正文 第16章 分子運動論實驗的操作與改進(1)(2 / 3)

使用方法

(1)實驗前的準備

a用手指堵住試管下端的小口,倒入水,將軟膠塞(靈敏探頭固定其上,並有兩根引線穿過該塞)塞入試管內,直至手放開溶液不會漏出為止,然後把試管固定在玻璃杯中間。b將探頭的兩根引線接在電流計的Gl擋兩接線柱上(或演示電表撥在AV擋,並且串接一個阻值為2KΩ的電阻)。

(2)演示過程

讀出電流初始值(由於水有部分氫離子電離),將稀硫酸逐漸倒進玻璃杯中,直至液麵把試管下端小口封住為止(即兩種液體相接觸),這時兩種密度不同的溶液將相互擴散,經一段時間,下麵的酸溶液將擴散到探頭所在位置,大約10分鍾後,讀出電流值,這時電流將有較大幅度的增加。

注意事項

a兩種液體溫度應保持相同,這樣可消除由於溫度不同而引起的對流現象。b探頭距試管下端小口距離在3mm以內,並保持不變。c玻璃杯中的液麵應低於試管中的探頭位置。d如遇試管下端小口處的水溶液向裏凹,可用滴管在試管外滴加水溶液補充,之後才可加入稀硫酸溶液。

液體間擴散現象實驗的改進

初中物理課本中的液體間擴散現象實驗,是用小漏鬥向水中加硫酸銅溶液,由於小漏鬥管頸中有空氣,且液位差較大,因而在加液時易產生氣泡,造成加液後兩液體界麵不清晰。

另外此實驗要靜置較長時間才能觀察到結果,這就不利於在一節課時間內得出結論。鑒於上述原因,西北電建四公司中學杜增民老師對此實驗作了如下改進。

原理(1)利用連通器原理加液。

(2)溫度高分子運動加快。

器材兩個異徑玻璃管A、B。且B管後墊有白色背景;膠管及止水夾。

實驗方法(1)在A管中加入硫酸銅溶液,將B管中的液麵調至細頸處或稍偏下,擰緊止水夾。

(2)在B管中加入加熱後(70℃~80℃)的蒸餾水,並調整A、B兩管間的液麵基本相平或A管略低。

(3)打開止水夾,小心緩慢地升高A管使硫酸銅溶液緩慢地從B管的底部上升,此時在B管內即形成界限相當分明的硫酸銅液與水的分界麵。靜止放置約一節課時間,即可看到原來清晰的界麵模糊了。

注意

(1)調整A、B管液位時,A管的液位隻能微低於B管的液位,否則造成硫酸銅溶液衝向B管,將破壞交界麵。

(2)異徑玻璃管也可自己裝配,如圖3所示。

(3)此實驗的特點是加液易掌握,能形成清晰的界麵。

(4)實驗完畢可將B管中的硫酸銅液調至細頸處,擰緊止水夾,將B管內的混合液傾倒,再加入熱蒸餾水即可重新實驗,操作簡單,便於移動。

提倡用蜂糧做“布朗運動”實驗

分子運動論中的“分子永不停息地做無規則運動”一言,對“永不停息”的運動,容易給以證實,而這種永不停息的運動是“無規則”的運動,就難以得到證明。用擴散現象證實了分子運動是永不停息的運動,並不等於證明了分子運動的路徑是無規則的。著名的“布朗運動”實驗是大量分子做無規則運動的最有力的間接證明。可是做這個實驗有一定的難度,其原因有二:一是按教學進度,當上到分子運動論時,已是百花凋零時節,花粉難覓,偶爾尋得,顆粒線度又未必理想;二是若改用炭素墨水做實驗,稀釋倍數小了,往往是看到一片漆黑,影響觀察;稀釋倍數大了,又可能在視場內難以找到炭素小顆粒。我們通過反複實踐,終於摸索到用蜂糧做“布朗運動”實驗,效果最佳。所謂蜂糧,就是蜜蜂采集的植物花粉,加入少量花蜜和唾液形成球形團塊,由一對後足的花粉籃帶回蜂巢,裝入巢房搗實後,上麵再加入一些蜂蜜貯存起來的幼蜂食糧。安徽省休寧海陽中學戴發達、潘習華老師介紹的做法是: