设计新实验 丰富新课堂——探究两则课外小实验

【关键词】： 蒸发 吸热 加压 液化
【摘要】：本文是一篇介绍有关液体蒸发吸热具有降温作用，以及加压能使水蒸气液化的小实验的内容。
【正文】：物理学是一门以观察实验为基础的科学，人们的许多物理知识都是通过观察实验认真总结和思索得来的。同时物理实验还是检验结论是否正确的一把尺度。下面笔者就“汽化和液化”这一节的实际教学过程中应用的两则小实验介绍给大家希望对你们的教学有所帮助。
第一则实验是在初中物理第一册（苏教版）第4章第4节“汽化和液化”这一节中，验证“蒸发吸热”的实验采用的是：用两支完全相同的温度计，其中一支用浸有酒精的棉花包住玻璃泡，另一只不包，把两支温度计放在同一室温下，发现用浸有酒精的棉花包住的温度计的示数会降低，从而说明酒精蒸发需要吸收热量。具有一定的说服力。但我觉得还不够直观。而对于加压能使气体液化只是一带而过。本人在实际教学的过程中用了这样一则小实验收到了更加生动形象的效果。
鉴于前面已经学到凝固放热的知识，本实验可到市面上买来打火机气体一瓶（即正丁烷气体）、一只透明玻璃瓶。操作方法是：将玻璃杯中装入少量的冷水，然后将买来的正丁烷“气体”从钢瓶放出来一些或将其充入透明的打火机中，很明显可以看到钢瓶中装的不是气体而是液体。过一会放出来的液体马上消失，说明该液体极易蒸发到空气中去。然后，将钢瓶嘴放在玻璃杯的水中进行释放钢瓶中的液体，让其从水中出来再蒸发，过一会，会看到被子中的水就能凝固成一个很好的冰块。教师可以和学生一起寻找其中的原因。因为前面已经学过凝固的条件，所以很多学生便能很快的体会到：水结冰是因为钢瓶中的液体从水中出来后，迅速蒸发，从水中带走大量的热，从而使水温下降，直至水凝固成冰。当然本实验在做时应远离火源，因为释放出的液体极易燃烧。
结合本题还是可以做出一道有关此知识的实际应用题目。如：一辆装有液氯的油罐车，由于冬天下雪路滑翻到路边，里面的液氯向外泄露，幸亏消防队员及时赶到，向漏气的地方喷水，不一会便将液氯堵住了。让学生可以试着解释“水堵窟窿”其中的道理，当然学生便一下子就能联想到刚才所做的水凝固成冰的实验。原来是由于气罐中的液体出来后迅速蒸发，而蒸发要从周围吸收大量的的热，从而使水的温度急剧下降，直至最后凝固成冰，堵住了漏气的地方。
第二则实验是关于“汽化与液化”这一节的“加压能使气体液化的知识”。书中虽然已经通过介绍“运输火箭中的燃料”来解释这部分知识，但没有通过实验进行验证，使学生很难体验到：加压是液化的一种方式。因为这部分知识也没有找到一个较好的实验进行实验验证，于是很多人便对此一带而过。本人在实际教学中发现：“加压使气体液化”也可以通过如下的课外小实验进行验证的。
找来一个喝水用的有盖的软塑料杯（或矿泉水瓶），在里面装入一半的热开水，然后迅速将盖子拧紧。杯子内壁便模糊起来，这样不利于观察，于是可以将杯中的水摇一下，让杯壁清晰起来，然后，迅速挤压瓶壁。这样便可以马上看到容器上方出现了“白汽”。而“白汽”的出现正是由于水蒸气受到挤压而液化成了小水珠。
本实验应该注意的是，在杯子应当装入温度比较高的热水，因为这样才能使杯子上方的空气中充满水蒸气，加压更容易使它液化，其次可以让太阳光穿过杯中上方的空气，这样产生了小水珠才更容易发生散射，便于观察。当然这个实验最好在天气比较冷的时候做，这样才能更容易使水液化。
从上面的实验可以看出来，物理教学必须以实验为基础，注重观察与实践，我们不应满足于课本安排的实验，积极丰富我们的物理实验课的内容。更多的利用学生的生活用具做实验，让他们体会到物理学来源于生活应用于生活的真谛。鼓励学生自购、自制器材，自行开发一些新实验，寻找新问题，丰富新课堂。只有这样才能将他们培养成新世纪需要的人才。

参考书目：
1.《中学物理》2004.6
2. 刘炳生 《科技活动创造----教育原理与设计》 南京师范大学出版社 1999.4
3. 魏日升、储文起 《初中学生趣味物理实验》 北京师范大学出版社 1999.8