶氣球或帶紅墨水的U型管，鐵架臺、酒精燈。

（3）實驗操作。方案一：①在帶有溫度計和玻璃管的燒瓶中注入熱水，用酒精燈加熱至水沸騰后停止加熱。②在玻璃管上連接帶紅墨水的U型管。當觀察溫度計溫度下降，用抽氣筒抽氣，觀察到U型管中的液面出現高度差，連接玻璃管的這一液面下降，燒瓶中的液體重新沸騰。由此我們可以得到什么結論呢？裝置如甲所示。③取下抽氣筒和U型管，繼續對水加熱，當水沸騰，再在玻璃管上接入U型管。用打氣筒打氣，觀察U型管液面變化和水是否還在沸騰。繼續加熱，觀察到溫度計溫度上升，水還沒有沸騰，這又說明了什么？

方案二：①在帶有溫度計和玻璃管的蒸餾燒瓶中注入熱水，用酒精燈加熱至水沸騰后停止加熱。②在玻璃管上接入氣球，當觀察溫度計溫度下降，用抽氣筒抽氣，觀察到氣球癟了，液體重新沸騰。由此我們可以得到什么結論呢？裝置如乙所示。③取下抽氣筒和氣球，繼續對水加熱，當水沸騰，再在玻璃管上接入氣球，用打氣筒打氣，觀察氣球變化和水是否還在沸騰。繼續加熱，觀察到溫度計溫度上升，水還沒有沸騰，這又說明了什么？④在老師的演示實驗展示分析后可以增加一個簡易的學生實驗，裝置如圖丙所示：

（4）改進實驗的優點。①裝置中插入溫度計，沸點升高還是降低顯而易見。②在玻璃管上連接U型管或氣球，從U型管的液面變化或氣球的變化中直觀地觀察到瓶內氣壓的變化。③有兩用抽氣筒代替注射器使實驗更明顯，時間延續更久。④改進后即可演示“液體的沸點隨氣體壓強減小而降低”，也可演示“液體的沸點隨氣體壓強增大而升高”。⑤增加簡易的學生實驗，利用試管可直接加熱，底面積小，減短加熱時間（只需1分鐘）。同時讓學生親自體驗探究的過程，大大激發了學生通過實驗探究未知世界的欲望和興趣。

參考文獻：

①黃建明，對沸點隨氣壓改變的演示實驗的改進物理教學探討2004第3期