巧用雙口燒瓶制作空氣熱脹冷縮顯示儀

郭鵬飛

摘要：本教學實驗儀器可觀察空氣受熱遇冷時，體積的變化量。通過改造，用雙口燒瓶裝載研究對象空氣，而利用燒瓶的雙口結構，一個通氣孔裝載溫度自動化測量設備，另一通氣孔裝載玻璃注射器。由于玻璃注射器上附有刻度，當空氣體積變化時，可讀取其體積的變化量。而溫度自動化測量設備可以直接讀取瓶內空氣溫度的數值。

關鍵詞：熱脹冷縮;量化測量;溫度變化;體積變化

在粵教版小學科學三年級上冊第4單元熱與溫度的第四課時《氣體的熱脹冷縮》的教學實踐中，教材主要提供了兩個參考實驗：一個是將氣球套在燒瓶的瓶口處，將瓶子分別放入熱水和加冰塊的冷水中，再觀察記錄實驗現象。

二是用注射器抽取5毫升空氣，用橡皮帽堵住注射器管口。將注射器依次放入冷水和水中去，讀出空氣的體積數，并填寫記錄表格。

這兩個實驗是有層次地幫助學生建構氣體熱脹冷縮知識的。第一個實驗能夠讓學生通過實驗探究認識到空氣受熱膨脹，遇冷收縮。而第二個實驗，可以觀察到熱脹冷縮時，空氣的體積變化量。將知識由定量觀察深化到定性分析。但是也存在一定的不足。譬如，空氣的溫度變化量是不得而知的。因為熱水的溫度通常有80攝氏度以上，而冰水混合物的溫度通常為0攝氏度附近，在用冷水和熱水對空氣作用時，空氣溫度的變化是含糊不清的。

利用創新實驗器材突破教材實驗設計的不足，提高課堂實驗教學的有效性。

空氣熱脹冷縮顯示儀有以下優勢：

1.實驗探究更科學嚴謹。對于探究氣體熱脹冷縮的性質中，利用本實驗裝置可以究可幫助學生深層次建構熱脹冷縮的科學概念。本實驗裝置可以觀測封閉雙口燒瓶內空氣溫度變化與空氣體積變化的關系，得出定量化的數據和嚴謹的科學推論。

2.實驗現象更明顯，安全系數更高。傳統的熱脹冷縮實驗，都需要用到溫度較高的水，才能有明顯的實驗現象。比如，修復被壓癟的乒乓球，需要95℃的熱水;氣球套住錐形瓶讓入熱水中加熱，也需要80℃左右的熱水。所以進行傳統實驗的時候，存在安全隱患。本實驗只需要，用60℃左右的熱水，就可以有較明顯的實驗現象。

3.實驗數據處理更科學。通過繪制V-T（溫度體積圖像），可以更直觀觀測雙口燒瓶內溫度與體積之間的關系。可幫助學生掌握一種科學的實驗數據處理方法。

4.實驗材料簡單易得，可重復使用，實驗成本低，有廣泛推廣的意義。

參考文獻：

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