浅析“探究水的沸腾实验”五个问题
对“观察水的沸腾”实验的几点新思考
对“观察水的沸腾”实验的几点新思考作者:周小兵来源:《中学物理·初中》2013年第02期“观察水的沸腾”实验是九年义务教育初中物理教材(苏科版)八年级上册第二章物态变化第二节汽化和液化中的学生实验,实验过程中要观察水的沸腾现象,做好时间、温度的记录,并能根据记录的数据,作出水的沸腾图像,找出水的沸腾温度.按照课本器材安装实验装置进行实验,多次实验探究发现,实验过程中存在着一些问题.1学生实验安全意识淡薄,实验过程中易发生安全事故“观察水的沸腾”是初中物理中学生第一次走进实验室进行的实验,由于学生的兴趣较高,每个人都迫不及待的想进行实验,虽然老师在课前已经对实验的操作步骤和安全注意方面进行了讲解,但是由于学生的认识不够、操作也不够熟练,再加上实验本身危险性就比较大,所以实验过程中经常会出现学生打坏玻璃器皿和被开水烫伤的现象,存在着一些安全事故.2实验装置安装困难,铁圈的位置不易把握实验安装装置时,要先确定铁圈的位置,才好继续安装下去.而安装铁圈时又是根据实验时利用酒精灯外焰对烧杯加热而确定的,但由于事实上学生对酒精灯的外焰缺乏相对的认识和实际的经验,学生在安装铁圈时只能确定一个大致的位置,往往导致实验时不是用酒精灯的外焰对烧杯下的石棉网加热,导致实验时间过长,而影响实验的成功.3实验时间过长,实验易走向失败3.1加热的热源火力不够大学生实验中通常采用的是酒精灯作为热源,而酒精灯所提供的热量往往有限,而换用大热源,如将酒精灯换成酒精喷灯,对于大多数城乡初中又是不现实的.而实验中学生所分得的酒精灯又是有差异的,加热时,有的火力大,有的火力小,导致整个实验耗时过长.3.2容器的选择和注入的水量不够理想做实验时,用大烧杯,注入的水量过多,加热的实验太久,且不易观察到气泡变大的现象;用试管,注入水量少,虽然水沸腾快,气泡变化也明显,但有三点不足:一是测得水的沸点与常压下水的沸点相差较大;二是有沸腾时升温的现象,无法得出“沸腾过程中温度不变”;三是由于试管散热慢,当加热时间稍长,水中空气排尽时,容易发生“暴沸”——轻则溅湿酒精灯,重则伤人,显然不太安全.3.3水的散热较快,热量的损失较大由于选择烧杯做实验,而烧杯的口径相对较大,实验过程中水的散热较快,热量的损失比较大,导致实验需加热很长时间水才能沸腾.4实验现象不明显,尤其是水沸腾前后的声音变化不大4.1气泡不明显沸腾前只有少量的气泡,上升时气泡变小不明显;沸腾时产生的气泡也不多,上升过程中变大的现象也不够明显.实验时为了要缩短实验时间而往往选用烧沸过的水.而这样的水质,由于已经烧开过一次,汽化核较少,在加热至沸腾以前,几乎没有气泡;逐渐升温到沸点时能产生气泡,但沸腾现象很不明显.4.2水沸腾前后的声音变化不大由于学生们第一次做物理实验,兴趣较高,实验过程中多多少少会有些声音,再加上烧杯不易太大,导致实验过程中水沸腾前和沸腾时声音的响度区别不大,不易观察到现象.4.3水沸腾时有时会有“过热”现象水沸腾时一旦“过热”,温度将持续上升,影响实验效果.5水沸腾时温度的读数差异较大安装实验装置时,对于温度计的悬挂,绝大部分学生认为只要将温度计的玻璃泡完全浸没于水中即可,而事实上温度计的玻璃泡浸入水中的深度却对测量结果有着很大的影响.水沸腾时,把温度计的玻璃泡放在水的中下层要比放在水的上层测得的温度要高2 ℃~4 ℃.在实验中学生很少注意到这个问题,总是在先前经验和教材插图的影响下,习惯性地将温度计的玻璃泡放在水的中层或中下层.由于各实验小组的温度计玻璃泡浸入深度不完全相同,导致最终测量结果又存在着差异.6对“观察水的沸腾”实验的几点新思考6.1强化学生安全意识,采取相应安全措施(1)学生实验前,应耐心细心的讲解实验过程中应注意的安全问题,以及发生安全事故后相应的解决措施,如酒精灯的酒精不小心洒到桌面上引起着火应用湿抹布或沙子盖灭等.(2)介绍实验器材及作用并认真讲解实验步骤,让学生熟悉整个实验流程,避免学生在实验时手忙脚乱,造成安全事故和仪器损坏.(3)在试验过程中经常有学生手被烫伤,为安全起见,可给每一位学生发一副棉手套,以避免实验过程中手被烫伤.6.2控制好铁圈高度,安装好实验装置先点燃酒精灯,将酒精灯放在铁架台底座上,然后在铁圈上放上石棉网,最后调节铁圈高度,确保是酒精灯的外焰对着石棉网进行加热.铁圈高度调节好之后必须熄灭酒精灯,一是为了避免后续安装时烫伤人,二是为了避免放上空烧杯后由于局部受热而导致烧杯破裂.实验装置安装完之后进行实验时,如果发现铁圈位置偏高,还可在酒精灯下垫上书以提高酒精灯的高度,确保用外焰加热.6.3缩短实验时间(1)加大实验时热源的火力虽然用“酒精灯加石棉网”加热不是最佳热源,但出于设备条件和安全性考虑,仍不得已而为之.加大酒精灯火力的措施有:将长期放置的酒精倒掉并拧干灯芯,然后换上纯度较高的新鲜酒精;灯芯粗一些,并让露出的部分长一些;在灯芯中可加入一根金属丝,且下端绕几圈置入酒精内,这样可以加快酒精的挥发.(2)选择合适的烧杯和注入适当的水量选用50 mL的小烧杯做实验,盛水30 mL左右,大概9 min可使水沸腾,15 min可完成实验,且实验过程中能清晰地观察到气泡变化的现象,是比较理想的选择.(3)在烧杯上巧盖硬纸板,减少热量损失在烧杯上加盖硬纸板比加软纸板,更能减少水的散热和热量的损失从而减少加热时间,但缺点是会增大烧杯中的气压,使水的沸点比常压时高一些,且有沸腾时升温的现象.可使用以下技巧:开始加热时,纸板盖住烧杯口;当水温升至96 ℃左右时,将纸板上移,既不封住杯口,又能阻挡蒸气在温度计玻璃棒上液化.6.4改进实验装置,增大实验现象(1)选择有较多汽化核的水,并控制水的初温在90 ℃左右实验前提前准备一壶未煮沸过的水放在实验室进行加热,加热至90 ℃左右后,让实验小组派组员用50 mL的小烧杯来取30 mL左右的水进行实验.实验时可在烧杯中放入陶瓷片,陶瓷片可取材于碗碟的碎片,这样可使水长时间产生气泡.(2)利用烧开水的电水壶辅助实验,实验时声音响度变化较大实验前先预备一电水壶在讲台前烧开水,让学生留意水沸腾前和水沸腾时声音响度的变化,以弥补学生实验的不足,从而得出“响水不开,开水不响”的结论.(3)放入陶瓷片也可解决水“过热”的问题6.5选用同规格、同精度的温度计,并控制玻璃泡进入水中的深度为刚好浸没选用同规格、同精度的温度计,才可能得到相同的测量结果;在相同的气压下,只有各小组测得水的沸点相同时,实验才有说服力.而要想准确的表征水在当时气压下的沸点,只有将温度计的玻璃泡刚好浸没于水面下时,测得的温度方为当时气压下的沸点.综合上述分析,经过多次实验实践,改进后的实验,安全性提高,实验时间变短,实验现象也较明显.虽然这些改进只是微小的创新,但不容忽视,因为改进后的沸腾实验变得更加成功.可见,在今后的实验教学中只有我们不断反思,进行改进和创新,才会取得理想的实验教学效果.。
水沸腾实验现象和结论
水沸腾实验现象和结论1. 水的神奇之旅说到水,大家都知道它是生命之源,可要是你问我水到底有多神奇,那可真是一部好玩的故事。
今天咱们聊聊水沸腾的那些事儿,嘿,别小看这个实验,它可隐藏着很多科学原理呢!首先,咱们得准备好实验的材料,水、锅、火,还有一个耐心的观察者——也就是你我了。
把水倒进锅里,开火,这时候你可能会想:哎,这水什么时候才沸腾啊?真是急得像热锅上的蚂蚁。
等着等着,锅里的水开始慢慢变热,水面上冒出了小气泡,哎哟,别着急,这可不是水沸腾的信号。
小气泡就像小家伙们在玩捉迷藏,越聚越多。
等到气泡越来越大,像是要冒出锅外似的,这时候你就知道,水快要沸腾了!在这个过程中,咱们还可以观察到锅底的火焰在水面上跳舞,嘿,这画面简直美得让人心醉。
1.1 观察现象当水终于沸腾的时候,哇哦,真的像是个小火山爆发一样,气泡一个接一个地往上冒,水面也开始涌动。
这个过程就像是水在给你跳一场舞,伴随着“咕噜咕噜”的声音,让你忍不住想跟着节奏一起摇摆。
你可能会想:这水怎么就突然这么热了呢?其实啊,水里边的分子们就像是开了派对,越聚越热,越热越兴奋,直到它们忍不住要冲出水面。
1.2 结论经过这一番热闹,水的温度达到了100摄氏度,这时候水开始转变为蒸汽,慢慢飘散到空气中去。
这一现象可是有科学依据的哦,水的沸点就是在这个温度下,简单来说,水分子获得了足够的能量,才能挣脱束缚,变成蒸汽。
说白了,这就是水沸腾的基本原理。
听起来是不是有点复杂,但其实就是水分子们聚在一起,最后忍不住要撒欢儿了!2. 水沸腾的意义其实水沸腾可不仅仅是看热闹,背后还有很多值得深思的科学原理呢。
你看,水沸腾的过程其实也在告诉我们热量和温度的关系。
热量越多,温度越高,水分子就越活跃,最终就形成了沸腾。
这个原理在我们生活中随处可见,比如说做饭、泡茶,甚至是洗澡,嘿,没准这就是你每天的“小实验”。
2.1 日常应用在日常生活中,咱们可不能小看这个沸腾现象。
比如说,你早上起床,打算泡杯热茶。
观察水的沸腾实验报告
观察水的沸腾实验报告摘要:本实验旨在观察水的沸腾过程,并研究沸腾的原理。
通过观察沸腾时的现象和测量沸腾的温度变化,我们可以深入了解水的性质以及与沸腾相关的因素。
实验方法:1. 准备材料:水、加热器、温度计。
2. 在加热器中倒入适量的水,并放置温度计。
3. 开始加热水,同时记录温度的变化。
4. 观察水的表面,注意是否有气泡产生。
5. 当水出现大量气泡并冒出水面时,停止加热并记录此时的温度。
实验结果:在实验过程中,我们观察到以下现象和结果:1. 开始加热水后,温度迅速上升。
2. 当温度接近100摄氏度时,水开始出现微小气泡。
3. 随着温度的继续上升,气泡数量逐渐增加,并从水中冒出。
4. 当温度稳定在100摄氏度时,水出现了大量气泡,并冒出水面。
5. 停止加热后,水的温度保持在100摄氏度左右,气泡逐渐消失。
讨论:通过本实验的观察结果,我们可以得出以下结论:1. 水在加热过程中会发生沸腾现象,沸腾点约为100摄氏度。
2. 沸腾是水由液态转变为气态的过程。
在沸腾时,水中的分子被加热而获得足够的能量,从而脱离液体表面形成气泡。
3. 沸腾时产生的气泡是由水中的气体(一般是溶解在水中的空气)在加热过程中被释放出来形成的。
4. 沸腾点取决于环境的压力,当压力降低时,沸腾点也会随之下降。
结论:通过这个实验,我们进一步了解了水的沸腾过程和沸腾的原理。
我们观察到水在接近100摄氏度时开始产生气泡,并在达到100摄氏度时变得非常活跃,最终形成大量的气泡并冒出水面。
沸腾是由于水中的分子被加热获得能量,从而从液态变为气态的过程。
我们还发现沸腾点取决于环境的压力,这对于其他液体的沸腾现象也是适用的。
由于沸点的变化可以影响许多工业和实验过程,我们深入研究沸腾现象的原理和影响因素对于我们理解物质的性质和应用具有重要意义。
水沸腾实验报告
水沸腾实验报告水沸腾实验报告引言:水沸腾是我们日常生活中经常遇到的现象之一。
然而,我们是否真正了解水沸腾的原理和背后的科学原理呢?本实验旨在通过观察水沸腾的过程,探究水沸腾的原因,并分析影响水沸腾的因素。
实验过程:实验中我们准备了一个小锅和一些水,将水倒入锅中并加热。
在观察水沸腾的过程中,我们记录下了以下几个关键的观察点。
观察点一:水开始升温当我们将水加热后,首先观察到的是水温的逐渐升高。
在这个过程中,水分子的平均动能也在增加,分子之间的距离逐渐增大,水的密度逐渐减小。
观察点二:水开始冒气泡随着水温的升高,我们观察到水中开始冒气泡。
这些气泡实际上是水分子受热后产生的蒸汽。
由于水分子的平均动能增加,水分子之间的相互作用力减弱,从而使水分子能够克服表面张力,形成气泡并逐渐上升。
观察点三:气泡逐渐增多随着水温的继续升高,我们观察到水中的气泡逐渐增多。
这是因为水分子的平均动能更高,更多的水分子能够克服表面张力,形成气泡并逐渐上升。
同时,水中的热量也逐渐增加,加速了水分子的运动,使得气泡的产生更为频繁。
观察点四:水开始沸腾当水温达到一定程度时,我们观察到水开始沸腾。
沸腾是指水中的气泡不仅仅在水中形成,而是在水中形成并迅速升腾到水面上。
这是因为水温达到了沸点,水分子的平均动能足够高,能够克服表面张力并形成大量的气泡。
影响水沸腾的因素:除了观察水沸腾的过程,我们还对影响水沸腾的因素进行了探究。
影响因素一:气压我们在实验中改变了气压,发现气压的变化对水沸腾有一定的影响。
当气压较低时,水的沸点会降低,水沸腾的温度也会相应降低。
相反,当气压较高时,水的沸点会升高,水沸腾的温度也会相应升高。
影响因素二:溶质的存在我们还探究了溶质的存在对水沸腾的影响。
实验中,我们向水中加入了一些盐,观察到水的沸点明显升高。
这是因为溶质的存在增加了水的溶液浓度,使水分子之间的相互作用力增强,从而需要更高的温度才能使水分子克服这种相互作用力,形成气泡并沸腾。
如何分析解释水沸腾实验所观察到的现象
刚给冷水加热时,由于水中溶有空气,在器壁上生成气泡,气泡中含有空气和水蒸气,继续加热,气泡受热膨胀,当气泡大到一定程度,由于浮力,气泡脱离器壁开始上升,气泡上升过程强,气泡变小,直至消失.
当水温到达一定温度时,随着水的温度继续升高,脱离器壁的气泡在上升过程中逐渐变大,上升到水面破裂,放出水蒸气,这时水就沸腾了.即使继续加热水的温度也不改变.说明:沸腾时水的温度是稳定的,此时的温度即为水的沸点.
根据水沸腾时温度不变,说明水沸腾是在一定温度下发生的.
根据沸腾时,气泡上升,变大,上升到水面破裂.说明水沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象.
根据撤掉酒精灯水不沸腾,说明液体在沸腾过程中需要吸热.
水的沸腾实验现象:
刚开始给冷水加热时,不久,在烧杯的器壁出现了许多小气泡,随着水的温度升高小气泡逐渐变大,并脱离烧杯器壁开始上升.而在气泡在上升的过程中逐渐变小,还没有到达液面就消失了,同时听到吱吱的响声.随着水的温度继续升高,发生了变化,脱离器壁的气泡在上升过程中逐渐变大,上升到水面破裂,这时水就沸腾了.在水沸腾前,水的温度逐渐升高,沸腾时水的温度稳定了,即使继续加热温度也不改变.如果把酒精灯撤掉以后,沸腾很快停止.
水的沸腾问题分类解析
水的沸腾问题分类解析水的沸腾实验是物态变化这一单元比较重要的一个实验,沸腾问题在中考时也经常出现,主要以下列几种类型出现:一、给装置加热,判断水的沸腾情况。
例1、如图所示,大试管和小试管都装有水,将三个大试管中的水加热,使之保持沸腾,则在大试管中的水不断沸腾的过程中,小试管中的水能沸腾的是(乙丙中的大试管都装有密封盖)()A.只有甲B.只有乙C.甲和丙D.乙和丙分析:甲图中,当大试管中的水沸腾后,温度不再升高,小试管中的水温度虽能达到沸点,却不能继续从大试管中的水吸热,所以不能沸腾;乙图中,大试管密封,内部气压高,沸点高,水的温度高于一标准大气压下的沸点,因此,可以继续向小试管传递热量,故小试管中的水可以沸腾;丙图中,大、小试管都处于密封的环境下,其沸点都会升高,但当大、小试管的水温相同时,小试管无法通过大试管吸收热量,故不能沸腾。
因此,只有乙小试管中的水能沸腾。
本题答案:B。
二、在给装置充气或抽气后,判断水的沸腾情况。
例2、如图所示,烧瓶中的水加热至沸腾后移开酒精灯,下列说法:①用注射器往瓶内打气,水继续沸腾;②用注射器往瓶内打气,水停止沸腾;③用注射器往瓶外抽气,水继续沸腾;④用注射器往瓶外抽气,水停止沸腾。
上述说法正确的是()A.①③B.①④C.②③D.②④分析:水的沸点跟大气压有关,气压升高,水的沸点升高;气压降低,水的沸点降低。
向装置中充气,水面上方气压增大,水的沸点升高,水停止沸腾;从装置中向外抽气,水面上方气压降低,水的沸点降低,水继续沸腾。
因此②、③的说法正确。
本题答案:C。
三、在给装置浇冷水后,判断水的沸腾情况。
例3、将一装有水的烧瓶加热至水沸腾后,把烧瓶移离火焰,水停止沸腾。
迅速塞上瓶塞后倒置,再向瓶底浇冷水,如图所示,则下列说法正确的是()A.瓶中的水迅速降温,不会沸腾。
B.瓶中气压不变,水的沸点不变,水不会沸腾。
C.瓶中气压增大,水的沸点降低,水重新沸腾。
D.瓶中气压减小,水的沸点降低,水重新沸腾。
观察水的沸腾实验报告
观察水的沸腾实验报告观察水的沸腾实验报告水是我们生活中不可或缺的重要物质,它在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
然而,你是否曾经思考过水是如何沸腾的呢?为了解答这个问题,我们进行了一次观察水的沸腾实验。
实验材料:- 一个烧杯- 水- 火源(酒精灯或燃气灶)实验步骤:1. 将烧杯放在平稳的桌面上,并倒入适量的水。
2. 将火源点燃,放在烧杯的下方。
3. 等待一段时间,观察水的变化。
实验结果:随着火源的加热,我们观察到水开始变热,并逐渐产生气泡。
这些气泡从水底部冒出,然后逐渐上升到水的表面。
当气泡到达水的表面时,它们会破裂并释放出水蒸气。
随着时间的推移,水的温度逐渐上升,直到达到沸点。
实验分析:水的沸腾是由于水内部的分子之间的相互作用力发生了变化。
在室温下,水分子之间的相互作用力比较强,它们彼此紧密地结合在一起。
当加热水时,热量会增加水分子的动能,使它们具有更大的运动能力。
随着温度的升高,水分子的运动变得更加剧烈,相互作用力逐渐减弱。
当水的温度达到100摄氏度时,水分子的运动变得非常剧烈,相互作用力几乎完全消失。
这时,水分子能够克服表面张力,形成气泡并释放出水蒸气。
这就是我们所观察到的水的沸腾现象。
实验延伸:除了观察水的沸腾现象,我们还可以进行一些延伸实验来进一步探究水的性质。
以下是一些可能的延伸实验:1. 沸腾点的变化:我们可以在不同的海拔高度或在加入溶质的情况下进行沸腾实验,以观察水的沸点是否会发生变化。
这将有助于我们了解环境对水的性质的影响。
2. 水的凝固点:通过观察水的凝固实验,我们可以了解水在低温下如何从液态转变为固态。
这将帮助我们更好地理解水的物理性质。
3. 水的蒸发速率:我们可以将水放置在不同的环境条件下,例如不同的温度或湿度,以观察水的蒸发速率。
这将使我们更深入地了解水分子的运动和蒸发过程。
结论:通过观察水的沸腾实验,我们可以更好地理解水的物理性质和分子间相互作用力的变化。
水的沸腾是因为水分子在受热后获得了足够的能量,使其能够克服表面张力并形成气泡。
探究水沸腾时温度变化的特点实验原理
探究水沸腾时温度变化的特点实验原理当你把一锅水放在炉子上加热时,它的温度是怎么变化的呢?这个问题看似简单,但其中的奥秘却颇有深度。
想象一下,你正站在厨房里,等待水烧开。
你可能会注意到,水温从一开始的凉凉到渐渐热起来,最后,锅里的水会咕嘟咕嘟地冒泡,发出一阵阵热烈的声音。
那一刻,水开始沸腾,泡泡一个接一个地涌出,这背后的温度变化其实挺有趣的。
1.1 初期的温度升高在锅中的水刚开始加热时,温度是逐渐升高的。
此时,水分子开始变得活跃,它们就像小孩子们在操场上嬉戏打闹一样。
随着锅底的热量传递给水,水的温度也逐渐上升。
这时候,水的温度从一开始的低温到渐渐升高,你会看到温度计上的数字不断往上跑。
这就像是水正在经过一场漫长的温暖的浴缸泡澡,慢慢从舒舒服服的温暖变成了炙热的高温。
1.2 沸点前的挣扎当水的温度接近沸点时,温度上升的速度会变得比较慢。
这就好比你在打游戏时,快到最后一关,难度会突然增加,让人有点摸不到头脑。
水分子在这个阶段变得特别兴奋,它们的运动变得非常剧烈。
这个阶段,你会看到水面上开始出现一些小小的气泡,这些气泡就是水分子在努力逃离水面,试图“解脱”出来。
温度计的数字虽然还在上升,但速度已经不那么快了。
这种现象就像是人们在辛苦努力却还差一点就能完成任务时的心情。
2. 水开始沸腾当水的温度终于达到100摄氏度时,水就开始沸腾了。
此时,锅里的水咕嘟咕嘟地冒泡,这些泡泡是水分子充满激情地“跳舞”,释放出大量的气体。
可以说,沸腾是水分子们的一场盛大派对,每个泡泡都是它们的舞蹈姿势。
这个阶段的温度保持得很稳定,不再继续上升,因为一旦水开始沸腾,它的温度就会稳定在100摄氏度。
这种稳定就像是你在一场比赛中已经达到了终点线,所有的努力都在这一刻得到了回报。
2.1 沸腾过程的能量消耗在水开始沸腾后,你会发现,即使继续加热,水的温度也不会再升高。
这是因为额外的热量并不会增加水的温度,而是用来把水变成蒸汽。
这就像你在烤面包时,不管你把烤箱调到多高的温度,面包一旦烤熟,它的“状态”就不会再变化了。
水沸腾实验中的若干问题深度探讨
V〇1.50No.4Apr.2021水沸腾实验中的若干问题深度探讨林日兴(福州第三中学罗源校区福建福州350600)文章编号:1002-218X(2021)04-0007-03 中图分类号:G632. 41 文献标识码:A摘要:蒸发是自然界中常见的一种汽化现象.从最简单的蒸发现象展开讨论,以容器中水加热过程中产生的微小气泡为研究模型,并对气泡进行数学建模,以分析出气泡内外压强的平衡条件,从而对加热到沸腾过程中的气泡发展、衰 亡及能量转移进行理论量化,进一步探究水发生气体一级相变的过程。
关键词:蒸发;沸腾;汽化;相变;饱和蒸气压_'引言日常生活中汽化现象很常见,如晒衣服能使衣服 变干、高烧时涂酒精能降温等。
在水的沸腾实验中发 现学生在实验中只是简单地按照现象观察并记录数据,对实验过程的理论无法深入了解,因此造成对水 汽化过程的理解只停留在物理现象的层面,无法联系 学过的知识加以应用,死记硬背,违背了物理学科教学的初衷。
汽化过程从微观上看,它是液态分子内能克服分 子力的束缚“变”成气体分子的过程,蒸发与沸腾都属 于汽化现象。
当水沸腾时,水中出现气泡并剧烈滚动,然后汽化成水蒸气,该过程在实际教学中学生理解起来较为抽象。
下面以一道实验探究题出发,以蒸 发现象展开讨论,以气泡作为研究对象,探究液体汽 化到气体的整个物理过程。
二、_道“自来水的沸腾实验”实验探究题引发的头脑风暴题目“自来水的沸腾实验”实验装置如图1所示。
(1)当水温达到93 °C时,甲同学按照相同的时间记录水的温度如表1所示。
表1自来水的沸腾实验记录时间/min012345温度/V939597989898根据表1数据可知水的沸点是______;水在沸腾过程中温度的特点是(2)加热水的过程中(尚未沸腾)如果不考虑蒸发和容器的热辐射损耗,该过程烧杯内水的内能______ (选填“不变”“增大”或“减小”);在沸腾过程中,杯内水的平均内能______(选填“不变”“增大”或“减小”)》这道实验探究题第(2)问出错率非常高,有同学 在课后提问,为何加热过程液体内能会增加,而沸腾 过程持续加热,水的内能却变小?为何水在加热过程 中气泡往上运动体积越变越小?为何沸腾过程中气泡往上运动体积越变越大?针对这几个问题,笔者从物质相变、流体力学、热学理论量化分析整个加热过程。
探究“水的沸腾”实验报告
探究“水的沸腾”实验报告一、实验目的1. 观察水在不同温度下的沸腾现象;2. 探究水的沸腾规律;3. 验证水的沸点与大气压强的关系。
二、实验原理1. 水的沸点随温度升高而升高;2. 水的沸点受大气压强影响,气压越高,沸点越高;3. 沸腾过程中,水吸热,温度保持不变。
三、实验器材与步骤1. 器材:烧杯、酒精灯、温度计、蒸馏水、气压计、计时器;2. 步骤:(1)在烧杯中加入适量蒸馏水,用温度计测量水的初始温度;(2)用酒精灯加热烧杯,同时记录水温的变化;(3)当水温达到沸点时,开始计时,观察水的沸腾现象;(4)在实验过程中,用气压计测量大气压强的变化;(5)记录实验数据,包括水温、大气压强、沸腾时间等。
四、实验数据与分析1. 数据:(1)水温随时间的变化曲线;(2)大气压强随时间的变化曲线;(3)水的沸点;(4)沸腾时间。
2. 分析:(1)观察水温变化曲线,分析水沸腾的过程;(2)根据大气压强变化曲线,探讨沸点与气压的关系;(3)比较不同条件下水的沸点,验证实验原理。
五、实验结论1. 水在不同温度下均能沸腾,沸点随温度升高而升高;2. 水的沸点受大气压强影响,气压越高,沸点越高;3. 沸腾过程中,水吸热,温度保持不变。
六、实验注意事项1. 实验过程中,需严格控制实验条件,确保实验数据的准确性;2. 注意安全,加热时防止水溅出,避免烫伤;3. 实验数据应记录在实验表格中,便于后续分析。
七、实验拓展1. 探究不同液体的沸点与气压的关系;2. 研究沸腾过程中能量的变化。
八、总结通过本次实验,我们对水的沸腾现象有了更深入的了解,掌握了水的沸点与温度、气压的关系。
实验过程中,我们严格遵循实验步骤,认真记录数据,为后续的科学研究提供了有力支持。
在今后的学习生活中,我们将继续发扬探究精神,探索更多科学奥秘。
水的沸腾实验报告
水的沸腾实验报告
我在科学课上进行了一项水的沸腾实验,本篇文章将对此进行报告和分析。
实验步骤:
1. 将一大杯水倒入烧杯中;
2. 将烧杯中的水放在热板上加热;
3. 用计时器记录水开始沸腾的时间;
4. 测量水的沸腾温度并将结果记录下来。
实验结果:
实验结果表明水开始沸腾的时间为5分钟50秒,沸腾温度为100℃。
实验分析:
在实验中,我们通过将水放在热板上并加热,观察到了水的沸腾现象。
沸腾是指液体在一定的温度下转化为气态,并伴随着气泡形成和破裂的过程。
这是因为在液体表面,由于表面张力的作用,液体分子会受到聚集在一起的作用,形成一个紧密的表面。
当加热液体时,液体内部的分子开始不断地运动,温度升高,使得液体表面的分子能量上升,表面张力减弱。
当表面张力小于气泡内蒸汽压强时,就会出现气泡。
气泡随着热量上升不断向上,破裂后释放出水蒸气。
结论:
通过这个实验,我们得到了水的沸腾时间和温度,我们也学习到了其中的科学基础。
科学的探究需要科学的态度和方法,慢慢积累,才能找到科学的规律和方法。
希望在接下来的学习和探索中,我们能够不断有新的收获,增加我们的知识储备,更好地理解和掌握自然规律。
水的沸腾实验报告
水的沸腾实验报告水的沸腾实验报告引言:水是我们生活中不可或缺的重要物质之一,而水的沸腾是我们在日常生活中经常遇到的现象。
本实验旨在通过观察水的沸腾过程,探究水的沸腾原理以及影响水沸腾的因素。
实验材料和方法:实验材料包括:水、烧杯、酒精灯、温度计。
实验方法如下:1. 将适量的水倒入烧杯中;2. 将温度计插入水中,确保温度计的底部与烧杯底部接触;3. 在烧杯的底部放置酒精灯,并点燃;4. 观察水的沸腾过程,并记录相应的温度变化。
实验结果和讨论:在进行实验的过程中,我们观察到了水的沸腾现象。
当酒精灯点燃后,烧杯底部的热量传导到水中,水的温度逐渐上升。
当水的温度达到100摄氏度时,我们观察到水开始沸腾,水面上升起了大量的气泡,并伴随着水蒸气的释放。
水的沸腾是由于水中的分子受热后获得了足够的能量,从而变成气态的水蒸气。
在水的沸腾过程中,水分子受热后开始振动加剧,水分子之间的相互作用力减弱,水分子逐渐脱离液态形成气泡。
当气泡达到一定大小时,就会浮到水面上,同时释放出水蒸气。
水的沸腾温度是一个固定的数值,即100摄氏度。
这是因为在常压下,水的沸点是100摄氏度,当水温达到100摄氏度时,水分子的振动能量足够大,能够克服表面张力和大气压力,从而形成气泡并蒸发成水蒸气。
除了温度外,水的沸腾还受到环境压力的影响。
当环境压力低于常压时,水的沸点会降低,即水可以在较低的温度下沸腾。
这也是为什么在高海拔地区,水的沸点比低海拔地区低的原因。
此外,水的纯度也会影响水的沸腾。
纯净的水分子之间的相互作用力较强,需要更高的温度才能使水分子脱离液态形成气泡。
相反,杂质较多的水,如含有溶解的盐类或其他杂质,会降低水的沸点,使水更容易沸腾。
结论:通过本实验,我们了解到水的沸腾是由水分子受热后脱离液态形成气泡,并释放出水蒸气的过程。
水的沸腾温度是固定的,为100摄氏度,但受到环境压力和水的纯度的影响。
水的沸腾现象在日常生活中随处可见,深入了解水的沸腾原理有助于我们更好地理解和利用水资源。
浅析“探究水的沸腾实验”五个问题
浅析“研究水的沸腾实验”五个问题研究“水的沸腾”实验(人教版八年级上册)是一个简单易做的学生实验,但常常因为实验前疏于考虑,实验中重视不足,致使实验的失败率很高。
下边就笔者在教课中出现的问题做一简单剖析。
问题 1 依据课本实验器械,安装并实验,缺点主要有:时间比较长;沸腾时现象不显然(如沸腾时强烈程度不够等)。
因为石棉网的存在,网面凹凸不平,与杯底部接触面积不大,热传导和热辐射成效不好,因石棉网汲取的热量,不单给烧杯底部传导和辐射热能,同时也向外界辐射而造成热能的损失,当烧杯及烧杯中的水汲取的热量与向外界发散的热量凑近相等时,此时水的温度上涨迟缓,甚至停止上涨。
改良方法:把大烧杯换成大试管(长约25 厘米,直径 4 厘米),用酒精灯直接给盛水的大试管加热(不要加石棉网)直至沸腾。
记录数据的时间单位不用分钟,改用秒。
问题 2 跟着温度的上涨,温度计与试管(烧杯)内表面出现了很多气泡。
原由是温度计的表面面是凹凸不平的,试管(烧杯)内表壁也是凹凸不平的,当我们把温度计插入水中,或把水倒入烧杯里时,并无把这些物体表面上的空气完整清除,此外原来水中也溶解一部分空气。
当给试管(烧杯)加热后,气体对水的溶解度降低,逸出的空气形成气泡,这些吝啬泡受热膨胀,体积增大,这是其一;此外,当水的温度高升,水从气泡的内表面向泡内蒸发,压强增大;这两种要素的作用负气泡体积增大,我们便能够察看到很多的吝啬泡。
问题 3 当水温上涨到 60℃~ 95℃这一温度范围时,水面以下的气泡有相当一部分上涨至水面,在上涨的过程中,气泡的体积由大变小。
这类气泡的主要成分是水蒸气。
它是内部的水在高温条件下汽化化形成的。
因为水不擅长传导热,此时水温上下是不一致的。
凑近容器底的水温高,越往上温度越低,在下部形成的气泡,上涨到温度低的地方,气泡中的水蒸气就会边上涨变液化,致负气泡变小甚至消逝。
问题 4 当水温达到沸点时,察看到气泡由杯底上涨到水面的过程中,气泡的体积是由小变大的。
水的沸腾实验现象
水的沸腾实验现象
在我们生活中,有很多的现象是我们不知道的,但是它们却可以给我们带来很多的启发,今天我就来跟大家分享一下水沸腾实验现象。
我先来给大家说一下水沸腾的实验现象:烧开水后,水沸腾了,并在水面上产生了许多气泡。
而这些气泡的直径一般都在
10-20厘米之间。
刚开始气泡只冒出来很少,只有很少的几个气泡冒出来,而这时候我们就可以看到水面上出现了许多小气泡。
过一段时间,水面上的气泡越来越多,像是一个一个小“气球”一样漂浮在水面上。
这时水就沸腾了。
为什么水会沸腾呢?我上网查了一下:水沸腾有两个条件:一是温度达到100℃,二是气体体积增大到原来的两倍以上。
当这两个条件同时具备时,水就会沸腾起来。
通过查阅资料我了解到:当水沸腾时,水蒸气不断地上升到水面上形成饱和水蒸气。
当蒸汽压力大于大气压时就会发生沸点升高现象,这时水蒸气的体积将比原来大得多,从而使温度升高、蒸汽压力也增大。
当饱和水蒸气温度高于100℃时就会发生沸腾现象。
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初二物理《水沸腾实验》的反思与改进
《水沸腾实验》
反思与改进
人教版初二物理第四章第三节探究水的沸腾实验,学生要通过观察水的沸腾描述沸腾的特征、记录数据、画出图象、分析处理数据、归纳得出结论。
因此如何使水在短时间内沸腾是该实验的关键。
教材中采用烧杯盛水加热往往达不到预期的效果,主要原因有:一是杯口大、热散失快,需要的水较多(因为至少要能浸没温度计的玻璃泡),实验耗时较长。
水沸腾后上升的距离短,不便于观察气泡的变化。
二是为了缩短实验时间,教材中采用杯口加盖的办法减小热散失,但这样做又会增大水上方气压,使水的沸点升高,而且组与组之间盖的密封程度不同,会出现水沸腾时温度差异较大的现象。
对实验的改进:用大号试管盛水,酒精灯直接加热。
这样水沸腾时间缩短,沸腾时气泡上升距离大,便于观察气泡的变化,不用加盖不影响沸点。
同时由于实验时间缩短,我把教材中每隔分钟记录一次温度改为半分钟,这样数据多几组,作出的图象更具有说服力。
实验注意:加热之初要对试管底部均匀加热,加热过程中酒精灯火焰不能太大,以免试管受热不均破裂。
试管中加水不能超过试管长度的三分之一,以免水沸腾喷出伤人。
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谈与探究“水的沸腾”实验有关的命题分析
谈与探究“水的沸腾”实验有关的命题分析在新课标中对“水的沸腾”实验的要求是:了解沸腾现象,知道水的沸点,知道水的沸腾规律。
通过探究活动了解水沸腾时的温度特点;经历实验探究的基本过程,了解科学探究的基本环节。
利用所学物理知识把生活现象和自然现象与物质的沸点联系起来,养成乐于探究自然现象和日常生活中的物理道理的习惯,各省中考命题时始终围绕这些目标进行。
下面进行简要分析:一、与实验器材有关的题型1、完成“水的沸腾”实验现有器材:铁架台、酒精灯、烧杯、钟表,还需的测量仪器是_________。
(答案:温度计)二、与实验操作和实验现象有关的题型2、如图1所示,所组装的实验装置中有一处错误,请指出:_________。
(答案:温度计玻璃泡与烧杯底接触)3、小明观察到水要沸腾前和沸腾时水中气泡上升时的体积大小变化情况不同,如图2所示,其中,_________图是水在沸腾时的情况。
(答案:a)4、为了缩短把水加热到沸腾的时间,请你提出一条有效的操作建议:__________________。
(答案:减少水的质量或提高水的初温)5、⑴甲组同学发现所测水的沸点高于100℃,他们选择的是____(填“A”或“B”)套装置。
(答案:B)⑵乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同,但水开始沸腾的时刻不同,他们绘制的沸腾图象如图C所示:A、B两种图象不同的原因是水的__________________不同。
(答案:质量)6、沸腾后移去酒精灯,水(填“停止”或“继续”)沸腾,如果烧杯换用烧瓶,撤去酒精灯后要使水重新沸腾应(酒精灯加热除外)。
[分析:主要从减小气压方面去理解](答案:停止;密封瓶口,向外抽气)7、水沸腾时,可以看到水面上不停的冒“白气”,此现象产生的原因是:____。
(答案:水汽化成水蒸气遇冷液化而成)三、与实验数据和图象分析有关的题型某班同学探究“水的沸腾”特点的实验,甲组同学从点燃酒精灯加热开始计时,当液体中有气泡上升时每隔1min记录,水的温度如下表所示:8、上表数据中,由于记录上的失误,第_________min的数据是错误的,应改为_________。
观察水的沸腾实验及改进措施
观察水的沸腾实验及改进措施〔关键词〕物理实验;水沸腾现象;改进措施;注意问题八年级义务教育初中《物理》教材(北京师范大学出版社)“观察水的沸腾”实验是研究液体沸腾时的特征,但在具体实验中往往会出现理论与实验结果不符,或是实验现象不明显等情况,以至于影响学生对沸腾现象的理解。
鉴于此,可对该实验作一些改进。
一、实验仪器的选择和改进《物理》教材(北京师范大学出版社)中,“观察水的沸腾”实验装置如图1所示。
教材中使用了250 mL的大烧杯,造成实验时需要的水量较多,加之杯口较大,使得热量散失较多,实验耗时较长。
如果换用热水做,又会减少气泡的数量,也不能让学生较好地观察到沸腾现象。
为了缩短实验时间,我也曾试着用减少水量的办法,但要使温度计的玻璃泡不与杯底接触,杯中至少也要装入1/3的水量。
这样一来,杯中水的深度就会大大减小,而由于水浅,也便无法清晰地观察到水沸腾前后气泡的变化过程了,实验效果最终还是会被影响。
另外,为了减少热量的损失,教材中还采用在杯口加盖一张中心有孔的纸板进行实验,这种方法可以增大水面上方的气压,使水的沸点升高。
但是水蒸汽会弥漫在杯内液面上方,同时杯壁上还会附着一些被液化的小水珠,最终会导致观察的效果被影响。
此外,由于各实验小组盖的密封程度不同,还会出现沸点温度差异较大的现象。
针对以上问题,我多次对实验装置进行了改进,最终选用了100 mL的锥形烧瓶(如图2所示)作为实验主要装置。
这样可大大缩短实验时间,使温度计的读数更真实可靠。
但需要注意的是,若实验中加热的水含有矿物质较多的话,实验结果也会出现误差,因此选择合适的水也是十分必要的,所以,每次实验所用的水应及时更换。
二、实验现象的描述对实验现象的描述,应该从以下几个问题出发:1. 为什么锥形烧瓶底部先有气泡,侧壁后有气泡?2. 气泡里的气体是什么?3. 在水沸腾之前,气泡由小变大而在上升时又变小,这是为什么?4. 水沸腾时,气泡在上升过程中,为什么气泡又会由小变大呢?5. 水沸腾后温度还会继续上升吗?6. 锥形烧瓶口出现的“白气”是水蒸汽吗?从微观角度看水沸腾的过程,实验现象大体可分为两个阶段:①水沸腾前,锥形烧瓶里的水被加热,由于水中溶有空气,受热膨胀体积增大,在液体表面张力作用下形成气泡。
浅谈水沸腾的实验
浅谈水沸腾的实验1 实验过程中水不易沸腾分析气温较低,整个装置散热太快。
为了加快水沸腾,可采取下列方法:方法1、有些组烧杯中水过多,可倒出适量水;方法2、有些组水初温太低,可换用80℃左右的热水;方法3、教材中用纸盖在烧杯上方来减小热量散失,实际操作时,过一段时间纸会被水蒸气浸湿而下凹,不如换用硬纸壳既方便又保温。
2 水沸腾时温度计示数不一致对于一个地域,海拔高度将决定水沸点高低。
有些组同学测出水沸点高于100℃,因此同学们认为我校海拔在水平线之下。
实际上学校在水平线以上。
分析原因有三种情况:1、有些组温度计的玻璃泡碰到烧杯底壁或侧壁,底壁或侧壁温度高于水温度,使温度计示数升高。
2、有些组同学在水沸腾时烧杯上仍盖纸片,导致烧杯内气压上升,水的沸点升高,使温度计示数偏高,可去掉纸片再读数。
3、有些温度计出厂时就不准确。
3 实验现象及原因教材上要求从90℃开始每隔一分钟记录一次水温,直到水完全沸腾,让学生观察气泡大小变化情况,和温度计示数变化过程。
实验现象和结论都很正常。
可能有同学是用30℃水开始加热,记录现象是:1、水温在30℃一50℃之间时,烧杯底壁出现一些小气泡;2、当水温在50℃一80℃之间时烧杯内壁也出现许多小气泡。
这些气泡都是由小变大,然后脱离底壁或侧壁上升,在上升过程中气泡又逐渐变小一直到消失或到液面破裂开。
3、当水温在80℃一90℃烧杯侧壁上的气泡都上升到液面破裂开了。
4、当水温在80℃一100℃之间,烧杯底仍不断有大量气泡产生,气泡上升时由大变小到水面破裂开。
5、当水温到达沸点时,烧杯内有大量气泡产生,气泡在上升过程逐渐变大,到水面破裂。
针对上述现象,有些同学好奇的问:①气泡里的气体是什么?②为什么烧杯底先有气泡,侧壁后有气泡呢?③在水沸腾之前,气泡由小变大在上升时又变小,这是为什么?④水沸腾时气泡上升过程为什么又由小变大呢?在回答上述问题前,我们可以演示一下该实验,在烧杯里放两只温度计,一上一下,在水温上升过程中会发现上方温度计示数始终比下方温度计示数低4℃左右,直到水剧烈沸腾时,两只温度计示数才一样。
水沸腾实验需要注意的几个方面
水沸腾实验需要注意的几个方面水的沸腾实验虽然简单,也不是随随便便就能做好的。
实验时稍有不慎,同样会导致失败。
现将该实验需要注意的几个方面予以指出,使水的沸腾实验更加标准和有效。
1.温度计的玻璃泡应刚好浸没于水面下笔者发现,温度计玻璃泡浸入水中的深度对测量结果有重要影响。
水沸腾时,把温度计的玻璃泡放在水的中下层测得的温度,比放在水的上层测得的温度要高2~4℃。
人们在实验中很少注意这个问题,总是在先前经验和教材插图的影响下,习惯性地将温度计的玻璃泡放在水的中层或中下层。
这样测得水在常压下的沸点总是高于100℃ ,且由于各实验小组的温度计玻璃泡浸入深度不完全相同,又导致各小组间的测量结果不一致。
笔者认为,只有将温度计的玻璃泡刚好浸没于水面下时测得的温度,才能表征水在当时气压下的沸点。
笔者用此方法,在不加盖纸板的情况下,测得水的沸点为98℃ ,根本符合当时气压〔753mmHg〕下水的沸点。
同时,也只有按统一标准放置温度计,各实验小组的测量结果才有可能相同。
2.用50ml的小烧杯盛水,盛水量为30ml用大烧杯盛水做实验,加热太久,且不易观察到气泡变大的现象;而用试管盛水做实验,虽然水沸腾快,气泡变化明显,但也有缺乏。
笔者用规格为3cm×20cm的试管盛水〔水柱高12cm〕做实验,发现有三点缺乏:一是测得水的沸点为104℃ ,与常压下水的沸点相差太大,学生难以接受。
二是有边沸腾,边升温的现象,与“沸腾过程温度不度〞结论相左。
笔者观察到,当水温升到98℃时开始有气泡上升变大,99℃气泡较多,100℃有大量气泡上升变大,显然此时水已沸腾,但水温继续升高,直达104℃为止。
解释这种现象颇费口舌,学生也未必能懂,应尽可能防止。
三是欠平安。
由于试管散热慢,当加热时间稍长,水中空气排尽时,容易发生“暴沸〞。
轻那么溅湿酒精灯,重那么伤人,显然不太平安。
而采用小烧杯盛水做实验,9min 内可使水沸腾,15min内可完成实验,且能清晰地观察到气泡上升变大的现象,又不会出观上述缺乏,是最为理想的选择。
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浅析“探究水的沸腾实验”五个问题
浅析“探究水的沸腾实验”五个问题
探究“水的沸腾”实验(人教版八年级上册)是一个简单易做的学生实验,但往往因为实验前疏于考虑,实验中重视不足,导致实验的失败率很高。
下面就笔者在教学中出现的问题做一简单分析。
问题1按照课本实验器材,安装并实验,弊端主要有:时间比较长;沸腾时现象不明显(如沸腾时剧烈程度不够等)。
由于石棉网的存在,网面凹凸不平,与杯底部接触面积不大,热传导和热辐射效果不佳,因石棉网吸收的热量,不仅给烧杯底部传导和辐射热能,同时也向外界辐射而造成热能的损失,当烧杯及烧杯中的水吸收的热量与向外界散发的热量接近相等时,此时水的温度上升缓慢,甚至停止上升。
改进方法:把大烧杯换成大试管(长约25厘米,直径4厘米),用酒精灯直接给盛水的大试管加热(不要加石棉网)直至沸腾。
记录数据的时间单位不用分钟,改用秒。
问题2随着温度的上升,温度计与试管(烧杯)内表面出现了许多气泡。
原因是温度计的外表面是凹凸不平的,试管(烧杯)内表壁也是凹凸不平的,当我们把温度计插入水中,或把水倒入烧杯里时,并没有把这些物体表面上的空气完全排除,另外原先水中也溶解一部分空气。
当给试管(烧杯)加热后,气体对水的溶解度降低,逸出的空气形成气泡,这些小气泡受热。