让化学实验走进物理课堂,本文主要内容关键词为:化学实验论文,课堂论文,物理论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
随着学科综合的大趋势,加强学科间的相互交叉、渗透与融合,是学科综合的大势所趋。我试着让化学实验走进物理课堂,收效甚好。
1.气体有质量吗?
讲《质量》时,如何让学生直观地观察到气体质量?我演示了这样一个实验:在一木棍的两端各系一个大小相同的一次性纸杯,在棍上系一根细绳,挂在铁架台上,使两端平衡,然后取一瓶事先准备好的CO[,2],迅速倒入其中一个纸杯,(如图1)。杠杆不再平衡,学生通过观察感知了气体有质量。
在化学课上,本实验是用来演示CO[,2]的密度比空气密度大,能像水一样倒入纸杯。
2.分子间真的有间隔吗?
讲《分子动理论的初步知识》时,我演示了一块冰糖溶解的实验:在一个细口玻璃杯内加入约20m1水,在水中放入冰糖(如图2),在容器外壁用铅笔沿液面画一条水平线,当冰糖溶解后,比较液面与水平线的高低,学生相信了分子有间隔的事实。
3.火箭是怎样升空的?
取一个塑料瓶,瓶底钻一小孔,用纸团堵住,倒放在桌面上,向瓶内充氢气至满,移去小纸团后,用燃着的木条在小孔处点火,过一会听到“砰”的一声响,气浪把塑料瓶掀起,是什么力把它掀起?H[,2]燃烧产生的高温燃气对塑料瓶产生向上的推力,把瓶推向高空;燃料的化学能最终转化成塑料瓶的机械能,(如图3)。本实验有助于学生理解火箭升空的道理。
4.利用这一化学反应来拓展一些实验,本反应消耗气体,无气体生成,反应迅速,且易懂易记。
(1)真空不能传声
如图4,小铃铛通过细线固定在盛满CO[,2]的集气瓶中,取下橡皮塞,向瓶中倒一些浓氢氧化钠溶液,迅速塞紧瓶塞并轻轻振荡,瓶内气体被反应掉,瓶内接近真空;再摇动集气瓶,只看见铃的振动,却听不到铃声。
本实验取材容易、操作简单、耗时短,学生印象深。
(2)演示气体P与m、T的关系
在演示气体压强与体积关系的实验后,得出:一定温度、一定质量的气体,体积越小,压强越大;体积越大,压强越小。为什么要强调一定温度、一定质量,下面的实验能帮助学生解除疑虑。
演示:向充满CO[,2]的烧瓶内倒入少许碱溶液,塞紧瓶塞(如图5),观察气球的变化:气球体积慢慢变大。说明瓶内气压变小;本实验揭示了体积一定的气体,质量越少,压强越小,即气压与质量有关。停一会后,把烧瓶没入热水中,观察到膨胀后的气球逐渐变小。说明气体压强与气体温度有关:温度升高,瓶内气压增大。本实验把抽象的知识具体化,有利于学生理解马德堡半球实验(气体的质量改变引起气压的变化)和呼吸原理等问题,真可谓一举两得。
(3)氢气球在气体中浮沉
阿基米德原理也适用于气体,即F[,浮]=ρ[,气]gV[,排],如何让学生相信浸在气体里的物体所受浮力与排开气体的体积、密度有关。
演示:搜集一广口瓶CO[,2],取一个薄壁气球,充入适量H[,2],扎住气球口,放入广口瓶下部,观察气体的上浮情况,塞上橡皮塞,向瓶内慢慢滴加碱液,瓶内气体质量减少,密度变小,观察到气球体积变大,气球下沉(如图6)。氢气球能在瓶中上浮下沉,说明气球受到的浮力改变。本实验告诉了学生影响气体浮力改变的因素是排开气体的体积和密度。
(4)大气压的存在
如果用一塑料瓶代替广口瓶,重做上述试验,可观察到塑料瓶被压瘪;本实验与马德堡半球实验是异曲同工。
自然界中的变化是复杂多样的,但又是紧密联系的,如果加强学科间的交叉与融合,把原本在化学课上才见到的实验,拿到物理课上来演示,只要做到巧妙结合,就有好的效果;它也符合素质教育的主旋律,能激发学生探索自然科学奥秘的兴趣。