用海波做晶體熔化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置

1、海波做晶體熔化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn) 長(zhǎng)期以來中學(xué)生對(duì)物理學(xué)中的晶體在熔化中要繼續(xù)吸收熱量而溫度保持不變的現(xiàn)象感到困惑。-那么怎么來探究晶體熔化規(guī)律？物理教材“熔化和凝固”一節(jié)通過晶體熔化實(shí)驗(yàn)說明，但在多數(shù)老教師眼里做學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究晶體熔化時(shí)的溫度變化規(guī)律是很難做成功的。首先是晶體的選擇就不好選，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)我們不能選擇高于100熔點(diǎn)的晶體，一方面因?yàn)樗臏囟忍卟灰准訜?，做?shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)?。ㄒ?yàn)橐还?jié)課總共40分鐘，你要在有限的時(shí)間內(nèi)做是很難的?。┝硗庖环矫嫠疁靥叱鲇趯?duì)學(xué)生的安全考慮，水溫太高初中學(xué)生一不小心水溢出來可能會(huì)燙傷學(xué)生！那么我們選擇低于或等于0熔點(diǎn)的晶體比如“冰”來做實(shí)驗(yàn)行嗎?不行！原因是很簡(jiǎn)單的，常

2、溫下冰的保存、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、溫度計(jì)的放置等仍存有一些問題我們當(dāng)?shù)貙?shí)驗(yàn)室條件有限，實(shí)驗(yàn)室的室溫一般在16左右，環(huán)境溫度就限制了你要迅速用“冰”去做熔化實(shí)驗(yàn)，不然它很快在室溫下就已經(jīng)開始熔化了，這就要求做實(shí)驗(yàn)必須迅速，而實(shí)驗(yàn)室是不能夠提供充足低的環(huán)境溫度的。另外冰水混合物的溫度它受環(huán)境溫度因素影響很大，我們這又不在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，所以測(cè)得冰水混合物的溫度是2左右！那么根據(jù)我們實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有的只有兩種晶體是符合的，分別是萘和海波。中學(xué)物理教學(xué)中，以前用萘來做晶體熔化實(shí)驗(yàn)教材中考慮到萘不但有毒、氣味難聞對(duì)人體具有傷害性，而且萘的熔點(diǎn)80.5也較高，不太適合做實(shí)驗(yàn)。新教材中選用了海波（硫代硫酸鈉）來代替萘來做

3、晶體熔化實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為海波無毒、容易買到、常溫下為固態(tài)，且其熔點(diǎn)不高，用來演示晶體的熔化特性有其優(yōu)點(diǎn)，但用海波做晶體熔化實(shí)驗(yàn)，常常出現(xiàn)下面的問題： ）海波遲遲不熔化有時(shí)會(huì)出現(xiàn)溫度比其熔點(diǎn)要低。 ）熔化過程溫度不穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)大幅度的變化，顯示不出晶體的熔化特性。 ）實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間過長(zhǎng)一節(jié)課時(shí)間不夠還有如果方法掌握不好，那么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很不明顯，極容易失敗是有一定難度的?！昂２ㄈ刍瘜?shí)驗(yàn)”是一個(gè)作為晶體在熔化過程中溫度保持不變的典型學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) ,通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生清楚地理解晶體在熔化過程中溫度的變化規(guī)律 ,由此建立物質(zhì)的“熔點(diǎn)”等概念 ,澄清晶體熔化過程中要吸熱而溫度不變的困惑。但是 ,此實(shí)驗(yàn)做成功

4、的難度很大 ,教師不愿做 ,僅用課堂講授或視頻代替實(shí)驗(yàn)。波的導(dǎo)熱性能差 ,實(shí)驗(yàn)中受熱不均勻；二是海波的比熱容小，受熱后升溫快，熔化過程持續(xù)時(shí)間很短 ,約 2 0秒左右 ,學(xué)生不易觀察。針對(duì)上述問題 ,我通過查閱資料，向老教師請(qǐng)教，自己在下面親自動(dòng)手做大量實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)比和綜合多種方法 , 通過較為系統(tǒng)的鉆研分析我們得出要解決上面的問題，關(guān)鍵要設(shè)法做到緩慢、均勻地加熱若加熱過快，海波內(nèi)的水蒸氣來不及放出而使海波、氧氣、水發(fā)生反應(yīng)改變了海波晶體的結(jié)構(gòu)而板結(jié)變硬，熔點(diǎn)發(fā)生變化受熱不均，部分熔化并開始升溫，而有些部分還來不及熔化經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材，最后取得較為滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)器材小燒杯，大燒杯

5、，攪拌器，海波粉，熱水，中間開有圓洞的橡膠蓋，溫度計(jì)兩只，酒精燈，石棉網(wǎng)，帶有鐵夾子鐵架臺(tái)，火柴等試驗(yàn)方法把裝有海波的小燒杯放入盛有水的大燒杯中，并用開有圓洞的橡膠蓋及夾將小燒杯固定在支架上。因小燒杯底淺、口徑大，加熱海波時(shí)容易攪拌均勻、延長(zhǎng)了海波在熔化過程中溫度不變的時(shí)間，而且發(fā)生的時(shí)間也便于觀察。我們只有改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。用小燒杯代替試管，就能克服這個(gè)難關(guān)！探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律。我們以海波做為晶體的代表做晶體熔化的實(shí)驗(yàn)，研究晶體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律。但是在實(shí)際操作時(shí)，要不需要的時(shí)間較長(zhǎng)，要不觀察到海波沒有固定的熔點(diǎn)，在熔化過程中溫度一直升高。而本節(jié)課中，海波熔化實(shí)驗(yàn)既是教學(xué)中的重點(diǎn)，又

6、是難點(diǎn)。所以確保實(shí)驗(yàn)的成功將成為探究教學(xué)的關(guān)鍵所在。為了提升實(shí)驗(yàn)的成功率，我對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置做了如下改進(jìn)：1選擇純凈新鮮的海波，量加到30-50克左右為宜。因?yàn)楹２ㄓ休^強(qiáng)的還原性，能夠與空氣中的氧氣反應(yīng)，所以， 海波應(yīng)密閉保存，存放于陰涼處，不能高溫和光照，避免因存放時(shí)間過長(zhǎng)而引起變質(zhì)。尤其在炎熱的夏季更應(yīng)注意。若晶體不純，則不宜再用。更不應(yīng)重復(fù)使用海波。2選擇兩支量程為0100的溫度計(jì)只用一支溫度計(jì)插入試管測(cè)量海波的溫度，另一支溫度計(jì)插入燒杯只在開始時(shí)用來測(cè)水的初溫。3選擇合適的水的初溫和量海波在33以上的干燥空氣中易風(fēng)化失去結(jié)晶水，熔點(diǎn)降低。實(shí)驗(yàn)中用水浴法加熱時(shí)，可先調(diào)節(jié)燒杯中的水溫在40左右，

7、再把盛有海波晶體的試管放入燒杯中加熱，這樣可縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，避免因加熱時(shí)間過長(zhǎng)而使海波失去結(jié)晶水，從而解決了溫度未達(dá)到48海波就開始熔化的問題。4給海波加熱要緩慢均勻-采用水浴加熱法并用鐵絲圈不停止對(duì)海波的攪拌實(shí)驗(yàn)中如果加熱太快，試管中各部分晶體受熱不均勻，與外壁接觸部分先熔化變?yōu)橐后w，且溫度繼續(xù)升高，而中間固態(tài)部分還未熔化，這樣會(huì)嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論。水浴應(yīng)緩慢加熱時(shí)，在海波熔化過程中應(yīng)保證水溫不超過51。因?yàn)楹２ㄊ菬岬牟涣紝?dǎo)體，當(dāng)試管中有液態(tài)開始出現(xiàn)時(shí)，為了保證管壁處和中間部分的溫度一致，要持續(xù)攪拌海波。5即時(shí)調(diào)整溫度計(jì)的位置溫度計(jì)測(cè)得的溫度只能反映溫度計(jì)玻璃泡周圍樣品的溫度，而不能反映整個(gè)樣品的溫度變化。當(dāng)試管中外圍的海波開始熔化時(shí)，玻璃泡的附近的溫度有可能沒有達(dá)到熔點(diǎn)，這時(shí)學(xué)生就觀察到溫度尚未達(dá)到熔點(diǎn)，海波已經(jīng)熔化的現(xiàn)象；有時(shí)溫度計(jì)玻璃泡的附近的海波已熔化完成，并且溫度已開始上升，但整個(gè)樣品還沒有完全熔化，學(xué)生就會(huì)認(rèn)為，海波還沒有熔化完，而溫度已經(jīng)上升。所以在海波熔化過程中應(yīng)即時(shí)調(diào)整溫度計(jì)的位置，使玻璃泡始終處于固、液的交界處。實(shí)驗(yàn)中注意到以上幾點(diǎn)，那么海波熔化過程中狀