吸熱本領哪家強——《探究不同物質的吸熱本領》創新實驗設計

文 湖南省永州市第六中學 鄧超玉

探究不同物質的吸熱本領的實驗是新人教版九年級物理第十三章第三節內容，該實驗是探究不同物質比熱容的核心實驗，無論在中考還是日常生活中，都運用得十分廣泛，但學生卻認為此類知識很抽象。

本人在教學過程中通過對實驗裝置的創新后，由實驗得出結論，學生易接受，對學生學習、理解、運用比熱容的知識有重要意義。

一、實驗原型及不足

1.實驗原型

實驗裝置如圖1。利用熱得快分別給質量相同、初溫相同的水與食用油加熱相同時間（或升高相同溫度）。在相同時間內，由于食用油溫度升得高些，如果要升高相同的溫度，加熱水用的時間應延長。

2.不足之處

本實驗用熱得快做熱源，由于它的功率較大、溫度升高過快，很難把握，有一定的危險性。教材中的實驗裝置還有兩個嚴重的缺陷，一是熱得快放置方法不正確，液體沒有蓋住熱得快的發熱部分，導致熱得快易損壞；二是由于等質量的水和油相比，油的體積大于水的體積，在油中的熱得快被浸的體積多些，導致兩種液體受熱不一致，數據難以令人信服。而且教材上的實驗能見度不高，讀取溫度數據困難。

二、實驗創新與改進

1.將新型硅膠加熱器固定在容器底部，使得加熱均勻、精度高，實現量化實驗，極易控制。如圖2。

圖1

圖2

2.使用溫度傳感器及數顯溫度計，讀取數據方便快捷。

3.用220V電壓做電源，實驗隨處可進行；內部裝有漏電保護開關，保證用電安全，便于讓學生操作。

三、實驗器材

自制液體加熱器2套，食用油、水各120克，停鐘1個，天平1架，兩份質量相等的水。

四、實驗原理及裝置說明

1.實驗原理

新實驗使用控制變量法，通過控制使物質質量相等、吸收熱量相同、升高相同溫度，比較需用的時間。升高相同溫度時，所用時間較長的物質吸收的熱量多，則此物質吸收熱量的能力更強。

2.裝置說明

新實驗采用兩套完全相同的硅膠加熱器，從底部直接給液體加熱，并裝上傳感器及數顯溫度計，讓測量結果清晰顯現。當達到所需溫度時，只要將紅色開關關掉便可停止加熱。如圖3。

圖3

五、實驗設計及結論

實驗一：用加熱器加熱兩份相同質量的水，將結果記入表1，并得出結論。

表1

結論：質量相等的同種物質，吸收相同的熱量時，溫度升高的速度相同。

實驗二：用加熱器加熱相同質量的水與食用油。

將準備好的質量相等的水和食用油倒進兩個加熱器中，幾秒后記錄水與食用油的初始溫度。打開電源，同時按下停鐘開始計時，觀察兩個加熱器中溫度計的變化，用停鐘記下加熱液體每階段所用的時間，讀取相應的溫度變化量，并填入表2中。當加熱時間達到80s時，記下最后溫度，關閉電源，停止加熱，分析數據并得出結論。

表2

結論：質量相等的兩種物質，吸收相同的熱量時，溫度升得越慢的吸收的熱量較多，吸收熱量的能力較強。

六、創新點

實驗改進后，現象非常明顯，減小了實驗誤差，縮短了實驗時間，成功率高；在教學中學生更容易接受比熱容的概念。

此創新裝置功能多，不僅可以探究物質的比熱容，還可用來觀察水的沸騰、水浴法加熱物質、探究焦耳定律等；易操作，實驗裝置集成化，即取即用；易推廣，簡潔便攜，效果明顯。