矿泉水瓶在科学试验中的妙用矿泉水瓶是一种无色透明的塑料瓶若用
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矿泉水瓶在科学实验中的妙用
矿泉水瓶是一种无色透明的塑料瓶,若用来取代某些实验玻璃仪器,则在携带或操作上都方便得多.因为矿泉水瓶能承受一定的冲击力,而化玻仪器在碰撞中极易破裂.因此,把矿泉水瓶带进我们的科学实验室,会发挥很大作用。
下面,本人为你介绍矿泉水瓶在实验室的妙用。
一、矿泉水瓶可作贮气瓶
用集气瓶集满气体,由于玻璃片与瓶口不够严密,贮存的气体容易逸出,往往气体的放置时间不长。
若改用矿泉水瓶贮存则可以放置足够长的时间,且在携带上更方便。
当需要用气体时,操作如下:找一个如瓶口大小的双孔胶塞,插入两支导气管(带有较长软胶管).取气时,将瓶塞换成胶塞,然后,一支导气管注入水,另从一支导气管收集排出的气体。
操作如下图所示:
1、制瓶盖:
2、取气体:
因矿泉水瓶是无色透明的,用矿泉水瓶代替代集气瓶收集气体,同样能观察到气体在常温下的颜色、壮态,且在携带上更方便、安全。
二、可作试剂瓶:由于制作矿泉水瓶的原料是有机物,有机物是难溶解在水或无机物溶液的,因此,还可以用矿泉水瓶装常用的酸、碱、盐溶液。
粉状或颗粒不大的固体也可以装。
三、制成过滤柱
把矿泉水瓶剪去瓶底,将瓶盖换成一个带导管的胶塞,然后按顺序将棉花、活性碳、细沙、粗沙放入瓶内,这样就制成了一个过滤柱。
图示如下:
四、作反应器
1、做成“点燃不纯氢气发生爆炸”装置器。
在矿泉水瓶(取尽量小的瓶)的底部钻一小孔,再在瓶肩处剪断并剪一小缺口,再用透明胶纸密封连接,再用透明胶将瓶底小孔密封。
用排水法收集满一瓶氢气,拧紧瓶盖,倒放在于桌面上,撕开两处的透明胶纸,迅速在瓶底的小孔处点火,不一会儿就听到“嘭”一声巨响。
(为了安全,应注意要学生远离或在室外进
行。
)图示如下:
2、验CO2的化学性质。
用矿泉水瓶分别演示CO2与Ca(OH)2、NaOH的反应,使实验具趣味性,大大增强了学生学习化学的积极性。
(1)、检验CO2与Ca(OH)2的反应。
用矿泉水瓶做此实验除了能增强吸引力外,还为下一个实验——验证CO2与NaOH的反应埋下伏笔。
用矿泉水瓶收集一瓶CO2,拧开瓶盖,倒入澄清的石灰水,迅速拧紧瓶盖,振荡,瓶内澄清的石灰水立即变浑浊,除此以外,瓶泉水瓶还会严重变形,且有“噼呖啪啦”的响声。
(注意:1、倒入的石灰水要饱和且量要足够,或在收集CO2时的量不适宜太多;2、为了使“矿泉水瓶变形是因CO2与Ca(OH)2反应而造成”更具说服力,在倒入澄清石灰水时可以请1—2位同学用手挤压装有CO2、且拧紧瓶盖的矿泉水瓶,观察矿泉水瓶是否变能变形。
)实验成绩后解释矿泉水瓶变形的原因是因为瓶内CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3和H2O,使瓶内的气体减少,导致瓶的压强降低,从而使矿泉水瓶变形。
(2)、验证CO2与NaOH的反应:教材中CO2与NaOH氢氧化钠的反应只是从CO2与Ca(OH)2的反应中推导得来,并无实验验证而一些课外书则利用CO2与NaOH反应生成Na2CO3和H2O,Na2CO3又能与盐酸反应生成CO2放出气体,让学生观察是否有气泡生成而判断该实验是否能进行。
如果我们用矿泉水瓶来做该实验就简单得多了。
用矿泉水瓶收集满一瓶CO2倒入NaOH后迅速拧紧瓶盖,振荡瓶内的CO2溶液,立即就听到矿泉水瓶“噼呖啪啦”作响,并变形。
由该“响而变形”的现象,并联系CO2与Ca(OH)2反应的现象,学生马上就明白CO2的确能与NaOH反应。
以上(1)、(2)实验的图示大致如下:
3、红色喷泉:教材做红色喷泉的实验是用圆底烧瓶进行实验的,我们可以用矿泉水瓶来代替圆底烧瓶。
首先,用干燥的矿泉水瓶收集满NH,然后换上胶塞(插有导气管及滴管),再按实验步骤进行即可完成。
图示如下:
巧用矿泉水瓶做物理实验
一、演示“惯性现象”
取一只空矿泉水瓶,截去上半部分并装入适量的水,然后盖上一块硬
纸板,将鸡蛋放在硬纸板上(如图1所示),用手指突然弹击硬纸板,可
以观察到鸡蛋并没有随硬纸板一起飞去,而是安然的落入瓶中。
鸡蛋正是
由于自身惯性还保持原来的静止状态而落在正下方。
二、演示“影响压力作用效果的因素”
①取一只空矿泉水瓶,向瓶中装入少量的水放在一块海绵上,立
刻看到海绵凹陷一些;将矿泉水瓶装满水再放到海绵上,会发现海绵
凹陷得更深了,如图2所示。
可以得出压力的作用效果与压力大小有
关;
②取一只空矿泉水瓶,向瓶中装满水盖上瓶盖,放在一块海绵上,
观察海面的凹陷程度,然后将瓶子倒置过来再放在海面上,观察海面的凹陷程度,比较两次凹陷程度,可以得出压力的作用效果与接触面积大小有关。
三、演示“大气压强”的存在
①取一只空矿泉水瓶装满水,将矿泉水瓶浸没于水中如
图3甲所示;若抓住瓶底向上提,会发现在瓶口未离开水面
之前,瓶里始终充满水,如图3乙所示;若在瓶底钻一小孔,
重做上面的实验,会发现瓶中水面与瓶外水面始终相平,如
图3丙所示。
可以证明大气压的存在。
②取一只空矿泉水瓶,向瓶内注入少量的热水,摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖,过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷,可以证明大气压强的存在。
四、演示“液体内部压强与深度有关”
如图4所示。
取一矿泉水瓶,在其侧壁钻三个上下位置不同的小
孔,用橡皮塞塞住,给瓶里充满水,将瓶放在足够高的桌面上,然后
把橡皮塞同时拔出,通过实验探究可发现,从不同的孔向外喷水的水
平射程不同,从而演示了“液体内部压强与深度有关”。
五、演示“液体内部向各个方向都有压强”
取一矿泉水瓶,若在矿泉水瓶体的不同方向上,用小铁钉钻很多小孔,然后向瓶内装满水,盖上瓶盖,两手用力挤压瓶体,可看到水从不同的小孔中向各个方向喷出,这可以证明了“液体内部向各个方向都有压强”。
六、演示“浮力产生的原因”
取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的矿泉水瓶,去掉其底
部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从
瓶口流出,乒乓球不上浮,原因是“乒乓球只有上表面受到水
向下的压力,而下表面基本没有受到水向上的压力”,因而乒
乓球不上浮(如图5甲所示);接着用手指堵住瓶口,不久就
可观察到乒乓球上浮起来(如图5乙、丙所示),其原因是此
时“乒乓球上、下表面均受到水的压力,且下表面所受的压力大于上表面所受的压力”。
可以演示“浮力产生的原因”,即“液体对物体上、下表面的压力差所引起的”。
七、演示“光的折射”现象
取一矿泉水瓶,截去上半部分并装满水,将筷子斜插入水中,从水面上斜着看,
会发现插入水中部分的筷子向上弯折,可以演示光的折射(如图6所示)。
八、演示“力的作用效果”
双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形,如果施加的力增大,瓶子变形程度就加大,这表明力的作用效果跟力的大小有关,力越大,力的作用效果越明显。
九、演示“流体压强与流速的关系”
两个瓶子放在一起,在瓶子的一边放置一个乒乓球,从另一侧向瓶缝隙中吹气,乒乓球不动。
从缝隙中吹气,靠近瓶子一侧的空气流速大,压强小,而乒乓球外侧的空气流速小,压强大,会产生一个向内侧的压力差,所以球不动。
可以说明流体压强与流速的关系。
十、演示“物体的浮沉”
①取一矿泉水瓶,截去上部并装满清水(如图7所示)。
鸡蛋放在清水中会沉入水底;若在清水中放入盐,如果配制
的盐水合适,鸡蛋会悬浮在盐水中。
继续加盐,鸡蛋会上浮,
最终漂浮在液面上。
②制作浮沉子:取一矿泉水瓶,倒入适量的水(不倒满)。
然后取一注射用的小玻璃瓶向其中装入适量的水,将其倒放入矿泉水瓶中,使其漂浮如(图8所示),然后盖上瓶盖,通过用力挤压瓶体发现小玻璃瓶可以实现下沉和上浮,制作成一个简易的浮沉子。
或者不盖盖子,而在瓶口扎上一块橡皮膜,然后用手指按压橡皮膜,同样可以使小玻璃瓶实现浮沉。
十一、演示“凸透镜”的相关实验
①取一矿泉水瓶,可以在瓶中装满水,对着太阳光,可以在地面上得到“细细”的亮条,说明凸透镜可以汇聚太阳光(凸透镜对光的汇聚作用)。
②取一矿泉水瓶,可以在瓶中装满水,然后隔着瓶子观察物体(注意瓶子与物体之间的距离适中),可以看到放大了的物体的虚像,演示凸透镜成放大的虚像。
十二、演示“失重现象”
取一矿泉水瓶,给瓶内装半瓶水,在瓶底用铁钉钻一小圆孔,我们可看到水从孔中喷出,若这时让塑料瓶自由下落,可看到水不再向外喷出,这就验证了水的失重现象。
十三、演示“气体的压强随体积的增大而减小”
取一矿泉水瓶,在靠近瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,
接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出,如图9所示。
接着盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出,此时瓶内水面上方气压小
于外界大气压。
这个实验表明气体的压强随体积的增大而减小。
十四、制作“水火箭”
器材:矿泉水瓶、气筒、自行车气门、铁丝、
橡皮塞、水等。
水火箭构造如图10所示。
在瓶
中装适量的水,塞好瓶塞后放在发射架上。
用
气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定
程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出,利
用水的反冲作用把瓶推向高空。
此外,利用矿泉水瓶还可制成水平仪,可用来
做阿基米德原理的溢水杯等。