《气体热胀冷缩》实验设计

《气体热胀冷缩》实验设计

演示实验：

将铁皮桶（如：装润滑油的桶或防冻液桶）放在三脚架上用酒精喷灯进行加热，当桶内的空气完全变热后，把酒精喷灯熄灭并将桶盖拧紧以防止漏气，接着用喷雾器向铁桶上喷冷水，便可以看到铁桶在清脆的咔咔声响伴随下，自行迅速变瘪的有趣现象。

设计过程：

我原来的设计是利用上面这个演示实验创设一个良好的趣味情境，引导学生对看到的现象发现问题、提出问题，自主开展探究活动。然而，经过思考和实践我认为这个实验如果能由学生自己来操作完成，那么，对于有着强烈好奇心和求知欲的小学生而言，探究兴趣将更大、学习效果将更好、亲身体会将更深。不过，问题是不可能找到那么多的铁皮桶，而且也没有那么多的酒精喷灯（使用酒精灯加热时间太长），因此，这个实验设计很难实现。

然而，我并没有放弃，经过思考，一个灵感使我想到了使用易拉罐来做这个实验，因为它可以进行分组实验。只不过是易拉罐的拉口太大，还有拉口是水滴型的，没有很合适的东西能将它塞紧，保证不漏气。我采用透明胶带将它的拉口封住，效果还可以，只是不能保证每次都成功。因为，透明胶带贴慢了，罐内空气的温度一下降，实验效果就不明显了；贴歪了或贴不紧都会发生漏气现象，影响实验效果的分析。经过认真思考，我又想出一个新的方法：在完好的易拉罐饮料底部开一个圆孔，倒出饮料即可用作实验，分组实验的困难便迎刃而解。

制作过程：

①用小锤子将直径3毫米粗的钉子砸进一桶拉环完好无损的新易拉罐（铝制）的底部中央，将其穿出一个小孔，（钉子太粗会造成罐底破裂，同时，由于罐内有饮料，所以穿孔之前最好不要用力摇晃，以免压力太强造成液体剧烈喷出。）然后将易拉罐底部的小孔朝下，下面放好杯子，稍稍用力挤压罐壁将饮料压出来，接着松开再次挤压，反复若干次。注意：用力不能太大，否则罐壁上压出的凹陷将不能恢复。大约2分钟左右的时间就能将全部的饮料压出来，而易拉罐的表面却完好如新。

②接着用直径8毫米粗的钻头将罐底的小孔扩大，并用尖嘴钳子插入孔内反复旋转若干次，将孔磨圆、磨光，最后用清水冲洗干净并晾干。（由于罐底是凹面的，水不能全部倒出来，短时间内也不容易都蒸发掉，或多或少会剩一点儿水珠，对实验来说效果反而会更好。）

③这样，一个只有罐底开有圆孔，其它地方完全封闭的实验装置就做好了。用胶塞塞紧圆孔，罐内的空气就被完全封闭在里面了，该制作方法可完全满足学生分组实验的需要并达到理想效果。罐底圆孔的初步制作①可布置学生在家里制作完成，然后，再由教师进一步制作完成②和③。

使用方法：

①用细铁丝在三角架上绕成一个三角形。

②将易拉罐开有圆孔的底面朝上，放在三角架的铁丝上。（省去石棉网，可以节省加热时间。）

③将点燃的酒精灯移到三角架下，给易拉罐加热。

④稍等片刻，易拉罐内的空气被完全加热后，将酒精灯移开。

⑤快速将胶塞塞到易拉罐底部的圆孔上。

（一只手戴手套扶助易拉罐，另一只手塞紧胶塞。）

⑥注意观察有什么现象发生。（罐内气体受冷体积收缩易拉罐变瘪。）

⑦注意实验安全。

意外收获：

个别小组会由于不注意听要求或其它操作的原因（先将胶塞塞上，然后再移开酒精灯），而出现胶塞飞出的现象（伴随“砰”的一声响），这正是易拉罐内气体受热体积膨胀的表现，属于正常现象。它进一步丰富了实验观察的内容，更加有利于学生开展自主探究性学习活动。