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【摘要】利用干冰改进升华与凝华实验并将两个演示实验改进为分组实验的方法介绍。
【关键词】升華与凝华;演示实验;干冰;实验改进
在长期的一线教学过程中,笔者发现课本上的演示实验有着种种不足,因此在条件允许的情况下进行了某种改进,下面以升华和凝华为例进行阐述。
小资料:碘的熔点:114℃ ;碘的沸点:184.3℃;酒精火焰的温度:800℃左右;沸水:100℃
由上面数据可以看出若采用酒精灯直接加热如图所示:这种方法很容易使碘先发生熔化再发生沸腾,从而实验失败。如下右图:图中可以明显的看出有液体产生,这样很难说明发生了升华。
后面有人采用水浴法加热,如图所示,可以避免上面所示的情况发生。可以顺利的看到有紫色气体产生,但是固体碘质量减少速度太慢,几乎看不出来,很难使学生明白是固体变成了气体。若要试管内碘完全消失,需要的时间太长,如下面右图,就是在水中加热了将近5分钟左右的碘锤,仍然可以看到有大量明显的固体颗粒存在。若要碘粒完全消失将近要8分钟左右,这在课堂上的有限时间内时效比太低。而且用沸水加热碘的时候,有烫伤学生的危险,并且涉及了太多仪器,准备起来比较麻烦,不便于学生实验的展开。
为此,我采用了干冰升华和水蒸气凝华作为替代。
一、干冰升华实验:
器材:干冰,气球,透明锥形瓶(如下图)
实验过程:
1.将块状粉碎成粉末状,加少许(两克左右)到锥形瓶中如图所示。(说明,将干冰粉碎是为了加快升华的速度,两克左右的干冰在三分钟之内就可以完全升华完毕。)
2.迅速将排完空气的气球套在透明锥形瓶口,将锥形瓶密封,可以看到气球的体积迅速变大,如下图
并且可以明显的看出瓶内粉末状干冰迅速减少,2分钟后瓶内粉末消失。(说明:选用透明锥形瓶,可以透过瓶子看到瓶内的干冰变化情况。选用排空空气的气球,可以明显的在实验中看到气球体积变大,更加能够说明产生了气体,而且在整个实验过程中可以透过透明锥形瓶,可以清晰的看到实验过程中并没有液体产生,这对升华过程的准确描述更加方便。)
3.在实验的过程中,尝试用手触摸锥形瓶底,可以明显感觉到凉意,并且有一层薄薄的霜产生,能够充分的说明升华是一个吸热的过程。
这个实验操作方便,器材容易找,(干冰上淘宝邮寄即可),而且价格便宜,可以设计为学生实验,由于实验学生参与度高,效果明显,笔者曾经异地教学,并且取得了不错的评价。
二、水蒸气凝华实验
器材:不透明深色玻璃瓶,干冰。(如图)
实验操作步骤与细节
1.将20g左右的干冰粉碎后放入深色玻璃瓶中。(之所以选择深色玻璃瓶而不选择透明瓶子,是因为当空气中的水蒸气凝华后附着在深色瓶子上更容易观察,加了稍多点的粉碎后的干冰可以加快实验速度,节约上课时间。)
2.观察瓶子外壁的上的变化。如下图所示。
可以看出此实验的效果非常明显,而且操作方便,器材好准备,同样是是一个非常成功的学生实验。(说明:在凝华的实验中,作者目前还没有能够找到适合演示实验或者学生实验能够明显的表示出凝华放热的方法,只能够理论分析)此实验利用干冰升华时造成的低温,进而使空气中的水蒸气凝华,实验前一定要分析清楚研究对象是空气中的水蒸气,否则学生会和干冰升华混为一体。
参考文献:
[1]彭友山.碘升华和凝华实验的2种改进方法[J].物理实验,2006(01):32.
[2]潘卫卫.“气浴法”在萘升华凝华实验中的应用[J].教学与管理,2012(16):82.
【关键词】升華与凝华;演示实验;干冰;实验改进
在长期的一线教学过程中,笔者发现课本上的演示实验有着种种不足,因此在条件允许的情况下进行了某种改进,下面以升华和凝华为例进行阐述。
小资料:碘的熔点:114℃ ;碘的沸点:184.3℃;酒精火焰的温度:800℃左右;沸水:100℃
由上面数据可以看出若采用酒精灯直接加热如图所示:这种方法很容易使碘先发生熔化再发生沸腾,从而实验失败。如下右图:图中可以明显的看出有液体产生,这样很难说明发生了升华。
后面有人采用水浴法加热,如图所示,可以避免上面所示的情况发生。可以顺利的看到有紫色气体产生,但是固体碘质量减少速度太慢,几乎看不出来,很难使学生明白是固体变成了气体。若要试管内碘完全消失,需要的时间太长,如下面右图,就是在水中加热了将近5分钟左右的碘锤,仍然可以看到有大量明显的固体颗粒存在。若要碘粒完全消失将近要8分钟左右,这在课堂上的有限时间内时效比太低。而且用沸水加热碘的时候,有烫伤学生的危险,并且涉及了太多仪器,准备起来比较麻烦,不便于学生实验的展开。
为此,我采用了干冰升华和水蒸气凝华作为替代。
一、干冰升华实验:
器材:干冰,气球,透明锥形瓶(如下图)
实验过程:
1.将块状粉碎成粉末状,加少许(两克左右)到锥形瓶中如图所示。(说明,将干冰粉碎是为了加快升华的速度,两克左右的干冰在三分钟之内就可以完全升华完毕。)
2.迅速将排完空气的气球套在透明锥形瓶口,将锥形瓶密封,可以看到气球的体积迅速变大,如下图
并且可以明显的看出瓶内粉末状干冰迅速减少,2分钟后瓶内粉末消失。(说明:选用透明锥形瓶,可以透过瓶子看到瓶内的干冰变化情况。选用排空空气的气球,可以明显的在实验中看到气球体积变大,更加能够说明产生了气体,而且在整个实验过程中可以透过透明锥形瓶,可以清晰的看到实验过程中并没有液体产生,这对升华过程的准确描述更加方便。)
3.在实验的过程中,尝试用手触摸锥形瓶底,可以明显感觉到凉意,并且有一层薄薄的霜产生,能够充分的说明升华是一个吸热的过程。
这个实验操作方便,器材容易找,(干冰上淘宝邮寄即可),而且价格便宜,可以设计为学生实验,由于实验学生参与度高,效果明显,笔者曾经异地教学,并且取得了不错的评价。
二、水蒸气凝华实验
器材:不透明深色玻璃瓶,干冰。(如图)
实验操作步骤与细节
1.将20g左右的干冰粉碎后放入深色玻璃瓶中。(之所以选择深色玻璃瓶而不选择透明瓶子,是因为当空气中的水蒸气凝华后附着在深色瓶子上更容易观察,加了稍多点的粉碎后的干冰可以加快实验速度,节约上课时间。)
2.观察瓶子外壁的上的变化。如下图所示。
可以看出此实验的效果非常明显,而且操作方便,器材好准备,同样是是一个非常成功的学生实验。(说明:在凝华的实验中,作者目前还没有能够找到适合演示实验或者学生实验能够明显的表示出凝华放热的方法,只能够理论分析)此实验利用干冰升华时造成的低温,进而使空气中的水蒸气凝华,实验前一定要分析清楚研究对象是空气中的水蒸气,否则学生会和干冰升华混为一体。
参考文献:
[1]彭友山.碘升华和凝华实验的2种改进方法[J].物理实验,2006(01):32.
[2]潘卫卫.“气浴法”在萘升华凝华实验中的应用[J].教学与管理,2012(16):82.