“失败”的海波熔化实验现象背后的原因 |
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中学物理 Vol .
38 No .
24 2020年 12月 4*丈 开 始
熔化 “ 失 败 ”的 海 波 熗 化 卖 验 现 象 背 居 的 雇 因 梁美怡 ( 广 州 市 第 二 中 学 广 东 广 州 510000) 摘 要 : 本 文研究了海波熔化实验中几个常见的问题, 从 器材准备、 实验温度控制等方面改进了 一 些 实 验 细 节 , 使 实验能得到比较准确的熔点.同时, 研究了实验中经常出现一些到达48 T 都无法熔 化 的 物 质 的 原 因 , 及排除这些杂质 干扰的办法; 最后, 简述了制造过冷液态海波的方法. 关键词 : 海 波 ; 熔化; 温 度 ; 不溶物; 过冷现象 文章编号: 丨 0 0 8 - 4134(2020)24 - 0051 中图分类号: G 633.7 文献标识码 : B 八年级物理上册第三章第二节“ 熔化和凝固” 中
探究固体熔化时温度的变化规律, 课本要求都是建议 做海波的熔化实验, 但是这个实验在实际操作中会出 现不少的问题, 不 容 易 做 成 功 , 也很难得出比较符合 晶体熔化曲线的数据.本文针对这些问题进行分析和 查证, 提出了一些改进方案. 1 实验中会出现的四个问题 一是海波在熔化的过程中温度计的温度在上升,
而且海波很快就熔化完, 无法得到48 T 的熔点平滑温 度不变的曲线. 二是肉眼观察试管壁的海波已经开始熔化了, 但 是温度计测出的温度还没有达到48 T
;目测试管中还 有固态的海波时, 温度计的读数已经开始上升并且超 过了 48丈. 三 是 在 熔 化 接 近 结 束 , 温 度 已 经开始 上 升的时
候,试管中还有一些白色不熔物, 且此不熔物较难熔 化 , 有时海波加热到60 T - 8 0 1 的时候不熔物大部分 熔化了, 有时候加热到试管内液体出现小气泡都不能 熔 化 , 严重影响实验结果.而且, 同一份海波如果再重 复一次熔化凝固的过程, 不熔 物 会 增 加 , 会影响实验 效果. 四是液态海波在凝固过程, 有时候会出现过冷现 象 , 温度降低到48丈以下都不能凝固. 2 针对以上问题, 本文提出了以下改进方案 2 . 1 实验器材 铁架台、 石 棉 网 、 三 脚 架 、 内 径 为 2 c m 的试管、 朗
威温度传感器、 温度 计、 酒 精 灯 、 小 铁丝圈、 胶头滴管、
500 mL 烧 杯 、 10 g 海 波以及 SOOml / W T 的热水. 2.2 实验过程 对于海波在熔化过程中温度计温度上升的问题,
主 要 是 因 为 开 始 实 验 的 时 候 , 大烧杯中的水温高于 48 T ,如 图 1 所示. 此时观 察到的现象就是, 温度计显 示还没到达熔点, 但是海波 已经开始熔化了.并且在熔 化的过程中, 温度计的温度 慢 慢 上 升 到 48 T . 如果同 时, 装海波的试管内径又不 够大、 实验的海波不够多的 % 1 话 , 海波熔点持续的时间就 会很短, 从而可能无法得出熔化过程中温度不变的结 论.学生由此可能还会得出“ 海波熔化过程中温度上 升, 是非晶体” 这个错误的结论. 针对以上问题, 本实验选用内径 为2 cm 的试管装10 g 粉碎的海波, 中间 装有搅拌用的小铁丝圈, 实验装置如图 2 所示, 在实验过程中不停搅拌小铁丝 圈, 使试管内海波的温度保持一致.试 管中海波的温度用朗威温度传感器测 量,实验过程中保持温度计的探头在固 态海波或者固液交界处.用水浴法加 热, 大 烧 杯 装 500 mL 热水, 让热水从 40 T 左右开始加热, 在整个熔化的过程 中大烧杯的水温保持在5 5 丈-60 T
图 2 之 间 . 因为大烧杯中的水是从40 T 开始加热的, 试管中 的全部海波就能在保持固态的情况下缓慢升温;在水 浴的热水到达4 8 1 时, 试管里的全部海波几乎能同时 到达熔点. 大烧杯中的热水到达481后, 如果用火焰比较大 的酒精灯加热, 就要在加热的过程中观察大烧杯中的 温度计读数, 酒精灯加热的时间不能太长, 加热一段 没
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由 传 温 附 低 还 化 作者简介: 梁美怡 ( 丨 983 - ) , 女 , 广州人, 本科, 中学一级教师, 研究方向: 初中物理教学. •
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