“比较不同物质的吸热能力”实验改进

在初中物理《比热容》一节中，为了帮助学生理解比热容的概念，教科版教材上是用“探究比较水和沙子吸热本领的大小”实验来研究不同物质的吸热能力的，实验装置如图1。在此实验中，用酒精灯加热时间的长短来表示物质吸热的多少。相同质量的沙子和水用相同的酒精灯加热相同的时间，沙子的温度上升得多，说明沙子的吸热本领弱，水的吸热本领强，水的比热容比沙子的大。但是我在按照教材上的实验设计做实验时，发现实验存在两点缺陷：（1）由于酒精灯的火焰很难控制到一样大，热量散失也不一样多，会导致实验误差太大；（2）实验中，由于沙子的导热性能较差，开始加热时，沙子受热不均匀，沙子上部温度低于下部温度，温度计示数升高得较慢，现象与事实不符。因此，为了提高课堂实验效果，防止学生形成错误结论，我在教学中对该实验进行了如下改进：

图1

【实验器材】食用油、水、火柴、酒精灯、烧杯、相同的试管2 支、相同的温度计2 支、铁架台、石棉网、天平、秒表。

【实验方法】（1）控制变量法：实验采用相同质量的水和食用油；（2）转换法：加热相同时间，通过观察温度变化的多少来判断物质的吸热能力，温度变化少的物质吸热能力强（或者通过观察升高相同温度所需要的加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物质吸热能力强）。

图2

加热时间/min温度/℃ 水食用油0 1 2 3 4 5 6 20.0 20.0 20.8 21.5 21.4 22.8 21.9 23.8 22.3 24.8 22.6 25.2 22.8 25.4

【实验步骤】（1）用已经调好的天平称出相同质量的水和食用油，分别装入两支相同的试管中；（2）在烧杯中加入适量的水，把装有水和食用油的两支试管放入烧杯内的水中，再把两支温度计分别放入两个试管中，使温度计的玻璃泡完全浸没在水和食用油中，实验装置如图2；（3）点燃酒精灯进行加热，观察实验现象并记录温度计的示数（实验数据见下表）。

【实验现象】食用油中的温度计示数升高得快。

【实验结论】食用油吸热能力差，水吸热能力强，水的比热容大。

【注意事项】（1）烧杯中的水面高度要高于试管中水和食用油液面的高度；（2）安装实验器材时注意自下而上，确保能用酒精灯外焰加热。

【装置优点】（1）用食用油代替沙子，避免因沙子导热性能差而导致学生得出错误结论；（2）用水浴的方法给水和食用油加热，可以使它们受热均匀，同时避免了酒精灯的火焰不一样大，造成相同时间内两种物质吸收的热量不同；（3）烧杯中的水面高于试管中水和食用油的液面，减少了水和食用油的热量散失，从而减小了实验误差。