關(guān)于水的沸點測定的探究性研究

楊勤

【摘 要】學(xué)生在實驗中測得水的沸點不是常見的100℃，通過討論分析，建立假設(shè)：可能與溫度計有關(guān)，可能與水的純度有關(guān)，可能與氣壓有關(guān)，可能與溫度計浸入水中的深度有關(guān)。通過實驗逐項驗證，最終得出結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】水的沸點；實驗探究；得出結(jié)論

課題來源：“觀察水的沸騰”實驗是華師大版科學(xué)七下第13頁安排的一個學(xué)生分組實驗，通過該實驗可以讓學(xué)生學(xué)會酒精燈的點燃、蓋滅；練習(xí)從下而上連接簡單的實驗裝置；通過觀察沸騰前后氣泡大小、溫度變化，建立沸騰概念。這是一個既培養(yǎng)實驗?zāi)芰τ旨ぐl(fā)興趣的好素材。

發(fā)現(xiàn)問題：按教學(xué)計劃，我于與2月底開設(shè)了這堂課，為節(jié)約時間作了如下改動：①使用100mL的小燒杯。②燒杯中加的是電水壺加熱到約70℃的自來水③熱水加到燒杯一半④采用統(tǒng)一品牌的染成紅色的煤油溫度計。實驗有條不紊地進行著，他們清楚地看到水沸騰前溫度上升，氣泡從下而上越來越??；而在沸騰時溫度不變，氣泡從下而上越來越大；撤去酒精燈，沸騰停止；通過親手操作，孩子們理解了沸騰的定義及特點，一切都很順利，但在報沸點時，連叫三組，沸點都是98℃左右，在強調(diào)溫度計的讀數(shù)規(guī)范后，又讓孩子們讀數(shù)記錄，全班22組數(shù)據(jù)絕大多數(shù)集中在98℃左右，怎么會是這樣？水的沸點在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下應(yīng)是100℃啊！難道找個理由搪塞學(xué)生？勿如將它立個課題：常溫常壓下我測的水的沸點為什么不是100℃？

建立假設(shè)：首先，我們檢查了實驗裝置，又仔細(xì)回憶了實驗操作步驟和溫度計的使用規(guī)范，發(fā)現(xiàn)都沒有差錯，通過討論分析，我們建立了三個可能影響水沸點測定的假設(shè)，并設(shè)計方案進行驗證。

假設(shè)1可能是本次所用溫度計的種類或溫度計沒有校準(zhǔn)，導(dǎo)致測出的水的沸點有誤。

實驗：任意抽取學(xué)生實驗所用煤油溫度計5支，放于同一地點測室溫，讀數(shù)差異不明顯。另取不同廠家不同品牌的煤油溫度計和水銀溫度計，測室溫，讀數(shù)差異不明顯，測水沸點，也在98℃左右.

分析：如果沒有校準(zhǔn)，不同廠家不同品牌的溫度計測同一物體的溫度，讀數(shù)應(yīng)是不同的；現(xiàn)在測室溫，測沸水，兩次實驗讀數(shù)差異不明顯，說明這些溫度計都是校準(zhǔn)的，那么這次實驗中導(dǎo)致水的沸點有誤不是溫度計造成的。

假設(shè)2實驗所用的是自來水，不純凈，有雜質(zhì)，可能是不純的水影響了水的沸點測量。

實驗：取蒸餾水和自來水做對照測沸點，設(shè)三組實驗。

分析：兩組數(shù)據(jù)相差1.3℃，說明水中雜質(zhì)確實影響水的沸點，測水沸點應(yīng)該用蒸餾水；蒸餾水的沸點測量值只有96.8℃，說明還存在其它導(dǎo)致測量有誤的因素。

假設(shè)3水的沸點受氣壓影響，隨著氣壓的增大而增大，隨氣壓減小而減小，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點才是100℃，可能是氣壓不標(biāo)準(zhǔn)影響實驗數(shù)據(jù)。

收集數(shù)據(jù)：通過上網(wǎng)百度搜索和文獻查閱，得到如下信息：

又用氣壓計測得當(dāng)時實驗環(huán)境的氣壓1014百帕。

分析：氣壓1014百帕折合為760mmHg，從上表查得水的沸點應(yīng)是100℃，但實驗測得蒸餾水的沸點為96.8℃。顯然，氣壓的影響不是實驗誤差的主要原因。

自此，原先的假設(shè)都不成立，思路斷了。

新的假設(shè) 我們又仔細(xì)閱讀書本第13頁，發(fā)現(xiàn)教材中用的是80～100mL的水，而我們?yōu)楣?jié)約時間用的水約50mL，難道是水量不同導(dǎo)致水的沸點測量值不同？

實驗：取500mL燒杯一個，分別加入1/4、1/2、3/4容積的蒸餾水，測沸點。

分析：水的沸點測量值隨著水量的增大而增大，似乎是水的沸點與水量多少有關(guān)，但水的沸點和密度一樣都是水的特性，不可能因水量改變而改變。我們又仔細(xì)觀察了實驗裝置，發(fā)現(xiàn)隨著水量增加溫度計浸在水中的部分增加了。

煤油溫度計是利用煤油的熱脹冷縮工作的，當(dāng)測溫泡與沸水接觸時，煤油熱脹，沿細(xì)玻璃管上升，當(dāng)這部分上升的煤油離開水面后會向周圍冷空氣散熱（我們實驗在2月底，氣溫低），使最終讀數(shù)下降。溫度計浸在水中部分越多，其上部與冷空氣接觸越少，散熱少，誤差小。由此我們想到平底燒瓶，因為平底燒瓶口較小，且瓶頸較長，溫度計露在外面部分較少，誤差會小些。

改進實驗：用平底燒瓶測蒸餾水沸點。

由上述實驗可知，水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點確實是100℃.

補充的實驗：用平底燒瓶測自來水沸點

結(jié)論：水中雜質(zhì)確實影響水的沸點，建議測水沸點應(yīng)用蒸餾水、平底燒瓶做實驗。

學(xué)生的收獲：

這次探究活動中，老師只是提供實驗器材，放手讓我們自己思考，自己動手做實驗，只是在我們之間意見出現(xiàn)分歧，自己無法解決時，老師才來給我們提示幫我們分析，我們最后找到的原因，并不是書上能找到的，成功的體驗讓我們信心倍增，今后在科學(xué)學(xué)習(xí)上遇到疑難問題時，不要盲從權(quán)威，一定要通過實踐加以證實。

教師的反思：我很慶幸自己抓住水沸點測量值與教材中的數(shù)據(jù)差異，提供給學(xué)生科學(xué)探究的機會，組織引導(dǎo)學(xué)生通過手腦并用的探究活動，進一步養(yǎng)成尊重科學(xué)原理，敢于依據(jù)客觀事實提出自己的見解，能分析不同的意見，能夠根據(jù)科學(xué)事實修正自己的觀點等等科學(xué)態(tài)度和價值觀。

引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)身邊的科學(xué)問題，并用身邊易得的實驗器材進行探究，是我近年來教學(xué)工作中比較關(guān)注的部分，雖然迫于中考壓力、課內(nèi)時間緊、教學(xué)任務(wù)重，但在課外社團活動或利用雙休日時間開展課題性探究，讓學(xué)生擁有更廣闊的思考探索空間，無疑有利于提高學(xué)生的獨立創(chuàng)新意識，有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于學(xué)生發(fā)展。

【參考文獻】

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)

（作者單位：浙江省寧波李興貴中學(xué)）

【摘 要】學(xué)生在實驗中測得水的沸點不是常見的100℃，通過討論分析，建立假設(shè)：可能與溫度計有關(guān)，可能與水的純度有關(guān)，可能與氣壓有關(guān)，可能與溫度計浸入水中的深度有關(guān)。通過實驗逐項驗證，最終得出結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】水的沸點；實驗探究；得出結(jié)論

課題來源：“觀察水的沸騰”實驗是華師大版科學(xué)七下第13頁安排的一個學(xué)生分組實驗，通過該實驗可以讓學(xué)生學(xué)會酒精燈的點燃、蓋滅；練習(xí)從下而上連接簡單的實驗裝置；通過觀察沸騰前后氣泡大小、溫度變化，建立沸騰概念。這是一個既培養(yǎng)實驗?zāi)芰τ旨ぐl(fā)興趣的好素材。

發(fā)現(xiàn)問題：按教學(xué)計劃，我于與2月底開設(shè)了這堂課，為節(jié)約時間作了如下改動：①使用100mL的小燒杯。②燒杯中加的是電水壺加熱到約70℃的自來水③熱水加到燒杯一半④采用統(tǒng)一品牌的染成紅色的煤油溫度計。實驗有條不紊地進行著，他們清楚地看到水沸騰前溫度上升，氣泡從下而上越來越小；而在沸騰時溫度不變，氣泡從下而上越來越大；撤去酒精燈，沸騰停止；通過親手操作，孩子們理解了沸騰的定義及特點，一切都很順利，但在報沸點時，連叫三組，沸點都是98℃左右，在強調(diào)溫度計的讀數(shù)規(guī)范后，又讓孩子們讀數(shù)記錄，全班22組數(shù)據(jù)絕大多數(shù)集中在98℃左右，怎么會是這樣？水的沸點在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下應(yīng)是100℃??！難道找個理由搪塞學(xué)生？勿如將它立個課題：常溫常壓下我測的水的沸點為什么不是100℃？

建立假設(shè)：首先，我們檢查了實驗裝置，又仔細(xì)回憶了實驗操作步驟和溫度計的使用規(guī)范，發(fā)現(xiàn)都沒有差錯，通過討論分析，我們建立了三個可能影響水沸點測定的假設(shè)，并設(shè)計方案進行驗證。

假設(shè)1可能是本次所用溫度計的種類或溫度計沒有校準(zhǔn)，導(dǎo)致測出的水的沸點有誤。

實驗：任意抽取學(xué)生實驗所用煤油溫度計5支，放于同一地點測室溫，讀數(shù)差異不明顯。另取不同廠家不同品牌的煤油溫度計和水銀溫度計，測室溫，讀數(shù)差異不明顯，測水沸點，也在98℃左右.

分析：如果沒有校準(zhǔn)，不同廠家不同品牌的溫度計測同一物體的溫度，讀數(shù)應(yīng)是不同的；現(xiàn)在測室溫，測沸水，兩次實驗讀數(shù)差異不明顯，說明這些溫度計都是校準(zhǔn)的，那么這次實驗中導(dǎo)致水的沸點有誤不是溫度計造成的。

假設(shè)2實驗所用的是自來水，不純凈，有雜質(zhì)，可能是不純的水影響了水的沸點測量。

實驗：取蒸餾水和自來水做對照測沸點，設(shè)三組實驗。

分析：兩組數(shù)據(jù)相差1.3℃，說明水中雜質(zhì)確實影響水的沸點，測水沸點應(yīng)該用蒸餾水；蒸餾水的沸點測量值只有96.8℃，說明還存在其它導(dǎo)致測量有誤的因素。

假設(shè)3水的沸點受氣壓影響，隨著氣壓的增大而增大，隨氣壓減小而減小，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點才是100℃，可能是氣壓不標(biāo)準(zhǔn)影響實驗數(shù)據(jù)。

收集數(shù)據(jù)：通過上網(wǎng)百度搜索和文獻查閱，得到如下信息：

又用氣壓計測得當(dāng)時實驗環(huán)境的氣壓1014百帕。

分析：氣壓1014百帕折合為760mmHg，從上表查得水的沸點應(yīng)是100℃，但實驗測得蒸餾水的沸點為96.8℃。顯然，氣壓的影響不是實驗誤差的主要原因。

自此，原先的假設(shè)都不成立，思路斷了。

新的假設(shè) 我們又仔細(xì)閱讀書本第13頁，發(fā)現(xiàn)教材中用的是80～100mL的水，而我們?yōu)楣?jié)約時間用的水約50mL，難道是水量不同導(dǎo)致水的沸點測量值不同？

實驗：取500mL燒杯一個，分別加入1/4、1/2、3/4容積的蒸餾水，測沸點。

分析：水的沸點測量值隨著水量的增大而增大，似乎是水的沸點與水量多少有關(guān)，但水的沸點和密度一樣都是水的特性，不可能因水量改變而改變。我們又仔細(xì)觀察了實驗裝置，發(fā)現(xiàn)隨著水量增加溫度計浸在水中的部分增加了。

煤油溫度計是利用煤油的熱脹冷縮工作的，當(dāng)測溫泡與沸水接觸時，煤油熱脹，沿細(xì)玻璃管上升，當(dāng)這部分上升的煤油離開水面后會向周圍冷空氣散熱（我們實驗在2月底，氣溫低），使最終讀數(shù)下降。溫度計浸在水中部分越多，其上部與冷空氣接觸越少，散熱少，誤差小。由此我們想到平底燒瓶，因為平底燒瓶口較小，且瓶頸較長，溫度計露在外面部分較少，誤差會小些。

改進實驗：用平底燒瓶測蒸餾水沸點。

由上述實驗可知，水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點確實是100℃.

補充的實驗：用平底燒瓶測自來水沸點

結(jié)論：水中雜質(zhì)確實影響水的沸點，建議測水沸點應(yīng)用蒸餾水、平底燒瓶做實驗。

學(xué)生的收獲：

這次探究活動中，老師只是提供實驗器材，放手讓我們自己思考，自己動手做實驗，只是在我們之間意見出現(xiàn)分歧，自己無法解決時，老師才來給我們提示幫我們分析，我們最后找到的原因，并不是書上能找到的，成功的體驗讓我們信心倍增，今后在科學(xué)學(xué)習(xí)上遇到疑難問題時，不要盲從權(quán)威，一定要通過實踐加以證實。

教師的反思：我很慶幸自己抓住水沸點測量值與教材中的數(shù)據(jù)差異，提供給學(xué)生科學(xué)探究的機會，組織引導(dǎo)學(xué)生通過手腦并用的探究活動，進一步養(yǎng)成尊重科學(xué)原理，敢于依據(jù)客觀事實提出自己的見解，能分析不同的意見，能夠根據(jù)科學(xué)事實修正自己的觀點等等科學(xué)態(tài)度和價值觀。

引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)身邊的科學(xué)問題，并用身邊易得的實驗器材進行探究，是我近年來教學(xué)工作中比較關(guān)注的部分，雖然迫于中考壓力、課內(nèi)時間緊、教學(xué)任務(wù)重，但在課外社團活動或利用雙休日時間開展課題性探究，讓學(xué)生擁有更廣闊的思考探索空間，無疑有利于提高學(xué)生的獨立創(chuàng)新意識，有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于學(xué)生發(fā)展。

【參考文獻】

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)

（作者單位：浙江省寧波李興貴中學(xué)）

【摘 要】學(xué)生在實驗中測得水的沸點不是常見的100℃，通過討論分析，建立假設(shè)：可能與溫度計有關(guān)，可能與水的純度有關(guān)，可能與氣壓有關(guān)，可能與溫度計浸入水中的深度有關(guān)。通過實驗逐項驗證，最終得出結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】水的沸點；實驗探究；得出結(jié)論

課題來源：“觀察水的沸騰”實驗是華師大版科學(xué)七下第13頁安排的一個學(xué)生分組實驗，通過該實驗可以讓學(xué)生學(xué)會酒精燈的點燃、蓋滅；練習(xí)從下而上連接簡單的實驗裝置；通過觀察沸騰前后氣泡大小、溫度變化，建立沸騰概念。這是一個既培養(yǎng)實驗?zāi)芰τ旨ぐl(fā)興趣的好素材。

發(fā)現(xiàn)問題：按教學(xué)計劃，我于與2月底開設(shè)了這堂課，為節(jié)約時間作了如下改動：①使用100mL的小燒杯。②燒杯中加的是電水壺加熱到約70℃的自來水③熱水加到燒杯一半④采用統(tǒng)一品牌的染成紅色的煤油溫度計。實驗有條不紊地進行著，他們清楚地看到水沸騰前溫度上升，氣泡從下而上越來越?。欢诜序v時溫度不變，氣泡從下而上越來越大；撤去酒精燈，沸騰停止；通過親手操作，孩子們理解了沸騰的定義及特點，一切都很順利，但在報沸點時，連叫三組，沸點都是98℃左右，在強調(diào)溫度計的讀數(shù)規(guī)范后，又讓孩子們讀數(shù)記錄，全班22組數(shù)據(jù)絕大多數(shù)集中在98℃左右，怎么會是這樣？水的沸點在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下應(yīng)是100℃??！難道找個理由搪塞學(xué)生？勿如將它立個課題：常溫常壓下我測的水的沸點為什么不是100℃？

建立假設(shè)：首先，我們檢查了實驗裝置，又仔細(xì)回憶了實驗操作步驟和溫度計的使用規(guī)范，發(fā)現(xiàn)都沒有差錯，通過討論分析，我們建立了三個可能影響水沸點測定的假設(shè)，并設(shè)計方案進行驗證。

假設(shè)1可能是本次所用溫度計的種類或溫度計沒有校準(zhǔn)，導(dǎo)致測出的水的沸點有誤。

實驗：任意抽取學(xué)生實驗所用煤油溫度計5支，放于同一地點測室溫，讀數(shù)差異不明顯。另取不同廠家不同品牌的煤油溫度計和水銀溫度計，測室溫，讀數(shù)差異不明顯，測水沸點，也在98℃左右.

分析：如果沒有校準(zhǔn)，不同廠家不同品牌的溫度計測同一物體的溫度，讀數(shù)應(yīng)是不同的；現(xiàn)在測室溫，測沸水，兩次實驗讀數(shù)差異不明顯，說明這些溫度計都是校準(zhǔn)的，那么這次實驗中導(dǎo)致水的沸點有誤不是溫度計造成的。

假設(shè)2實驗所用的是自來水，不純凈，有雜質(zhì)，可能是不純的水影響了水的沸點測量。

實驗：取蒸餾水和自來水做對照測沸點，設(shè)三組實驗。

分析：兩組數(shù)據(jù)相差1.3℃，說明水中雜質(zhì)確實影響水的沸點，測水沸點應(yīng)該用蒸餾水；蒸餾水的沸點測量值只有96.8℃，說明還存在其它導(dǎo)致測量有誤的因素。

假設(shè)3水的沸點受氣壓影響，隨著氣壓的增大而增大，隨氣壓減小而減小，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點才是100℃，可能是氣壓不標(biāo)準(zhǔn)影響實驗數(shù)據(jù)。

收集數(shù)據(jù)：通過上網(wǎng)百度搜索和文獻查閱，得到如下信息：

又用氣壓計測得當(dāng)時實驗環(huán)境的氣壓1014百帕。

分析：氣壓1014百帕折合為760mmHg，從上表查得水的沸點應(yīng)是100℃，但實驗測得蒸餾水的沸點為96.8℃。顯然，氣壓的影響不是實驗誤差的主要原因。

自此，原先的假設(shè)都不成立，思路斷了。

新的假設(shè) 我們又仔細(xì)閱讀書本第13頁，發(fā)現(xiàn)教材中用的是80～100mL的水，而我們?yōu)楣?jié)約時間用的水約50mL，難道是水量不同導(dǎo)致水的沸點測量值不同？

實驗：取500mL燒杯一個，分別加入1/4、1/2、3/4容積的蒸餾水，測沸點。

分析：水的沸點測量值隨著水量的增大而增大，似乎是水的沸點與水量多少有關(guān)，但水的沸點和密度一樣都是水的特性，不可能因水量改變而改變。我們又仔細(xì)觀察了實驗裝置，發(fā)現(xiàn)隨著水量增加溫度計浸在水中的部分增加了。

煤油溫度計是利用煤油的熱脹冷縮工作的，當(dāng)測溫泡與沸水接觸時，煤油熱脹，沿細(xì)玻璃管上升，當(dāng)這部分上升的煤油離開水面后會向周圍冷空氣散熱（我們實驗在2月底，氣溫低），使最終讀數(shù)下降。溫度計浸在水中部分越多，其上部與冷空氣接觸越少，散熱少，誤差小。由此我們想到平底燒瓶，因為平底燒瓶口較小，且瓶頸較長，溫度計露在外面部分較少，誤差會小些。

改進實驗：用平底燒瓶測蒸餾水沸點。

由上述實驗可知，水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點確實是100℃.

補充的實驗：用平底燒瓶測自來水沸點

結(jié)論：水中雜質(zhì)確實影響水的沸點，建議測水沸點應(yīng)用蒸餾水、平底燒瓶做實驗。

學(xué)生的收獲：

這次探究活動中，老師只是提供實驗器材，放手讓我們自己思考，自己動手做實驗，只是在我們之間意見出現(xiàn)分歧，自己無法解決時，老師才來給我們提示幫我們分析，我們最后找到的原因，并不是書上能找到的，成功的體驗讓我們信心倍增，今后在科學(xué)學(xué)習(xí)上遇到疑難問題時，不要盲從權(quán)威，一定要通過實踐加以證實。

教師的反思：我很慶幸自己抓住水沸點測量值與教材中的數(shù)據(jù)差異，提供給學(xué)生科學(xué)探究的機會，組織引導(dǎo)學(xué)生通過手腦并用的探究活動，進一步養(yǎng)成尊重科學(xué)原理，敢于依據(jù)客觀事實提出自己的見解，能分析不同的意見，能夠根據(jù)科學(xué)事實修正自己的觀點等等科學(xué)態(tài)度和價值觀。

引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)身邊的科學(xué)問題，并用身邊易得的實驗器材進行探究，是我近年來教學(xué)工作中比較關(guān)注的部分，雖然迫于中考壓力、課內(nèi)時間緊、教學(xué)任務(wù)重，但在課外社團活動或利用雙休日時間開展課題性探究，讓學(xué)生擁有更廣闊的思考探索空間，無疑有利于提高學(xué)生的獨立創(chuàng)新意識，有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，有利于學(xué)生發(fā)展。

【參考文獻】

科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)

（作者單位：浙江省寧波李興貴中學(xué)）