一、沸腾现象的描述

1.沸腾前,烧杯里的水被加热,由于水中溶有空气,在杯底及杯壁上形成小气泡,这些小气泡是杯内及底部所吸附的空气被分离出来形成的。小气泡的周围都是水,水就要向小气泡里不断的蒸发。小气泡的体积小,里面很快就要达到饱和状态,所以气泡里不仅有空气而且还有饱和的水蒸汽。当水温继续升高时,小气泡里的饱和蒸气压也就逐渐增大,于是它的体积也随之增大,在浮力的作用下,气泡脱离杯底及杯壁而上升,同时遗留在底面的少量空气,又逐渐形成新的气泡而上升。当气泡上升到比较冷的水层时,由于泡内的饱和气压小于外部的压强,气泡又逐渐变小,以使泡内的饱和气逐渐凝结成液体,最后只剩下空气和少量的水蒸汽逃出液面。

2.沸腾过程中,随着温度的升高,气泡里的饱和气压也就越来越大。等到水的温度升高到一定程度时,气泡内的饱和气压增大到等于外部压强时,整个水层处在同一温度下,于是气泡在上升过程中就不会再发生水蒸气凝结和体积缩小的现象。由于不断吸热,气泡周围的水迅速向气泡内蒸发,气泡的体积在上升过程中就不断增大。最后当气泡升到水面时裂开,放出大量水蒸气,此时杯内的水上下翻腾,形成沸腾现象。

二、沸腾现象的思考与实践

1.关于气泡现象的思考与实践

生活中的沸腾现象司空见惯,人们即使不使用温度计,只凭生活经验也能进行初步的判断,学生同样具有这样的能力,看来水中出现大量气泡,水体上下翻腾是沸腾的重要标准,但如果对沸腾的理解停留至此则不够准确,这种理解尚属于生活概念。这时我引导学生深入思考:“接一杯自来水,我把塑料管插进去,然后向水里吹气,水中同样可以出现大量气泡,这时我能说水沸腾了吗?”学生经过思考找到了不同,沸腾是加热的结果,未经加热出现的气泡不能算是沸腾。这时学生不仅抓住了沸腾的主要特征,而且意识到了沸腾所必须具备的前提条件。我继续追问学生:“加热到多少度水才会沸腾呢?”少数学生回答100摄氏度。这时我引导学生填写实验记录单,温度每上升10摄氏度记录一次,并在学生认为的100摄氏度旁边画一个问号,意思是水沸腾时温度真的会达到100摄氏度吗?如果继续加热温度还会不会再上升呢?学生分组边实验边观察记录,结果发现水沸腾时的温度是98摄氏度,继续加热温度却没有升高。这又是为什么呢?难道是我们的想法错了吗?在学生矛盾时,我指导学生阅读一段话:“水沸腾的温度与大气压力有关系。在标准大气压下,水沸腾的温度是100摄氏度。随着海拔的升高,大气压会逐渐减小,水沸腾的温度也会跟着降低。海拔每升高1000米,水沸腾的温度会下降3摄氏度多。在世界最高珠穆朗玛峰顶,水大约在72摄氏度时就沸腾了。”学生通过阅读明白了大气压力会影响水沸腾时的温度,明白了书中所指的“通常是100摄氏度”的含义。至此学生较全面的理解了沸腾概念:沸腾的主要标志是水中出现大量的气泡;出现大量气泡的前提条件是持续加热;加热到一定程度,水沸腾后温度就不再继续升高了,至此学生的生活概念逐渐发展成为科学概念。但学生对沸腾概念的认识,还有一点并未予以纠正,那就是学生认为水中产生的大量气泡就是水蒸汽,其实应该是空气和水蒸汽的混合体。鉴于教材的要求,学生的年龄和课时的限制,此处并未深究。

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