饮料瓶在科学实验“低成本化改进”中的妙用
柞水县凤凰镇中心校 汪世友
摘 要：实践证明，低成本实验有利于科学实验的推广和有效开展。将科学实验向低成本化的方向进行改进，是实验改进的重要方向之
一。废弃饮料瓶在我们的生活中随处可见，它们常常被丢弃在垃圾桶里，或被廉价回收。但是，只要你稍加改进，就会发现其实它们在科学实验中有着很高的价值。笔者在科学实验教学研究中发现，饮料瓶在证明大气压强的存在，探究气体流速与压强的关系，证明气体对外做功内能减小等方面都能起到了意想不到的效果。最具价值的是用饮料瓶能制作简易启普发生器，并且取材方便，成本廉价，节约药品，操作简便，安全可靠，拥有原启普发生器的优点，又弥补了它的不足。 关键词：饮料瓶 科学实验 低成本化改进 启普发生器
教学实践和相关研究证明，低成本实验有利于科学实验的有效开展和广泛推广。将科学实验向低成本化的方向进行改进，是实验改进的重要方向之一。科学实验的低成本化改进，就是要在不影响实验效果的基础上，将实验的制作成本和演示成本（主要指准备实验和演示实验所用的经济成本和时间成本）尽可能降低。
废弃饮料瓶在我们的生活中随处可见，它们常常被丢弃在垃圾桶里，或被廉价回收。但是，只要你稍加改进，就会发现其实它们的在科学实验中有着很高的价值，可以帮助我们完成很多科学实验，它们不仅在实验取材方面，大大降低了成本，而且在演示效果上也往往更胜一筹。本文将介绍4个以饮料瓶为材料进行的改进实验。
实验一、用矿泉水瓶改进“覆杯实验”
在《大气的压强》中，用“覆杯实验”来证明大气压的存在。 “覆杯实验”的不足之处：
一、纸张容易被水浸湿，杯口较大，纸张较软容易变形漏气，因而存在较高实验失败的几率。
二、覆杯实验难以排除水将纸粘住导致纸张不掉的可能性。
三、杯子成本较高，而纸浸过水之后就变形了，重复利用率低。万一
水杯破了，或纸张坏了，临时要找合适的杯子和纸不是很容易得到。 低成本化改进：用乒乓球和矿泉水瓶来做“覆瓶实验”。
实验步骤及现象：
1、将矿泉水瓶装满水
2、将乒乓球臵于瓶口
3、用一只手按住乒乓球，使乒乓球堵住瓶口，另一只手拿住瓶身，将瓶子缓缓倒转至瓶口向下。
4、按球的手轻轻移开，这时乒乓球被大气压在瓶口上，不会下落。证明大气压的存在。
5、将瓶口转向上下左右各个方向，球都不会掉下来。证明向各个方向都存在大气压。
6、为了排除是水将乒乓球粘在瓶口的可能性，可将瓶身截断后再进行实验，结果乒乓球下落。证明不是水粘住球的原因。
改进实验的优点：
一、乒乓球和矿泉水瓶口都较硬不易变形，而瓶身软硬适中，即便瓶内留有空气，照样可以做成功。操作简单，成功率百分之百！
二、将瓶身剪断后，再进行实验，即可排除水粘住乒乓球的可能。
三、 矿泉水瓶和乒乓球几乎随处可得，成本低廉，还可重复利用。
四、还可以用瓶盖和乒乓球进行分组实验。省水，省材料，操作简单，现象明显且有趣。
实验二、用矿泉水瓶演示气体流速与压强的关系2
在实验二改进实验的基础上，如果将乒乓球换一个更大一些的彩球，然后将吹风机换个方向，平行于瓶口面吹，我们会看到另一个更有趣，更明显的效果。
实验步骤和现象：
1、将矿泉水瓶用刀子切掉底部
2、找一个比矿泉水瓶瓶身口径稍小的彩球（注意球不能太小） 3、
彩球悬浮在矿泉水瓶中央
将彩球放于桌面上，将去底的矿泉水瓶罩于球上。
4、用电吹风平行于瓶口吹风。你会发现，由于瓶口气流快，压强小，瓶底相对气压大，你会发现彩球自动上升，最终悬浮于瓶中，或被吸在瓶颈上。
5、上下抖动吹风机，由于气流变化，乒乓球会在矿泉水瓶中上下跳舞，现象非常有趣。
实验三、用矿泉水瓶演示气体对外做功内能减小
《物体的内能》教学中安排了一个活动：在吸滤瓶内装有少量的水，并滴入几滴酒精。用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，观察瓶内变化。以此说明气体对外做功内能减小。
该实验的不足之处：
1、需要的器材较多，准备较麻烦。
2、操作难度大，效果不明显。一般情况下瓶塞很难塞紧，塞子弹出时，瓶口雾气很少，常常是根本看不到。如果瓶塞太紧，瓶塞弹不出来，气压太大，可能导致瓶子炸裂，不安全。
低成本化改进：用矿泉水瓶演示这一实验
实验步骤及现象：
1、先将矿泉水瓶盖拧好，注意不能拧得太紧，不漏气即可。
2、 一只手握住瓶身的上半部，另一只手握住下半部，像拧干衣服一样，用力拧瓶子的下半部，瓶子的上半部将越来越膨胀。
3、将瓶口对着教室的大门，上面的手用大拇指将瓶盖瞬间旋开。你将听到“砰”的一声巨响，瓶盖被瓶内的气体冲出去，瓶内及瓶口迅速升起一股浓浓的白雾，效果十分明显。
改进实验的优点：
1、取材方便，准备简单
2、现象明显，安全可靠
3、这个实验往往男生很喜欢，甚至比老师做的还好。可以让有经验的男生上台演示，增加兴趣。
下面隆重推出本人认为在本文中最具价值的实验改进。
实验四、用饮料瓶制作简易启普发生器
启普发生器是实验室常用的气体发生装臵。它用普通玻璃制成, 构造见下图。适用于块状固体与液体在常温下反应制取难溶的气体, 如氢气、二氧化碳等。
启普发生器的缺点：
1. 实验时需要大量的液体和固体试剂，常常会造成浪费，回收药品也不方便。
2. 仪器用玻璃制成，容易打碎。质量较大，携带不方便。
3. 若用简易启普发生器，构造见右图，虽然在携带问题上会好一些，但由于漏斗较小，但仍有明显缺陷，例如气密性较难保证。用止水夹停止反应时，过多的酸液可能从漏斗涌出。携带时长颈漏斗容易损坏。回收药品仍不够方便等等。
已有的改进装臵：启普发生器的改进装臵常用下底破的大试管或特制的烧瓶 和玻璃纤维外加一个橡皮塞和一个大烧杯来制作，构造见右图。
使用时将大试管或特制烧瓶浸入大烧杯中。即进行反应。将大试管拿出使固液药品分离即可停止反应时。操作方便，药品节约，回收也较方便。
但这样的装臵仍存在不足：
1、取材不容易，制作成本高。玻璃纤维并不易得。破底大试管常常是用完好的大试管敲破得到的，比较浪费。制作时还需要找合适的橡皮塞，并钻孔。钻孔其实是挺费时费力的事，而且橡皮塞时间久后容易老化漏气。特制烧瓶就更麻烦了，而且需要更多的液体药品。
2、 仪器都用玻璃制成，携带和操作时都容易打碎，尤其添加固体块状药品时，要特别小心，操作不简便，不可靠，不安全。若在关键时候破损，会前功尽弃。
进一步改进：用“尖叫”饮料瓶改进
装臵制作过程：
1、用“尖叫”饮料瓶盖代替“橡皮塞”的功能。
在“尖叫”饮料瓶盖中间饮料出口处插入玻璃导管，为了增强气密性，可在玻璃导管外先套入一段橡皮管。为了更容易插入瓶盖孔，可在橡皮管外涂一些凡士林，增加润滑度。
2、在瓶底用铁丝，例如燃烧匙的长柄，烧热后烫出十几个小孔。如图所示。
3、准备一个大小能放入饮料瓶的烧杯。
使用过程：以制取二氧化碳为例
1、将固体药品（石灰石）放入饮料瓶中。转紧瓶盖
2、将液体药品（稀盐酸）倒入适量至烧杯中
3、将饮料瓶浸入液体药品（稀盐酸）中反应即开始
4、停止时有两个方法，一是将饮料瓶拿出，使固液分离即可。二是在橡皮导气管处准备一个止水夹夹住即可。第二种方法可能会由于瓶的重力作用使部分瓶底仍在液体药品以下，使固液不能完全分离。解决的办法是，在瓶底钻孔时尽量钻在瓶底的中间部分，由于瓶底是向上凹的，就可以解决这一问题。
5、回收未反应完的药品时，液体药品就在烧杯里，固体药品就在饮料瓶里。要清洗固体药品，在饮料瓶里加水震荡，滤出水取出药品即可。
新装臵的优点：
优点一：取材方便，改进简单，成本低廉，器材轻便容易携带。 优点二：坚固耐用，不用担心破损。操作简便，安全可靠。
优点三：气密性绝对可靠，免除了橡皮塞漏气的问题
优点四：反应容易控制。
优点五：节约药品，操作时，用多少加多少，中途要添加药品也非常安全方便。用不完回收药品也很方便。
以上利用饮料瓶进行科学实验低成本化改进的例子只是冰山一角。此外，注射器、气球、吸管等等廉价易得的材料都是科学实验低成本化改进方面的重要“角色”。希望更多的老师能致力于低成本实
验的研究，让实验融入学生的生活，使学生真正能够感受到科学并不神秘，科学就在我们身边！
饮料瓶在科学实验“低成本化改进”中的妙用
柞水县凤凰镇中心校 汪世友
摘 要：实践证明，低成本实验有利于科学实验的推广和有效开展。将科学实验向低成本化的方向进行改进，是实验改进的重要方向之
一。废弃饮料瓶在我们的生活中随处可见，它们常常被丢弃在垃圾桶里，或被廉价回收。但是，只要你稍加改进，就会发现其实它们在科学实验中有着很高的价值。笔者在科学实验教学研究中发现，饮料瓶在证明大气压强的存在，探究气体流速与压强的关系，证明气体对外做功内能减小等方面都能起到了意想不到的效果。最具价值的是用饮料瓶能制作简易启普发生器，并且取材方便，成本廉价，节约药品，操作简便，安全可靠，拥有原启普发生器的优点，又弥补了它的不足。 关键词：饮料瓶 科学实验 低成本化改进 启普发生器
教学实践和相关研究证明，低成本实验有利于科学实验的有效开展和广泛推广。将科学实验向低成本化的方向进行改进，是实验改进的重要方向之一。科学实验的低成本化改进，就是要在不影响实验效果的基础上，将实验的制作成本和演示成本（主要指准备实验和演示实验所用的经济成本和时间成本）尽可能降低。
废弃饮料瓶在我们的生活中随处可见，它们常常被丢弃在垃圾桶里，或被廉价回收。但是，只要你稍加改进，就会发现其实它们的在科学实验中有着很高的价值，可以帮助我们完成很多科学实验，它们不仅在实验取材方面，大大降低了成本，而且在演示效果上也往往更胜一筹。本文将介绍4个以饮料瓶为材料进行的改进实验。
实验一、用矿泉水瓶改进“覆杯实验”
在《大气的压强》中，用“覆杯实验”来证明大气压的存在。 “覆杯实验”的不足之处：
一、纸张容易被水浸湿，杯口较大，纸张较软容易变形漏气，因而存在较高实验失败的几率。
二、覆杯实验难以排除水将纸粘住导致纸张不掉的可能性。
三、杯子成本较高，而纸浸过水之后就变形了，重复利用率低。万一
水杯破了，或纸张坏了，临时要找合适的杯子和纸不是很容易得到。 低成本化改进：用乒乓球和矿泉水瓶来做“覆瓶实验”。
实验步骤及现象：
1、将矿泉水瓶装满水
2、将乒乓球臵于瓶口
3、用一只手按住乒乓球，使乒乓球堵住瓶口，另一只手拿住瓶身，将瓶子缓缓倒转至瓶口向下。
4、按球的手轻轻移开，这时乒乓球被大气压在瓶口上，不会下落。证明大气压的存在。
5、将瓶口转向上下左右各个方向，球都不会掉下来。证明向各个方向都存在大气压。
6、为了排除是水将乒乓球粘在瓶口的可能性，可将瓶身截断后再进行实验，结果乒乓球下落。证明不是水粘住球的原因。
改进实验的优点：
一、乒乓球和矿泉水瓶口都较硬不易变形，而瓶身软硬适中，即便瓶内留有空气，照样可以做成功。操作简单，成功率百分之百！
二、将瓶身剪断后，再进行实验，即可排除水粘住乒乓球的可能。
三、 矿泉水瓶和乒乓球几乎随处可得，成本低廉，还可重复利用。
四、还可以用瓶盖和乒乓球进行分组实验。省水，省材料，操作简单，现象明显且有趣。
实验二、用矿泉水瓶演示气体流速与压强的关系2
在实验二改进实验的基础上，如果将乒乓球换一个更大一些的彩球，然后将吹风机换个方向，平行于瓶口面吹，我们会看到另一个更有趣，更明显的效果。
实验步骤和现象：
1、将矿泉水瓶用刀子切掉底部
2、找一个比矿泉水瓶瓶身口径稍小的彩球（注意球不能太小） 3、
彩球悬浮在矿泉水瓶中央
将彩球放于桌面上，将去底的矿泉水瓶罩于球上。
4、用电吹风平行于瓶口吹风。你会发现，由于瓶口气流快，压强小，瓶底相对气压大，你会发现彩球自动上升，最终悬浮于瓶中，或被吸在瓶颈上。
5、上下抖动吹风机，由于气流变化，乒乓球会在矿泉水瓶中上下跳舞，现象非常有趣。
实验三、用矿泉水瓶演示气体对外做功内能减小
《物体的内能》教学中安排了一个活动：在吸滤瓶内装有少量的水，并滴入几滴酒精。用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，观察瓶内变化。以此说明气体对外做功内能减小。
该实验的不足之处：
1、需要的器材较多，准备较麻烦。
2、操作难度大，效果不明显。一般情况下瓶塞很难塞紧，塞子弹出时，瓶口雾气很少，常常是根本看不到。如果瓶塞太紧，瓶塞弹不出来，气压太大，可能导致瓶子炸裂，不安全。
低成本化改进：用矿泉水瓶演示这一实验
实验步骤及现象：
1、先将矿泉水瓶盖拧好，注意不能拧得太紧，不漏气即可。
2、 一只手握住瓶身的上半部，另一只手握住下半部，像拧干衣服一样，用力拧瓶子的下半部，瓶子的上半部将越来越膨胀。
3、将瓶口对着教室的大门，上面的手用大拇指将瓶盖瞬间旋开。你将听到“砰”的一声巨响，瓶盖被瓶内的气体冲出去，瓶内及瓶口迅速升起一股浓浓的白雾，效果十分明显。
改进实验的优点：
1、取材方便，准备简单
2、现象明显，安全可靠
3、这个实验往往男生很喜欢，甚至比老师做的还好。可以让有经验的男生上台演示，增加兴趣。
下面隆重推出本人认为在本文中最具价值的实验改进。
实验四、用饮料瓶制作简易启普发生器
启普发生器是实验室常用的气体发生装臵。它用普通玻璃制成, 构造见下图。适用于块状固体与液体在常温下反应制取难溶的气体, 如氢气、二氧化碳等。
启普发生器的缺点：
1. 实验时需要大量的液体和固体试剂，常常会造成浪费，回收药品也不方便。
2. 仪器用玻璃制成，容易打碎。质量较大，携带不方便。
3. 若用简易启普发生器，构造见右图，虽然在携带问题上会好一些，但由于漏斗较小，但仍有明显缺陷，例如气密性较难保证。用止水夹停止反应时，过多的酸液可能从漏斗涌出。携带时长颈漏斗容易损坏。回收药品仍不够方便等等。
已有的改进装臵：启普发生器的改进装臵常用下底破的大试管或特制的烧瓶 和玻璃纤维外加一个橡皮塞和一个大烧杯来制作，构造见右图。
使用时将大试管或特制烧瓶浸入大烧杯中。即进行反应。将大试管拿出使固液药品分离即可停止反应时。操作方便，药品节约，回收也较方便。
但这样的装臵仍存在不足：
1、取材不容易，制作成本高。玻璃纤维并不易得。破底大试管常常是用完好的大试管敲破得到的，比较浪费。制作时还需要找合适的橡皮塞，并钻孔。钻孔其实是挺费时费力的事，而且橡皮塞时间久后容易老化漏气。特制烧瓶就更麻烦了，而且需要更多的液体药品。
2、 仪器都用玻璃制成，携带和操作时都容易打碎，尤其添加固体块状药品时，要特别小心，操作不简便，不可靠，不安全。若在关键时候破损，会前功尽弃。
进一步改进：用“尖叫”饮料瓶改进
装臵制作过程：
1、用“尖叫”饮料瓶盖代替“橡皮塞”的功能。
在“尖叫”饮料瓶盖中间饮料出口处插入玻璃导管，为了增强气密性，可在玻璃导管外先套入一段橡皮管。为了更容易插入瓶盖孔，可在橡皮管外涂一些凡士林，增加润滑度。
2、在瓶底用铁丝，例如燃烧匙的长柄，烧热后烫出十几个小孔。如图所示。
3、准备一个大小能放入饮料瓶的烧杯。
使用过程：以制取二氧化碳为例
1、将固体药品（石灰石）放入饮料瓶中。转紧瓶盖
2、将液体药品（稀盐酸）倒入适量至烧杯中
3、将饮料瓶浸入液体药品（稀盐酸）中反应即开始
4、停止时有两个方法，一是将饮料瓶拿出，使固液分离即可。二是在橡皮导气管处准备一个止水夹夹住即可。第二种方法可能会由于瓶的重力作用使部分瓶底仍在液体药品以下，使固液不能完全分离。解决的办法是，在瓶底钻孔时尽量钻在瓶底的中间部分，由于瓶底是向上凹的，就可以解决这一问题。
5、回收未反应完的药品时，液体药品就在烧杯里，固体药品就在饮料瓶里。要清洗固体药品，在饮料瓶里加水震荡，滤出水取出药品即可。
新装臵的优点：
优点一：取材方便，改进简单，成本低廉，器材轻便容易携带。 优点二：坚固耐用，不用担心破损。操作简便，安全可靠。
优点三：气密性绝对可靠，免除了橡皮塞漏气的问题
优点四：反应容易控制。
优点五：节约药品，操作时，用多少加多少，中途要添加药品也非常安全方便。用不完回收药品也很方便。
以上利用饮料瓶进行科学实验低成本化改进的例子只是冰山一角。此外，注射器、气球、吸管等等廉价易得的材料都是科学实验低成本化改进方面的重要“角色”。希望更多的老师能致力于低成本实
验的研究，让实验融入学生的生活，使学生真正能够感受到科学并不神秘，科学就在我们身边！