熔化和凝固实验.doc

实验八：探究冰、石蜡的熔化特点一、实验目标 1、知道熔化和凝固是物质固态和液态之间相互转化的过程。2、通过实验认识固体有晶体和非晶体之分，认识晶体和非晶体的熔化特点。3、通过实验知道晶体的熔点和凝固点。4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理意义.二、实验准备1、知识回顾（1）使用温度计测量液体温度时，温度计的玻璃泡要与被测液体_，但不要碰到_ 或_ 。温度计玻璃泡浸入被测液体后，待稳定再读数。读数时，视线要与温度计中液柱_。（2）物理学中，把物质由固态变为液态的过程，叫做 ；把物质由液态变为固态的过程，叫做 。（2）冰在熔化过程中要 ，温度_；石蜡在熔化过程中要 ，温度_。（3）同一种晶体的凝固点与它的熔点_。（4）固体有两类，一类像冰那样，有固定的熔化温度，叫做_；另一类像石蜡那样，没有固定的熔化温度，叫做_。2、实验提示（1）冰块和石蜡尽量碎小，碎冰最好选用蒸馏水结成的冰块。（2）将冰和石蜡碾成粉末，用下小上大的的金属圈旋转搅拌，这样使冰和石蜡受热均匀，便于观察。（3）实验每隔1min记录一次温度，同时注意观察冰与石蜡状态的变化，直到全部熔化后再观察3min。（4）在冰和石蜡的熔化实验中，采用“水浴法”加热。（5）实验时，让少数小组观察石蜡的熔化过程，多数小组观察冰的熔化过程。实验小组每个同学要有明确分工，如专人负责报时间，专人负责观察温度和照顾仪器，专人负责记录等。3、实验用品试管、酒精灯、温度计、石棉网、铁架台、烧杯、水、冰、石蜡等。图8-1三、探究活动1、实验过程 参照如图81所示实验装置，将实验器材组装好。采用“水浴法”给小冰块和石蜡碎屑加热，观察温度计的示数和冰、石蜡的状态变化。2、实验记录时间t/min012345冰温度t/状态石蜡温度t/状态3、实验分析（1）在图8-2和图8-3的方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，请你自己写上。根据表中各个时刻的温度在方格纸上描点，然后将这些点用平滑曲线连接，便得到熔化时温度随时间变化的图像。图8-3图8-2（2）冰开始熔化时温度是_；冰在熔化过程中，继续加热，温度保持_；冰全部熔化为液体说，继续加热，温度_。（3）石蜡在熔化的全过程中，温度_4、实验结论（1）晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。（2）晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点，非晶体没有一定的熔化温度即非晶体没有熔点。（3）晶体从开始熔化到完全熔化，处于固、液体共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。5、实验反思（1）实验过程中，把冰击碎后，温度是否很快地升到00C，不易观察固体升温的过程，有没有更好的办法来解决这个问题？（2）图象法是一种非常简洁、有效地表示物理过程的方法，如何用图象法分析所收集的数据，为今后使用图象法学习物理打好基础。（3）回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的论据充分吗？实验结果可靠吗？（4）你们组的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？四、科学方法1、“图象法”： 根据图象分析固体熔化时时温度的变化规律，直观、形象，便于比较。2、“对比法”：晶体熔化实验和非晶体熔化实验对比。3、“水浴法”：利用“水浴法”对冰和石蜡进行加热，可以使其受热均匀，延缓状态变化过程。4、分析、归纳法：对实验现象，实验数据进行分析，归纳总结得出结论。5、“阅读法”：阅读“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0，钨的熔点比较高。五、实验作业1、请你将下面表格填写完整固体分类举例熔化过程是否吸热温度有无熔点晶体非晶体2、冬天北方农村的菜窖里放几桶水，菜就不易冻坏，这是因为水_时会_热，因此窖内温度不致太低。3、我国首次赴南极考察队于1984年11月20日从上海启程，历时约三个月，横跨太平洋，穿越南北半球，航程二万六千多海里，在南极洲南部的高兰群岛乔治岛，建立了我国第一个南极科学考察基地中国南极长城站.南极平均气温为-25,最低气温达-88.3.在那里用的液体温度计是酒精温度计，这是因为酒精的A.凝固点较低B.凝固点较高C.沸点较低4、用质量相等的水或冰冷却食品时：（ ）A、用水效果好，因为水容易流动 B、用冰效果好，因为冰温度低C、用水和冰的效果一样 D、用冰的效果好，因为冰熔化时吸热5、钨的熔点是3410，那么在3410时处于下面哪种状态 A固态 B液态 C固液共存态； D以上三种情况都有可能。6、我国研制的一种聚乙烯材料，超过40时完全熔化，低于15时完全凝固.有人设计，把这种材料制成小颗粒，掺在水泥中制成地板或墙板，在昼夜温度变化大的地区用这种地板和墙板修筑房屋，便可以起到调节室温的作用.请你解释，这种设计的原理是什么？答案1、固体分类举例熔化过程是否吸热温 度有无熔点晶体冰是不变有非晶体蜡是上升无2、凝固，放热 3、A 4、D 5、D 6、物质熔化吸热，凝固放热。在温度较低时，聚乙烯材料凝固放热，使室温不至于太低；而温度较高时，材料熔化吸热，使室温保持在一个较低的水平。六、课后活动做一做：盐水的凝固点是多少？小华查资料发现，纯水的凝固点是0，海水的凝固点是-2.5，这说明水中如果掺有食盐其凝固点会降低，小华把0的碎冰块放在保温杯中，在冰中撒一些食盐，搅拌后用温度计插在碎冰块内测量其温度，发现所测得的温度降到0以下。你不妨通过实验测量一下，盐水的凝固点是否低于0？水的反膨胀现象自然界中，绝大多数物质是热胀冷缩的。但在一些特定的条件下，少数物质却具有热缩冷胀的物理特性，水就是其中的一种。在4度时，水的密度最大，体积最小。4度以上，水是热胀冷缩的，在4度以下水则表现出热缩冷胀的物理特性。水的这一性质称作水的反膨胀特性。实验表明：质量为1千克的水，4度时其体积是1公升，20度时其体积是1.003公升，0度结冰时体积是1.08公升。冰的密度大约为0.9103kg/m3，水的密度大约为1.0103kg/m3。冰能浮出水面，就是因为水在结冰的过程中体积膨胀，同时密度减少的缘故。冬天，气温不断降低，由于热传递，河面温度和外界温度保持一致，又因水的流动而形成对流，从而使水内部的温度也保持一致.单温度下降到4度以下时，,河面温度也随着下降,但由于水的反膨胀，密度也变小，不再往下沉，也就无法形成对流，所以河内部的水依然可保持4度，河面不断降温，直到0度，开始结冰，又继续降温，冰上表面的温度与外界一致，但由于冰是热的不良导体，所以冰的下表面依然保持0度，冰面下的水不结冰，依然流动，越往上温度越低。 水结冰是由于空气的温度低达到水的凝固点，所以与空气接触的上层水首先结冰，水结冰时要放热（凝固放热）这样使下层的水不容易结冰。但若空气的温度继续降低，会使结成的冰的温度下降，这样距离冰近的水就继续结冰，所以空气的温度是影响冰层厚度