第二章  力学部分实验的分析与创新

2.1 验证分子间存在间隙

2.1.1 原实验——酒精与水混合

实验过程：

1、往一端封闭的细径玻璃管内注入近一半的清水，再沿管壁缓缓注入酒精，使酒精上液面距管口约5厘米，标出酒精上液面的位置。

2、用手指封住管口，将玻璃管反复颠倒几次，使酒精和水充分混合。此时混合液的液面将低于原先所标的液面位置，如图1.1所示。

原实验分析：

1、玻璃管较细，酒精在注入时时极易产生气泡。若想消除气泡，必须进行振荡，但此操作是实验该阶段不允许的。所以为了减少气泡的产生，需要极其缓慢的注入酒精，但是这样一来一方面增加了实验时间，另一方面也增加了酒精和水互溶的程度。

2、在混合操作时，因玻璃管较细，通过上下颠倒的方法，酒精和水无法充分混合，且振荡后玻璃管上管壁及手指部分残留一定液体，导致后续实验现象不明显。

3、酒精是易挥发液体，挥发性是否对该实验有一定影响？通过查询资料，根据道尔顿蒸发定律W=C(E-e)/p，假设风速0，温度25摄氏度，相对湿度30％，得水的蒸发速率大概为0.00169mm/min，酒精挥发速率大概为水的4倍左右，因此酒精大概为0.0067mm/min。可知，挥发性对该实验几乎没有影响。

2.1.2 实验改进：酒精和水混合变化放大实验

图1.2

实验材料：试管，单孔橡皮塞，细导管，100ml水，100ml酒精，红墨水，胶头滴管

实验过程：

1、将酒精染色。

2、向试管中注入约1/2体积的水，振荡除去气泡；继续加入染色酒精至接近试管口；盖上橡皮塞并插入细导管；用胶头滴管继续滴加染色酒精直至加满导管。

一手持试管，一手持导管，用手指按住导管口，上下振荡颠倒3-4次，直立静置。

观察导管液面，可发现导管液面明显下降，形成一大段空气柱。

实验注意事项：

1、导管插入橡皮塞时不能露出，否侧会在试管上端形成密闭气室，影响实验。

2、不可先加入酒精。

3、导管尽量细一些，实验效果明显。

实验分析：

1、直接注满导管，不用在导管上做标记。

2、放大了变化，使实验现象变得非常明显，降低了对其他操作的准度要求。

2.1.3 气体分子间存在间隙

关于气体分子之间存在间隙浙教版教材中未提供实验，为了证明气体分子间存在间隙，一个很好的办法是压缩气体，但气体在压缩过程中存在气体泄漏的可能，因此在设计实验时必须证明无气体泄漏。

常用实验：注射器压缩气体实验

实验材料：注射器，二氧化氮

实验过程：

1、注射器去针头，堵住前端口，吸入一定二氧化氮气体。

2、慢慢推动注射器，观察气柱。

3、观察到气柱慢慢缩短，且无有色气体泄漏。

实验优点：

1、现象明显。

2、通过有颜色气体证明无气体泄漏。

实验不足：

1、二氧化碳制取不易，且为有毒气体。

2、即使有少量气体泄漏，也无法观察到。

创新实验：气球入水实验

实验材料：气球，大号烧杯，带勾吸盘，长细线一根，水。

实验过程：

1、在烧杯底部吸上吸盘，将气球吹至适当大小（具体情况视烧杯而定），用细线一端封住气球口，另一端穿过吸盘挂钩。

2、向烧杯中加入适当水，慢慢拉动细线使气球沉入水中，继续拉动细线，观察气球下降过程中体积变化以及水中有无气泡产生。

3、观察到气球逐渐变小，且该过程中无气泡产生。

实验分析：

1、现象明显，气球明显变小，说明气体被压缩，证明气体分子间有间隙。