用海波做晶体熔化实验的改进装置.doc

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1、海波做晶体熔化实验的改进长期以来中学生对物理学中的晶体在熔化中要继续吸收热量而温度保持不变的现象感到困惑。-----那么怎么来探究晶体熔化规律？物理教材“熔化和凝固”一节通过晶体熔化实验说明，但在多数老教师眼里做学生实验探究晶体熔化时的温度变化规律是很难做成功的。首先是晶体的选择就不好选，在做实验时我们不能选择高于100℃熔点的晶体，一方面因为它的温度太高不易加热，做实验费时！（因为一节课总共40分钟，你要在有限的时间内做是很难的！）另外一方面水温太高出于对学生的安全考虑，水温太高初中学生一不小心水溢出来可能会烫伤学生！那么我们选择低于或等于0℃熔点的晶体比如“冰”来做实验行吗?不行！原因是很

2、简单的，常温下冰的保存、实验仪器的选取、温度计的放置等仍存在一些问题．我们当地实验室条件有限，实验室的室温一般在16℃左右，环境温度就限制了你要迅速用“冰”去做熔化实验，不然它很快在室温下就已经开始熔化了，这就要求做实验必须迅速，而实验室是不能够提供足够低的环境温度的。另外冰水混合物的温度它受环境温度因素影响很大，我们这又不在标准大气压下，所以测得冰水混合物的温度是2℃左右！那么根据我们实验现有的只有两种晶体是符合的，分别是萘和海波。中学物理教学中，曾经用萘来做晶体熔化实验．教材中考虑到萘不但有毒、气味难闻对人体具有伤害性，而且萘的熔点80.5℃也较高，不太适合做实验。新教材中选用了海波（硫代

3、硫酸钠）来代替萘来做晶体熔化实验，认为海波无毒、容易买到、常温下为固态，且其熔点不高，用来演示晶体的熔化特性有其优点，但用海波做晶体熔化实验，常常出现下面的问题：ｌ）海波迟迟不熔化．有时会出现温度比其熔点４８Ｃ要低。２）熔化过程温度不稳定，有时会出现大幅度的变化，显示不出晶体的熔化特性。３）实验操作时间过长．一节课时间不够．还有如果方法掌握不好，那么实验现象很不明显，极容易失败．因此用它来说明：晶体有一定的熔点，并且在熔化过程中虽然继续吸热但温度保持不变是有一定难度的。“海波熔化实验”是一个作为晶体在熔化过程中温度保持不变的典型学生分组实验,通过这个实验可以使学生清楚地认识晶体在熔化过程中温度

4、的变化规律,由此建立物质的“熔点”等概念,澄清晶体熔化过程中要吸热而温度不变的困惑。但是,此实验做成功的难度很大,教师不愿做,仅用课堂讲授或视频代替实验。其次，常规实验装置又不容易成功。我们分析实验难以完成的主要原因有二个：一是海波的导热性能差,实验中受热不均匀；二是海波的比热容小，受热后升温快，熔化过程持续时间很短,约20秒左右,学生不易观察。针对上述问题,我通过查阅资料，向老教师请教，自己在下面亲自动手做大量实验研究，对比和综合多种方法,通过较为系统的钻研分析我们得出要解决上面的问题，关键要设法做到缓慢、均匀地加热．若加热过快，海波内的水蒸气来不及放出而使海波、氧气、水发生反应改变了海波晶

5、体的结构而板结变硬，熔点发生变化．受热不均，部分熔化并开始升温，而有些部分还来不及熔化．经过反复试验改进实验器材，最后取得较为满意的实验结果。实验器材小烧杯，大烧杯，搅拌器，海波粉，热水，中间开有圆洞的橡胶盖，温度计两只，酒精灯，石棉网，带有铁夹子铁架台，火柴等试验方法把装有海波的小烧杯放入盛有水的大烧杯中，并用开有圆洞的橡胶盖及夹将小烧杯固定在支架上。因小烧杯底浅、口径大，加热海波时容易搅拌均匀、延长了海波在熔化过程中温度不变的时间，而且发生的时间也便于观察。我们只有改进实验装置。用小烧杯代替试管，就能克服这一难关！探究固体熔化时温度的变化规律。我们以海波做为晶体的代表做晶体熔化的实验，研究

6、晶体熔化时温度的变化规律。但是在实际操作时，要不需要的时间较长，要不观察到海波没有固定的熔点，在熔化过程中温度一直升高。而本节课中，海波熔化实验既是教学中的重点，又是难点。因此确保实验的成功将成为探究教学的关键所在。为了提高实验的成功率，我对实验装置做了如下改进：1．选择纯净新鲜的海波，量加到30-50克左右为宜。由于海波有较强的还原性，可以与空气中的氧气反应，因此，海波应密闭保存，存放于阴凉处，不能高温和光照，避免因存放时间过长而引起变质。尤其在炎热的夏季更应注意。若晶体不纯，则不宜再用。更不应重复使用海波。2．选择两支量程为0～100℃的温度计只用一支温度计插入试管测量海波的温度，另一支温

7、度计插入烧杯只在开始时用来测水的初温。3．选择合适的水的初温和量海波在33℃以上的干燥空气中易风化失去结晶水，熔点降低。实验中用水浴法加热时，可先调节烧杯中的水温在40℃左右，再把盛有海波晶体的试管放入烧杯中加热，这样可缩短实验时间，避免因加热时间过长而使海波失去结晶水，从而解决了温度未达到48℃海波就开始熔化的问题。4．给海波加热要缓慢均匀--采用水浴加热法并用铁丝圈不停止对海波的搅拌实验中如果