紙鍋真的能燒出開水嗎

作者簡介高敬振，中教一級教師，市級學(xué)科帶頭人.自2001年至今已在《中學(xué)物理》、《中學(xué)物理教學(xué)參考》、《中學(xué)生數(shù)理化》、《讀書時報》等各報刊上發(fā)表教學(xué)論文300余篇.

提出問題我們知道鋁塊能夠在鐵鍋里通過加熱熔化成鋁水，原因是鐵的熔點是1 535 ℃，高于同種情況鋁的熔點660 ℃，所以當(dāng)鋁已經(jīng)熔化時，鐵還是沒事的.紙的著火點大約是183 ℃，高于標(biāo)準大氣壓下水的沸點100 ℃，那么用紙鍋能不能將水燒開呢？

進行猜想

猜想1：能，因為當(dāng)水達到100 ℃沸騰時，紙還沒有達到它的著火點.

猜想2：不能，因為一般的普通火焰都會達到400 ℃~600 ℃的溫度，此時早已超過了紙的著火點，紙會燃燒.

進行實驗

1. 準備器材：（1）紙鍋.紙鍋是我們這個實驗中最難準備的器材，它需要我們自己親手制作.找一張長方形的光滑厚紙，按圖1中的虛、實線折疊或用筆畫出來（注意四個角上折成小正方形時會更好做一些），用剪刀將虛線處剪開，然后沿著實線折起來，最后用膠水粘牢，這樣就做出一個規(guī)則的小紙鍋了.

（2）其他器材：見上頁圖2所示.

2. 實驗設(shè)計：將實驗分成三個小組、兩個步驟來做（如圖2所示）.

步驟一：第1組中的小紙鍋中不放水，在第2組中的小紙鍋中放入約為紙鍋容積一半的水，在第3組中的小紙鍋中放盡量多的水，然后同時用酒精燈加熱紙鍋底部.注意每組中的紙鍋與酒精燈的位置及火焰大小都是相同的.

步驟二：在水繼續(xù)沸騰的情況下，將第2組中的酒精燈由紙鍋底部移到紙鍋的前側(cè)面（A面）下面，盡量調(diào)大些火焰，進行觀察.

3． 實驗現(xiàn)象：

步驟一：第1組中的紙鍋片刻就燃燒了起來；第2組和第3組中的紙鍋沒有燃著，鍋里的水最后都能沸騰起來，只是第3組所用的時間稍長一些.

步驟二：紙鍋前側(cè)面（A面）下半部分（即有水的部分）安然無恙，而上半部分（即沒水的部分）被燒焦，甚至燃燒起來.

得出結(jié)論紙鍋確實能將水燒開，猜想1正確.

比較論證由步驟一中的第1組與第2、3組比較，可以充分說明兩點：一是紙的著火點比酒精燈的火焰溫度要低，酒精燈可以將紙點燃；二是放水的紙鍋之所以沒有燃燒起來，是由于水的存在.從步驟二的實驗現(xiàn)象中也同樣可以說明這兩點.

紙鍋為什么能將水燒開，而紙鍋不會燃燒起來呢？我們還是從科學(xué)的角度來分析一下吧！紙鍋之所以沒有燃燒起來，根本原因就是它的溫度還沒有達到紙的著火點.我們知道水在受熱升溫時會不斷吸收熱量，當(dāng)溫度升高到一定的程度時，它就會沸騰起來.由于水是晶體，當(dāng)它沸騰時，雖然它還會不斷地吸收熱量，但它的溫度卻不再繼續(xù)升高了，所以在通常情況（1標(biāo)準大氣壓）下，水所能達到的最高溫度只有100 ℃.由于紙鍋與水是緊密接觸的，火焰上幾百攝氏度的高溫所產(chǎn)生的熱量會迅速被水吸收，而使紙不能升到更高的溫度，如果忽略紙的厚度，那紙鍋底部紙的溫度應(yīng)與鍋中（沸）水的溫度相同.由此可知，在鍋中的水未干之前，紙鍋本身的溫度最高只有100 ℃，這個溫度還是遠遠低于紙的著火點的.所以紙在水沸騰時是不會被燒壞的，這也就是它能將水燒開的原因了.

紙鍋燒水的實驗以及其中所包含的科學(xué)道理在實際生活中都有哪些應(yīng)用呢？相信同學(xué)們開動腦筋一定會想出很多的奇思妙用！加油吧！

責(zé)任編輯 程 哲