“海波熔化”实验的改进和替代.docVIP

“海波熔化”实验的改进和替代 　　【摘要】在探究海波熔化的实验中经常出现温度计的读数尚未达到熔点时，海波已开始熔化，在海波熔化过程中，温度计读数仍继续上升等现象。这样的实验现象不明显，读数实时性差，导致实验结果存在较大误差.针对这些情况经大量实验总结了几种方案。通过实验仪器的改进和替代解决了海波熔化时受热不均匀和熔化时间太短的两大难题。 　　【关键词】海波熔化实验温度熔点改进替代 　　一、问题的提出 　　在新课标物理教材中，“海波熔化”是探究实验。初二学生要通过探究得知晶体熔化的特点理解晶体熔点等难点知识，能亲自观察到较理想的实验现象和测出准确的数据就成为关键。 　　课本提示学生在试管中盛有海波插入温度计，再将试管放在盛水的烧杯中，用酒精灯对烧杯缓慢加热，观察海波的变化情况及温度计示数的变化。待海波温度升至40℃左右时，开始记录。每隔1分钟记录一次数据，直到海波完全熔化，再过2分钟后停止加热。在实验过程中观察到试管内靠近外壁的海波在温度计示数46℃左右就会出现熔化现象。并且温度值为48℃不变的过程也很短暂只有一、二组数据，学生不易从亲自探究的数据中分析出正确的结论。 　　出现上述现象的原因如下：首先，海波不纯净不新鲜。由于海波有较强的还原性，可以与空气中的氧气反应。其次，海波在33℃以上的干燥空气中易风化失去结晶水，熔点降低。第三，海波是热的不良导体受热不均匀，而且比热容较小吸热温度升高较快。所以实验时，必须用新鲜的纯净的海波。水浴加热时初温不能太低。最关键的是要控制试管内靠近外壁的海波不要过早熔化，必须减慢海波吸热的速度。加热时要考虑来回移动酒精灯。这就要用两只温度计监测试管内外温差。针对上面的思路我对此实验进行了如下改进。 　　二、实验的改进 　　1.实验器材及方案（如图所示）：大烧杯（内径约90mm）、小试管（内径约16mm）、40℃温水300ml、温度计2支（玻璃泡中液柱高约1cm）、试管内海波高度2.5cm。装置安装好后就开始计时，每1min记录一次海波及水的温度。，实验中分别在水温为45℃时撤掉酒精灯，在水温为48℃时移回酒精灯；在水温为51℃再次撤掉酒精灯，共三次移动酒精灯。总之内外温度差保持在3℃左右。待观察到海波已开始熔化，就可以撤去酒精灯，利用石棉网与烧杯余热，水会继续升温一段时间，这样也可以满足学生观察的需要。 　　从现象上来看海波熔化过程特点明显，温度值不变，有约7组不变的数据，海波完全熔化后温度开始升高。 　　2.海波熔化实验改进建议 　　通过多次的实验现象观察与数据分析，我认为“探究海波熔化过程”实验可以做如下几方面的改进： 　　第一，必须用新鲜的纯净的海波。 　　第二，水的初温可以适当提高到40℃，起到缩短实验时间的目的。通过数据分析及现象观察，加热海波的水初温可以适当提高，但不能高于海波熔点，用手接触感觉微温就可以，否则会导致试管内靠近外壁海波过早熔化。 　　第三，第一次撤掉酒精灯时间不宜太迟，迟了靠近试管外壁的海波会出现过早熔化的现象。要控制靠近试管外壁的海波不要过早熔化，这就需控制水温不要超过海波的熔点，所以要及时撤走酒精灯。随着海波与水温差变小，升温就会放缓，当观察到海波每30秒升温不足1℃，就再次移入酒精灯。另外，如果有条件此时可以用搅拌器开始搅拌。 　　第四，内部海波开始熔化后，就可以第二次撤掉酒精灯。由于石棉网、烧杯等的温度高于水的温度，撤掉酒精灯后，水温一般还会上升约3℃，这样海波既能继续熔化，又由于水温不太高而熔化较缓，学生可以观察到多组熔点温度值。 　　第五，还可以考虑把海波研磨成粉末试管内加铜丝网来进行实验。如果有条件的话，可以让部分学生运用温度传感器来测温度，这样结果会更精确，也可以对比分析普通温度计与温度传感器的测量结果，有利于培养学生的信息意识。 　　3.改进后的优点：该实验的改进比原实验更容易控制一些量的变化，实验数据误差更小，实验结论更直接，便于学生理解知识和解决实际问题。 　　本实验还可以把热源进行改进（其它器材不变）。在直径较小的试管上直接绕电热丝约30欧姆并用502胶粘牢，用稳压电源经变阻器对电热丝供电，用电流表测电流控制在200毫安，可组成恒热流源。改进方案还有很多，请老师们不妨一试。 　　三、实验的替代 　　如果海波熔化实验现象不明显，温度难以控制。也可改用冰代替海波做熔化实验，因为冰的比热容较大吸热后温度变化不快，用冰做实验效果会较好。 　　（一）冰做晶体熔化实验取材料时需注意的几点 　　1.冰的来源及处理。 　　质量最好的冰来自冰箱冷冻室内的冰霜，它纯度高，由凝华形成，刮下来就是粉状，可直接使用；其次用纯净水自制，在使用前从冰箱中取出，敲成碎块也可。 　　2.实验器材的选择及使用。 　　按照教材要求，本