火箭模擬發(fā)射、能的轉(zhuǎn)換演示儀*—氫氣爆鳴演示儀的設(shè)計

張合曉

河北內(nèi)邱縣第二中學(xué) 河北內(nèi)邱 054200

火箭模擬發(fā)射、能的轉(zhuǎn)換演示儀*—氫氣爆鳴演示儀的設(shè)計

張合曉

河北內(nèi)邱縣第二中學(xué) 河北內(nèi)邱 054200

針對氫氣爆炸的特點，研究設(shè)計了氫氣爆鳴演示儀。

結(jié)構(gòu) 特點 用途

新課標(biāo)九年級化學(xué)上冊第三單元拓展性課題[實驗3-7]氫氣與空氣混合爆炸的實驗，通常的作法是：取一個去蓋，底部穿有小孔的塑料筒(易拉罐)用紙團堵住小孔，用排水法收集滿一筒氫氣，倒置時筒下墊木條使筒的下邊緣一端稍稍抬起(如圖3-35，I)，拿掉堵小孔的紙團，用燃著的木條在小孔處點火，注意觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生(人要離遠(yuǎn)些，注意安全)。

可以看到，剛點燃時，氫氣安靜的燃燒，(如圖3-35，Ⅱ)一會兒，隨著“砰”的爆炸聲響，塑料筒被爆炸的氣浪高高掀起(如圖3-35，Ⅲ)。

按該實驗的介紹方法去操作，幾個不足之處有：

1.安全性差。所選用的易拉罐不大，但罐里充H2的量不好控制(因H2的爆炸極限在4.0%～74.2%)充的少不爆炸，多了平靜燃燒。

2.操作者必須接近爆炸儀。對于新教師來講操作課標(biāo)介紹的實驗有一種恐懼心理。

3.點火方式落后。實驗的設(shè)計原始受當(dāng)時科學(xué)技術(shù)的制約，前輩擬定了這樣很原始的方法。

4.實驗的多項性差。原課標(biāo)實驗單一，只能演示H2爆炸。

根據(jù)多年的教學(xué)演示的嘗試，將中學(xué)物理和化學(xué)整合，研究設(shè)計了《氫氣爆鳴，火箭模擬發(fā)射，能的轉(zhuǎn)換演示儀》見下圖：

一、用途

“H2爆鳴演示儀”可進行下列教學(xué)演示：“氫氣爆鳴”“衛(wèi)星模擬發(fā)射”“能的轉(zhuǎn)換”等實驗。它解決了平時教學(xué)中難以演示的實驗。為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的激情，特設(shè)計了氫氣爆鳴演示儀。儀器設(shè)計新穎、造型美觀、可見度大、操作方便、安全可靠、價廉物美。是新課標(biāo)理念的展示，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開拓視野，引領(lǐng)創(chuàng)造意識的奠基石。

二、結(jié)構(gòu)和使用方法

(1)儀器由三部分組成

①高壓點火部分；②爆炸部分；③制氫部分。

(2)使用方法

①根據(jù)實驗需要調(diào)節(jié)可調(diào)氣室旋鈕，改變爆鳴氣室的大小(即可控制氫氣和空氣混合氣體的體積)；②連接高壓點火接線柱(接感應(yīng)圈或高壓電棒兩極)；③將氫氣通入爆鳴室(注意氫氣的用量)；④高壓點火。

三、儀器特點

①由原人工點火改用高壓點火(人不必接觸儀器，非常安全)；②根據(jù)演示內(nèi)容調(diào)節(jié)爆鳴氣室容積，可以演示氫氣爆鳴、模擬火箭發(fā)射、能的轉(zhuǎn)化等演示實驗；③調(diào)節(jié)可調(diào)氣室可控制模擬火箭飛行高度。最高可達15～20米；④操作方便，實驗性逼真，安全性強。

四、引發(fā)的思考

演示儀的設(shè)計制造和使用，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣，它的影響力大大超越課程標(biāo)準(zhǔn)原本照做的實驗。

2009-12-11

張合曉，大專，中教一級。

*本文獲河北省邢臺市教育科研成果一等獎。