【教學文獻】酒精燈火焰的溫度(10篇)

2021-01-19 教化學的閒雜人


在掌上實驗室探究酒精燈火焰溫度

【0301化學教育】【節選】

酒精燈火焰溫度是外焰最高嗎

【0607化學教育】【節選】

      應用上述幾種現代測量技術, 測出酒精燈火焰溫度的數據顯示, 酒精燈火焰溫度高低是:內焰>外焰>焰心。雖然測量方法, 由「 接觸式」 到「 非接觸式」 測法, 實現了「 測量點」的溫度到「 二維溫度場」 和「 三維溫度場」 , 定量測出火焰各部分的溫度, 且結論與中學化學教科書不同。另外, 與酒精燈火焰類似的蠟燭火焰的溫度場分布也有相似的結論, 通過建立蠟燭燃燒的理論模型, 在微重力和空氣(21%O2 、79%N2)流動速率為零的環境下, 火焰的最高溫度也出現在內焰區,其最高溫度約為1242K。但是, 到目前為止, 還沒有一種完善無缺的測量火焰溫度的方法, 所有測量火焰溫度的方法在實際使用和理論依據方面都有一定的局限性;而且, 物質在燃燒時往往不能達到理論的火焰溫度。因此給火焰溫度的測量帶來很大的困難。



「蠟燭火焰劃分」實驗的局限成因分析及改進研究

【1907 化學教育】【節選】


    火焰中,水分子的吸收光譜強弱程度為:內焰>外焰>焰心。由此可知,內焰的水蒸發較多,即溫度也是最高的。


     訪談一線教師發現,用火柴梗燃燒法比較3層火焰溫度,存在一定局限性:

    (1)實驗用具操作不便,學生實驗不安全;

    (2)不能確定黑色物質是火柴梗未充分燃燒析出的炭粒還是木材高溫炭化。

        教材實驗中,由於火柴梗太短,學生分組實驗過程中存在安全隱患,而且操作不方便,很多教師採用了烤串用的竹籤、牙籤或一次性筷子進行實驗,一次性筷子的成功率相對較高,但竹籤和牙籤的成功率較低,常出現3層火焰都變黑的情況,區分不出3層火焰的溫度不同。




比較酒精燈內、外焰溫度高低的四種實驗方法

【1206化學教學】







酒精燈火焰溫度再探究

【1706 化學教學】【節選】

      有研究表明 光譜和能量的關係是:紅橙黃綠青藍紫,從左往右的能量逐漸增加。仔細觀察酒精燈的火焰可以發現:燃燒時的火焰除了各部位的尺寸比例與通常的示意圖有很大的差別外,顏色也與教材和教輔資料上提到的淡藍色大有不同。

     據我們觀察大概分為四個部分:由下向上燈芯周圍為淡藍色,焰心為暗透明色,內焰為黃色,最上部的外焰是橙紅色的。焰心部分是透明的(紅外線),說明此處等離子輻射的能量不是很多,輻射的溫度也不是很高。最上部的外焰是橙紅色的,所以等離子輻射的能量要比焰心多,溫度也比焰心處高一些,而內焰是黃色的,溫度則更高,而最下部的外焰是淡藍色,說明此處等離子輻射的能量最多,溫度最高。由於我們平時使用的火焰大多是內外焰交界部分,下方的淡藍色的外焰由於「位置不佳」往往被我們忽視了。我們採用在酒精燈的火焰中豎著插入鐵絲網(可用石棉網的一角)的方法進行了實驗探究,可清楚地觀察到淡藍色的下部外焰處鐵絲網最先紅熱,其次是顯黃色的內焰處,再次是頂部的外焰顯橙紅色的部分,焰心部分短時間內看不出紅熱。

      火焰在燈芯以下的周圍並沒有明顯地分成三層,而是均產生淡藍色的底座火焰,超過燈芯的部分開始出現焰心、外焰同時逐漸分離出內焰,因此外焰是從底座到頂部完整的一個包圍圈,而不應該只指最上部的那一段,而目前的研究和教學主要分析的是最上面一段。結合火焰顏色與溫度的關係以及相關實驗研究可得以下結論:通常情況下酒精燈火焰的溫度順序為:底座處的外焰>內焰>上部的外焰>焰心。






    (1)同組實驗在允許的誤差範圍內。加熱效率:內焰>焰心>外焰。

   (2)小試管垂直加熱比傾斜45°時加熱效率稍高, 大試管除焰心外, 傾斜45°比垂直加熱時效率高, 這主要是由試管被火焰包住的面積不同引起的。

    通過實驗和理論分析可知:用酒精燈給試管加熱的效率既和火焰溫度有關, 也和試管受熱時被火焰包住的面積有關。加熱效率最高的操作為「傾斜試管約45°, 讓試管底部在內焰中部加熱」(圖2)




用木條比較酒精燈內外焰溫度的實驗改進

【1601中國現代教育裝備】節選


       我們地區現在使用的初中化學教科書是仁愛版的,在實驗中學生存在的主要問題包括以下幾點。

        (1) 由於時間太短,大部分學生沒有能夠把握住火柴梗插入酒精燈火焰的時間,從而導致火柴被直接燒燃的,或者火柴梗又取出太快而沒有明顯變化的。

        (2) 手拿坩堝鉗發抖,造成火柴梗抖動而燒成一片,區別不出來的 。

        (3) 火柴梗小卻用大而長的坩堝鉗夾持,距離遠目標小,學生不好觀察和控制,不容易把火柴梗放到酒精燈火焰的恰當位置上,從而得不到準確的結果。

            2. 實驗方法的改進

        用雙手拿持長度為9.5 ~ 15.0 cm、直徑為0.2 ~ 0.3 cm的生木條或者潤溼的木條的兩端,使木條與桌面平行放在酒精燈火焰的中下部位置加熱,3 ~ 5 s 後取出( 可以看鐘表訓練數數,以把握好數數與時間秒數的節奏關係),如圖4 所示。如果實驗效果不理想,可以在同一根木條上翻動,並向左或者右移動,重複1 ~ 2 次實驗。

錐形螺旋狀銅絲罩對酒精燈火焰溫度影響的探究及啟示

【0914化學教學】節選


        根據圖像和資料,學生明顯發現:本實驗中錐形螺旋狀銅絲下壓,溫度明顯下降,說明銅絲具有良好的導熱性,能將熱量很快散失,使溫度降到酒精的著火點以下。

       同時本實驗中銅絲經過處理(將直徑1.2 mm 左右銅絲繞成15~20 圈,圈間隙約0.5 mm, 總高25~30 mm的錐形螺旋狀)對氣流流動也會產生影響:廢熱氣流受冷卻後不再快速上升,堵在火焰上方,使新鮮空氣難以補充上來。

      綜上,多種因素共同作用,最終使酒精燈熄滅。





這10篇文獻中,對酒精燈火焰各層溫度的研究,得出不同的結論,

   內焰~~外焰~~焰芯

   底座處的外焰>內焰>上部的外焰>焰心

   外焰~~內焰~~焰芯

一共是10篇文獻,我是通過知網付費下載的,推薦閱讀。

這10篇文獻中,也討論了研究酒精燈火焰,用牙籤、小木條是由一定局限性的,

同時,給出試管加熱時的細節問題:內焰和外焰共同加熱。

   一篇微信公號文,不想弄的那麼長,讀者閱讀會沒有耐性的,部分文獻給出的是節選,

   10篇文獻的下載:

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相關焦點

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