蘇繼武
摘要:實驗的功能之一是探索科學(xué)規(guī)律,因而教師要做好每個實驗的指導(dǎo)分析,這樣在潛移默化中使學(xué)生能不斷改進(jìn)、創(chuàng)新實驗設(shè)計,從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的行為習(xí)慣,讓學(xué)生在實驗過程中,通過觀察、分析實驗現(xiàn)象,更加準(zhǔn)確地總結(jié)、歸納物理規(guī)律。
關(guān)鍵詞:新理念;物理;實驗教學(xué);改進(jìn)
《熔化和凝固》是初中物理教學(xué)中的一個重要內(nèi)容,海波的熔化和凝固實驗很難做成功,此實驗理論上是可行的,但實際操作起來卻很難,為此我曾連續(xù)進(jìn)行了數(shù)十次的實驗研究,對此實驗的過程、現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的觀察、記錄、理解,終于對如何做好此實驗有了自己的一套操作方法,就此提出幾點看法。
一、儀器的選擇
1.水量的控制與燒杯的選擇
水浴法(把被加熱的物體放在水中,讓水給它加熱)加熱時,水要適量。水多了,加熱時間過長;水少了,水溫上升得較快,導(dǎo)致熔化時間太短,不易觀察到溫度不變的過程。經(jīng)過多次實踐,筆者認(rèn)為選用250ml的燒杯,加入200ml左右的水為宜。
2.溫度計的選擇和放置
實驗室的溫度計,有的不是太精確,所以要通過測量比較,選出測量較為準(zhǔn)確的溫度計兩支。一根插入燒杯里的水中,一根插入試管里的海波中,是為了更好地比較二者溫度的變化情況,合理地進(jìn)行溫度的控制。
3.試管的選擇
由于溫度計的放置是這個實驗的關(guān)鍵,所以在選擇試管時要盡量的選擇直徑較大的試管(建議選擇直徑是:32mm),這樣溫度計不易碰到試管,且試管不要太長(100-130mm的試管為佳)。這樣才能更好地控制溫度計的位置。
二、實驗注意事項
1.海波晶體要碾成粉末,裝入試管的高度比管外水面高3cm。這樣不僅可以使之能與溫度計的玻璃泡更充分地接觸、測量的溫度更準(zhǔn)確、受熱更均勻,試管下部晶體受熱熔化后,上部晶體又降到玻璃泡邊熔化,并控制好水溫在55℃左右,還可以更合理地控制實驗時間、使實驗現(xiàn)象更加明顯。
2.酒精燈的燈芯應(yīng)比普通的燈芯要適當(dāng)小一些(或遠(yuǎn)離燒杯底部),要緩慢加熱。燒杯內(nèi)水的溫度升高為每分鐘1-1.5℃左右。試管中海波的溫度升高為每分鐘1℃左右。
3.溫度計的玻璃泡不要離試管底和試管壁太近,盡量放到試管中央(保持不能碰到試管底和試管壁)。否則將不易看到溫度在一段時間內(nèi)不變的過程。溫度計放好后,要想辦法固定。因為溫度計在固態(tài)海波中放好后,當(dāng)海波熔化時,溫度計的位置可能發(fā)生變化,與試管壁接觸,從而測得的不再是海波的準(zhǔn)確溫度了。
4..控制好水的溫度。水和海波晶體的溫度差以不大于5℃為好,水的溫度控制在55℃左右。高于55℃應(yīng)暫時撤離酒精燈。為了節(jié)約實驗時間,燒杯中可以直接加入30℃-35℃的溫水。達(dá)到40℃時,每隔30秒記錄一次溫度,并描點、畫出圖像,效果十分明顯。
5.海波在實驗過程中有結(jié)晶水損失,晶體不宜重復(fù)使用。
三、進(jìn)行實驗
組裝好實驗器材后進(jìn)行加熱,當(dāng)試管內(nèi)海波的溫度升高到35℃以后,每隔30秒記錄一次溫度值(如下表,當(dāng)時的室溫約25℃),在海波的溫度升高到約45℃時,海波開始明顯變軟,此時應(yīng)用攪拌器輕輕地攪拌,注意不要讓溫度計的玻璃泡碰到試管側(cè)壁。當(dāng)海波的約為48℃時可看到海波的溫度保持不變,并且由固態(tài)不斷地熔化為透明的液體,之后它的溫度再開始上升。
海波的熔點約是48℃,從上表看是47.5℃,可能是由于海波的純度、氣壓等因素的影響而出現(xiàn)的誤差,但這均屬正常范圍內(nèi)的,我多次做過實驗其熔點基本在47℃-48℃.在加熱過程中水溫上升的速度比海波要快,水溫過高也會影響實驗效果,為了使海波熔化時保持溫度不變的過程更長一些,要對水溫進(jìn)行控制,除了前面所述使酒精燈的火焰適當(dāng)小一些外,還要在水溫升到55℃時撤離酒精燈停止加熱,由此我們也看出水中的那支溫度計的作用了。撤去酒精燈后,由于石棉網(wǎng)等器材的余熱,水溫還會有所上升,之后再回落,液態(tài)海波也要繼續(xù)升溫直至與燒杯之后的水溫相同。至此海波的熔化就算順利完成了。
做好本實驗的一個關(guān)鍵是對溫度要進(jìn)行合理的控制,實驗中用了兩支溫度計,這與教材中的不同。對于試管外的一根溫度計的作用不可忽視,它不僅能使你更好地控制溫度,還能明確地告訴學(xué)生海波在升溫、恒溫、降溫時的吸、放熱情況,更有利于學(xué)生對此實驗的過程、結(jié)果進(jìn)行記憶和理解。所以我想教材中的實驗裝置最好也加一支溫度計。
(作者單位:陜西省洋縣黃家營初中723315)