用木条比较酒精灯内外焰温度的实验改进*

李文勇　潘国荣　蒲翠满

用木条比较酒精灯内外焰温度的实验改进*

李文勇潘国荣蒲翠满

用双手拿持长度为10～15 cm直径为0.2～0.3 cm的生木条或者润湿的木条与桌面平行放在酒精灯火焰的中下部位加热，3～5 s后取出，通过木条内外范围烧焦的效果对比明显不同，说明酒精灯火焰内外焰温度不同，实验成功率高，还可以在同一根木条上重复实验，效果好。

酒精灯火焰；内外焰温度；生、湿木条；实验改进

一些初中化学教科书常常利用火柴梗放在酒精灯火焰上灼烧，根据火柴梗被烧焦的部位比较和说明内外焰温度的不同，外焰温度最高，加热应该用外焰。

一、教科书的实验设计

设计1：把一根火柴梗放在酒精灯的灯焰中(如图1所示)，约2 s后取出来[1]。

图1

设计2：取一根火柴梗，拿住一端迅速平放入火焰中(如图2所示)，约1～2 s后取出[2]。

图2

设计3：用坩埚钳夹住一根火柴梗水平放入酒精灯火焰中(如图3所示)[3]。

图3

二、教科书实验设计的不足

设计1是学生实验，没有说明用什么持火柴梗，才能“把一根火柴梗放在酒精灯的灯焰中”，学生不知道怎么操作才符合规范。如图1所示，火柴梗位置偏低，突出了焰心，而不是说明内焰温度低。

设计2也是学生实验，“拿住一端迅速平放入火焰中”，虽然没有明说，应该是用手拿。火柴梗的长度大约是3.7～4.2 cm，学生拿持稳妥以后，火柴梗剩下的长度大约就是3.0～3.5 cm，酒精灯燃烧一段时间后，周围温度升高，学生拿这么短的火柴梗在酒精灯火焰上灼烧，由于怕烫、手抖，很难得到准确的结果。如图2所示，火柴梗的位置上升了一点，但还是同样偏低，仍然突出了焰心，而不是说明内焰温度低。

设计3是学生探究实验，只有图示，没有文字说明，学生不知道应该让火柴梗在酒精灯火焰上灼烧多长时间。如图3所示，是用坩埚钳夹持火柴梗，火柴梗所在的位置有点偏高了，已经离开了焰心，这样很容易使火柴梗被烧焦成一条线而对比不出高低。火柴梗小而坩埚钳太长，不好观察和控制而容易抖动，很难得到准确的现象。

三、学生在实验中存在的主要问题

我们地区现在使用的初中化学教科书是仁爱版的，在实验中学生存在的主要问题包括以下几点。

(1)由于时间太短，大部分学生没有能够把握住火柴梗插入酒精灯火焰的时间，从而导致火柴被直接烧燃的，或者火柴梗又取出太快而没有明显变化的。

(2)手拿坩埚钳发抖，造成火柴梗抖动而烧成一片，区别不出来的 。

(3)火柴梗小却用大而长的坩埚钳夹持，距离远目标小，学生不好观察和控制，不容易把火柴梗放到酒精灯火焰的恰当位置上，从而得不到准确的结果。

四、实验研究与改进

1.木质材料的选择改进

针对在学生实验中存在的问题，我们在实验材料上进行了探索性的研究。我们采用直径为0.2～0.3 cm的几种干木条如梧桐树、青杠树、松木树、杉木树、干竹条等进行了实验，效果不太理想。

改用直径为0.2～0.3 cm的几种生木枝条进行实验，一些效果也不好，如樟脑树、柳树、丛木树等。一些效果比较好，如枫树、杉木树、梧桐树、女贞树、槐树、青杠树等。

考虑到城市学校是很难找到生木枝条进行实验的，而生木枝条与干木条的主要区别在于木条所含水分不同。在城市里最容易找到的就是棉签木条，市场上销售的一般医用棉签木条长度是9.5～12.0 cm、直径大约0.2 cm。通过实验发现，将棉签木条去掉棉花后在水中浸泡大约10 min后取出，就可以作为对比酒精灯火焰内外焰温度实验用的木条了，效果比较好，还可以作重复对比实验。

2.实验方法的改进

用双手拿持长度为9.5～15.0 cm、直径为0.2 ～0.3 cm的生木条或者润湿的木条的两端，使木条与桌面平行放在酒精灯火焰的中下部位置加热，3～5 s后取出(可以看钟表训练数数，以把握好数数与时间秒数的节奏关系)，如图4所示。如果实验效果不理想，可以在同一根木条上翻动，并向左或者右移动，重复1～2次实验。

图4

五、实验效果与结论

通过实验可以发现，生木条或者润湿的木条在酒精灯火焰中下部位灼烧3～5 s后，处于外焰部分的两边木条被烧焦了，而焰心和内焰部分的中间木条并没有被烧焦。由此说明，酒精灯火焰的外焰温度最高，内焰次之，焰心最低。

六、实验改进的优点

(1)用双手拿持木条的两端，让木条与桌面平行放在酒精灯火焰的中下部位置加热，便于拿持平稳，消除抖动因素的影响。

(2)距离近，容易控制木条放置的位置，使木条在正确的位置上灼烧，结果准确。

(3)由于距离缩短了，便于观察和掌握木条被灼烧的程度。

(4)可以用同一根木条进行重复实验，便于对比观察，从而得到准确的结果。

(5)所需木条材料取材容易、方便，无论农村或者城市学校都很方便。

(6)木条灼烧的时间延长了，有利于实验者把握时间和观察，实验成功率高。

(7)烧焦的木条留下来还有用，如可以用作氧气、二氧化碳的检验等，一物多用。

[1] 程名荣. 九年义务教育四年制初级中学教科书·化学·第一册[M].北京:人民教育出版社,2001.

[2] 王晶,郑长龙.义务教育教科书·化学·上册[M].北京:人民教育出版社,2012.

[3] 沈怡文,陈德余.义务教育教科书·化学·上册[M].北京:北京教育出版社,2012.

李文勇，本科，中教高级。通讯作者：潘国荣，本科，中教高级。蒲翠满，本科，中教高级。贵州省雷山县第三中学，557100

本文系2014年贵州省教育科学规划课题重点课题《全国初中化学新课程实验设计与创新研究》(编号：2014A012)的系列成果之一。