谈对气体对外做功实验装置的一点改进意见

宗桂红

(南京市第九中学弘光校区,江苏南京 210014)

谈对气体对外做功实验装置的一点改进意见

宗桂红

(南京市第九中学弘光校区,江苏南京 210014)

图1

在物理教学过程中,教师通常都需要做气体对外做功的实验,用来说明气体做外做功时,内能减小,温度会降低的道理.传统实验装置(如图1)是在一个大口的厚玻璃瓶内装有少量的水,用带有玻璃管的塞子将瓶口塞紧,然后用软管连接好打气筒和玻璃管,朝瓶内打气,当瓶内气体打到一定的时候瓶塞会跳起,在这过程中让学生观察瓶内有什么现象产生,然后分析实验现象得出结论.实验结论的得出是建立在较为理想实验现象的基础上的,换句话说,实验现象对这块内容的教学起到了决定性的作用.在教学过程中,笔者发现该实验装置存在一些弊端:

(1)实验现象不够明显.每次实验时,瓶内白雾淡薄不易观察并且白雾转瞬即逝,这是该实验最大的弊病.究其原因是因为瓶口太光滑,即便用比较厚实的橡皮塞用力塞紧,也只是轻轻打两三下气,瓶塞就会跳出来,所以无法看到浓雾.另外,当瓶塞冲出瓶口时,由于瓶口太大,导致很多学生特别是后排的学生还没有看清有没有雾,雾随即就散去了,实验效果很不理想.(2)实验存在安全隐患.在做这一实验时,教师在向瓶内打气时不免都会产生一丝忧虑,害怕玻璃瓶会突然爆裂伤着学生或自己.(3)容易损坏实验器材.用玻璃瓶做实验时,当橡皮塞冲出瓶口时,瓶子容易倒下摔破.教师在做演示实验时,如果损坏了实验器材,会对学生造成不良影响.

针对该传统实验装置的不足,笔者对实验装置进行了改进:(1)将玻璃瓶换成五升的大号无色可乐瓶.(2)将橡皮塞中的玻璃管换成自行车废旧轮胎上的气门芯.(3)将图1中打气筒换成给自行车打气的高压打气筒.用这装置做实验时,直接将高压打气筒接到气嘴上朝可乐瓶中打气.当瓶塞从瓶口冲出时能听到“嘭”的一声,瓶塞冲出来发出的响声足以让教室内每位学生都震惊,同时瓶内出现了2～3 m in也不能散尽的浓浓白雾.

这实验与传统装置实验进行对比有很多优势:(1)实验现象很明显.原因是换用五升大号塑料可乐瓶后,瓶内气体增多了,橡皮塞与塑料瓶口接触也更紧密,瓶内气压比用玻璃瓶做实验时可增大很多,瓶内气体对外做功本领大大增强.所以,当塞得很紧的瓶塞冲出时,瓶内气体内能迅速减小,温度降低,因此瓶内能出现浓雾.(2)更容易观察现象.五升可乐瓶扩大了学生可以观察的视野,并且由于可乐瓶相对于大口玻璃瓶而言由于瓶口比较小,浓雾不容易散去,当塞子冲出后,教师还能拿着可乐瓶让学生继续观察现象. (3)实验器材简单,实验操作方便.可乐瓶,气门芯,打气筒都是生活中很容易取得的器材.(4)实验成功率高.只要将橡皮塞塞紧,夹子夹好,无论男生还是女生都能很轻松完成实验.(5)实验更安全.装置中没有易碎易爆物品,当橡皮塞冲出瓶口时,即使塑料可乐瓶倒了也不会有任何危险和损坏,教师做实验时心中踏实.(6)实验更刺激,更能激发学生学习兴趣.在班上做这演示实验那“嘭”的一声能让全班同学发出“哇”的叫声,这惊叫声表明实验结果出乎学生意料,让学生心潮澎湃,让学生充满好奇,让学生迫切希望知道为什么.因此也更能激发学生学习的兴趣.改进后的实验装置唯一不足之处是,实验只能在地面做,无法在高处进行.笔者的对策是,在讲台的左右侧各做一次,保证让全班同学都能看清.从课堂教学效果来看,学生对这种强刺激的实验只能观看两次还有点意犹未尽的感觉.因此,笔者认为实验装置带来的好处足以弥补它的不足.

2009-10-27)

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