裝置氣密性檢查初探

黃 誠 李海忠 鮑 敏

（孝感高級中學 湖北 孝感 432000）

化學實驗中，裝置氣密性的檢查不僅是一個高考常考知識點，在生活生產中也有廣泛的應用。高考測試中要求學生簡答表述條理清晰、邏輯嚴謹、內容完整、要點明了。實際教學中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學生在作答此類簡答題時，極易犯漏掉結論，缺失關鍵操作，具體液面部位交代不清等錯誤。因而，該考點雖然考察內容較單一，歷年高考變化不多，卻是高考常錯、易丟分的知識點。在這里筆者做初步探討，以期起到拋磚引玉作用，引起更多同仁對這一問題作進一步的探討。

一、裝置氣密性檢查的實驗原理——氣壓差等于液壓差

裝置氣密性的檢查，簡單通俗的說就是檢查裝置是否漏氣。而氣體沒有顏色，無法很方便的直接觀察，于是，借助比較容易觀察的液體變化來間接觀察是否漏氣，其理論基礎就是：

P（裝置內氣體壓強）±P（液柱壓強）=P（大氣壓）。 可以簡化為 P1±P2=P0

一般實驗條件下，大氣壓視為定值，可以通過液柱穩(wěn)定存在與否，即裝置內氣體壓強是否等于大氣壓來判斷裝置是否漏氣。若液柱穩(wěn)定存在，即裝置內氣體壓強不等于大氣壓，則裝置不漏氣，裝置氣密性良好。若液柱不能穩(wěn)定存在，即裝置內氣體壓強等于大氣壓，則裝置漏氣，裝置氣密性不好。

若學習過理想氣態(tài)方程的話，可以進一步由PV=nRT來進行理論上的討論。在相對密封的裝置中，當T一定、R為常數(shù)時，P受V和n的影響。

1.當n一定時，通過液柱產生壓強可以壓縮或拉伸V，進而可以改變裝置內氣體壓強P1，使得P1與大氣壓P0之間存在壓強差，其可以用液柱壓強P2來表現(xiàn)出來。

2.當n減少時，若V不變，則 P1會變小，使得 P1小于P0，其差值可以用P2來表現(xiàn)出來。

二、裝置氣密性檢查的的裝置特點——必有一個液封通道以便體現(xiàn)液柱存在

1.裝置的抽象特點

2.裝置的具體特點

（1）單一氣體通道型——高錳酸鉀受熱分解制取氧氣實驗

（2）多氣體通道——有長頸漏斗型

（3）多氣體通道——有分液漏斗型

三、操作及簡答的模式

1.操作要點

由此可見，德國法院認為對于“專門用于執(zhí)行專利方法的產品”，適用默示許可理論而非權利用盡理論，因此專利權人可以在售出該產品時將這種默示許可通過許可協(xié)議的方式“明示化”。這樣在買方違反許可協(xié)議后，專利權人可主張其未獲得許可或撤銷專利許可而構成專利侵權。

首先必須形成密閉液封環(huán)境，要交代相關裝置中的活塞是否開關、止水夾是否夾持、導氣管是否液封等情況。否則后面說的再多也是無意義。然后通過加熱、冷卻、加液體等方式來改變裝置內氣壓，使其與大氣壓間產生氣壓差，該氣壓差最終由相關部位的液柱差來表現(xiàn)。

因此，最后必須交代清楚在什么位置形成，是那些部位間的液柱差，并且液柱差要穩(wěn)定，即一段時間不變化，從而得出結論，裝置氣密性良好。

2.簡答抽象模式及要點

（1）交代要點

先要密封（關活塞、止水夾等），再來液封（插入液面下），接著改變條件（如加熱、冷卻、加液體等），要有現(xiàn)象說明通道是否通暢（如冒氣泡、液滴順利滴下等），接著停止改變條件，要有現(xiàn)象說明液柱穩(wěn)定存在（如一段時間后，液柱差不變、液體不能滴下等），最后要交代結論，即裝置氣密性良好。

（2）表達模式

關閉其他通道，保留一個通道與大氣相通，該通道加入液體隔開裝置中氣體與大氣的聯(lián)系，采取一定方式，改變裝置內氣壓，使其與大氣壓間產生氣壓差，從而有液柱差出現(xiàn)，停止條件改變，一段時間后，液柱差不變，說明該裝置氣密性良好。

3.簡答具體模式及典型圖例

（1）單一氣體通道型——高錳酸鉀受熱分解制取氧氣實驗

此類裝置特點是將單一氣體通道插入水槽液面下，形成液封，為進一步實驗產生液柱差做準備。

連接好裝置后，將導管插入水槽液面下，微熱試管，水槽導管口有氣泡冒出，停止加熱，導管內倒吸會一段高出水槽液面的液柱，一段時間后，液柱無明顯變化，則說明裝置氣密性良好。

（2）多氣體通道——有長頸漏斗型

此類裝置特點是在長頸漏斗中加液體，在試管內形成液封，為進一步實驗產生液柱差做準備。

連接好裝置，在a處加一止水夾，夾緊止水夾。向長頸漏斗中加水至試管內形成液封，繼續(xù)加水至長頸漏斗內形成一段高出試管內液封液面的液柱，停止加水，一段時間后，長頸漏斗內液柱無明顯變化，說明裝置氣密性良好。

（3）多氣體通道——有分液漏斗型

此類裝置特點是可在兩處形成液封，因此，有兩種操作和簡答方式。

第一種：連接好裝置后，關閉分液漏斗活塞，間裝置右側的導管插入水槽液面下，微熱圓底燒瓶，水槽導管口有氣泡冒出，停止加熱，導管內倒吸會一段高出水槽液面的液柱，一段時間后，液柱無明顯變化，則說明裝置氣密性良好。

第二種：連接好裝置后，在B處加一止水夾，夾緊止水夾。向分液漏斗中加一定量的水，打開分液漏斗活塞，開始水能順利滴下，一段時間后分液漏斗中的水不再滴下，說明裝置氣密性良好。

四、生產生活中的應用

氣體密封性檢查不僅是教學重要知識，在日常生產生活中，如油田，化工，輸油，輸氣，水電，房屋節(jié)能，汽車，化工儀器，等方面也有及其廣泛和重要的應用。下面簡單就部分應用加以介紹。

建筑節(jié)能領域中，氣密性檢測可以告訴節(jié)能專家房子在特定時間中泄漏了多少空氣，在寒冷或炎熱的地方，室內都開著暖氣或冷氣，泄漏了的空氣量等于浪費了的暖氣或冷氣，保密性不好的房子等同浪費能源的房子，據(jù)歐美的一些研究指出，氣密性相對好的房屋，一般住戶可以節(jié)省5-35%的電費。

家電行業(yè)中，氣密性在空調散熱器、蒸發(fā)器、冷凝器、閥類、管路、接頭、冰箱、電慰斗、凈水器等方面有廣泛的應用。在工廠生產抽檢時，通過裝置氣密性的檢測，可以知道產品的質量，從而保證了使用的安全性等。

在水電，燃氣等方面，如煤氣表、煤氣爐、熱水器、燃氣灶、煤氣閥、水閥、輸水泵、輸水管、輸氣管路等。在通氣、通水前，先檢測相關管道的氣密性，可以避免在使用中意外事故的發(fā)生。

在石化、化工行業(yè)中，大量管道使用，在管道使用前、生產設備檢修期間都必須檢測管道的氣密性，防止石油、汽油、有毒氣體等的泄漏，防止重大事故的發(fā)生。

在航空航天領域，氣密性的檢測更是無比嚴格。比如大家熟知的神舟系列飛船，如果在太空中發(fā)生氣體泄漏，其嚴重的后果是可想而知。

總之，裝置氣密性的檢測，不僅與教師要規(guī)范、細致的教學，學生要嚴謹、完整的作答相關。也與每一個人的日常生產生活也有緊密的聯(lián)系。