浅析“探究水的沸腾实验”五个问题

发布者：cj_wbp   发布时间：2016-07-06 10:11:48   点击数:

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，这些小气泡受热膨胀，体积增大，这是其一；另外，当水的温度升高，水从气泡的内表面向泡内蒸发，压强增大；这两种因素的作用使气泡体积增大，我们便可以观察到许多的小气泡。

问题3 当水温上升到60℃～95℃这一温度范围时，水面以下的气泡有相当一部分上升至水面，在上升的过程中，气泡的体积由大变小。

这种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。由于水不善于传导热，此时水温上下是不一致的。靠近容器底的水温高，越往上温度越低，在下部形成的气泡，上升到温度低的地方，气泡中的水蒸气就会边上升变液化，导致气泡变小甚至消失。

问题4 当水温达到沸点时，观察到气泡由杯底上升到水面的过程中，气泡的体积是由小变大的。

由于水沸腾后，水的温度处处相等，气泡在上升过程中不会液化成水而是继续向泡内汽化，水蒸气（泡内空气体积膨胀也是其中的一个因素）使气泡内的压强增大，所以气泡的体积变大，直至水面破裂。

问题5 有同学加热沸腾过的水，实验中，虽然水温已过沸点，但水的内部产生汽泡不多，汽泡也很小，水的沸腾现象不明显。