理科综合与喷泉试验-360大课堂.doc

理科综合与喷泉实验
李莉
(宁波市镇海区龙赛中学,浙江宁波 315200)
在物理与化学教学中常常遇到喷泉实验,喷泉的形成是根据物理学原理,要形成喷泉,压强差必须具备使液体上升h cm高度的条件,即:△P=P(环境a)-P(环境b)=,因此,可以向一个盛有水的密闭容器(环境a)加压形成高压喷泉,也可以在一个密闭容器(环境b)内减压形成低压喷泉,如图一所示。
1 高压喷泉
在日常生活中,我们经常看到高压喷泉现象。如公园里的喷水池,消防用的泡沫灭火器等。产生高压喷泉现象一般是在盛有水的密闭容器(环境a)内加压,环境b一般与大气相通。物理小实验有:
(1)如图二所示:取塑料瓶一个,橡皮塞一个,带尖嘴的玻璃直导管一根,实验时,用手挤压盛满水的塑料瓶,就可以看到喷泉现象。
(2)如图三所示:取塑料瓶一个,橡皮塞一个,带尖嘴的玻璃直导管一根,直角导管一根,实验时,在直角导管中吹气,就可以看到喷泉现象。
(3)如图四所示:取透明水槽一个,30cm长的硬质玻璃管一支,橡皮塞一个,带尖嘴的玻璃直导管一根,实验时,将硬质玻璃管的塞有带导管的橡皮塞的一端朝下插入盛有清水的透明槽中,可以观察到玻璃管插得越深,水喷得越高。
以上实验分别利用外压、气压、水压使环境a与环境 b的压强之差△P=P(环境a)-P(环境b)≥,从而产生了喷泉现象。
根据不同的化学反应也可以设计不同的高压喷泉实验。化学实验有:
“氢气喷泉”:如图(五)所示,准备二个塑料瓶,在塑料瓶(1)的上方钻一个小的出气孔,在塑料瓶(2)里注入4/5体积的稀溶液,然后再放入适量铝片,塞紧橡皮塞。不久溶液便会从塑料瓶(1)的玻璃管下端喷出形成喷泉,如果预先在稀溶液中加入几滴酚酞,在玻璃管下端接上一个戳有几个小洞的塑料球,看到的喷泉更美丽。变换反应物可以看到各种喷泉现象。
类别
氧气喷泉
二氧化碳喷泉
二氧化硫喷泉
乙炔喷泉
反应物
双氧水
碳酸氢钠溶液
稀盐酸
水
二氧化锰
硫酸铝溶液
硫代硫酸钠
电石
2 低压喷泉
在日常生活中,我们经常看到用移液管移取液体,抽水机抽水等。产生低压喷泉现象一般是盛水的容器(环境a)与大气相通。使密闭容器(环境b)内产生负压,从而形成低压喷泉,物理小实验有:
(1)如图六所示,取100mL塑料瓶一个,橡皮塞一个,带尖嘴的玻璃直导管一根,玻璃直角导管一根,100mL大针筒一个,盛满水的烧杯一个。
实验时,用100mL大针筒抽取塑料瓶中的空气,就可以看到喷泉现象。
(2)如图七所示,取透明水槽一个,30cm长的硬质玻璃管一支,橡皮塞一个,橡皮活塞一个(与硬质玻璃管接触处涂上凡士林,活塞中间连一根细铁丝做拉杆),带尖嘴的玻璃直导管一根,实验时,将附有橡皮塞的一端朝下插入盛有清水的透明水槽中,向上快速拉活塞拉杆,就可以看到喷泉现象。
(3)如图八所示,取透明水槽一个,20cm长玻璃直角导管一根。实验时,将玻璃直角导管较长一端浸入水中,用洗耳球吸去导管中空气使导管充满水,马上用手搓动直导管部分,使它做圆周运动,由于离心作用,水被甩出,玻璃导管的c段呈真空,水不断得到补充,从导管口可以看到