晶体熔化和凝固实验的改进

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晶体的熔化与凝固实验研究述评及改进

晶体的熔化与凝固实验研究述评及改进蒋馨雅㊀桑芝芳摘㊀要: 晶体的熔化与凝固是义务教育初中物理物态变化主题中的学生实验㊂关于该实验的研究主要集中在对晶体熔化实验的操作㊁装置及材料改进方面,很少有对其现象背后的原因进行定量分析㊂对1996年至2019年关于晶体的熔化与凝固实验研究方面的文献进行评述,从实验材料㊁样品用量㊁相变持续时间等几个维度对文献中的数据进行分析,提出该实验改进方案及操作建议㊂关键词:晶体熔化与凝固;过冷现象;实验改进蒋馨雅,苏州大学物理科学与技术学院,在读硕士研究生;桑芝芳,苏州大学物理科学与技术学院,教授㊂㊀㊀晶体的熔化与凝固是初中物理课程中物质的形态与变化这一主题下的核心内容,对应实验操作难度较大㊁成功率低㊂2011年课标对该实验的要求由以前的演示实验改为学生的探究实验㊂这一改变也预示着对实验探究的重视以及对学生实验要求的提升㊂在实验过程中出现的问题及解决方法已有50余篇文献进行相关研究,本文对上述文献进行评述,并提出实验改进方案㊂㊀㊀一㊁各版本实验要求介绍晶体的熔化与凝固实验旨在通过科学探究,观察晶体在熔化与凝固过程中的现象,通过记录温度随时间的变化绘制图像,得出晶体的熔点与凝固点以及熔化与凝固时的吸热与放热及温度变化的特点㊂1978年第一版初中物理教材选用萘研究其熔化与凝固过程,后因为萘加热分解产生有害气体而改为海波和碎冰㊂现行的北师大版㊁人教版㊁浙教版和沪科版教材选择海波进行实验探究,苏教版教材只要求学生在课堂上完成冰的熔化实验,凝固特点直接给出结论[1]㊂实验仪器选用铁架台㊁试管㊁烧杯,采用水浴加热㊂各版本教材实验要求如表1所示㊂表1　各版本实验要求比较教材版本实验晶体开始温度读数间隔结束时间北师大版海波40ħ1min 完全熔化后2min 人教版海波40ħ1min 完全熔化后记录4~5个浙教版海波40ħ30s 完全熔化后记录4~5个沪科版海波粒30ħ1min 完全熔化后3min 苏教版碎冰40ħ30s完全熔化后2min㊀㊀作为科学探究,具体操作步骤是留给学生自己探索的㊂沪科版教材使用晶粒进行实验,并提到了搅拌,在实验的讨论部分提出研磨可使实验数据精确一些㊂35㊀㊀二㊁已有实验研究分析(一)晶体材料选择对比分析对于晶体材料的选择,现有文献中记录的数据均值及各材料优缺点分析如表2㊁表3所示㊂表2㊀晶体的熔化与凝固实验晶体比较(a)晶体熔点(ħ)质量(g)熔化时间(min)凝固时间(min)实验总时长(min)萘80184 4.520海波47~4910g 3.5 2.532冰0ħ5~104210.5合金70353~53~512Zn(NO3)2㊃6H2O36.4150g713(熔化)Mg(NO3)2㊃6H2O89~905~1015表3㊀晶体的熔化与凝固实验晶体比较(b)药品名称优点缺点萘价格低㊁现象明显导热性差㊁加热分解产生有毒气体海波价格低㊁便于观察,熔点较低导热性差㊁加热有气味㊁结晶水易散失冰取材方便㊁价格低㊁操作较简单导热性差㊁熔点低㊁凝固时间较长低熔点合金(熔点70ħ)价格低㊁导热性好㊁现象明显㊁无刺激性气味试管易破裂Mg(NO3)2㊃6H2O价格低㊁现象明显结晶水易散失㊁熔点偏高,高于100ħ易分解Zn(NO3)2㊃6H2O价格低㊁现象明显,熔点低㊁50ħ以内性质稳定,实验时间短有腐蚀性㊁易制爆㊁高温易分解产生有毒气体㊀㊀表2中各时间除冰取最短时间以外,其他都是利用所综述文献中的数据去掉差异过大的值所得到的平均值,其中晶体质量为在保证实验现象明显的情况下耗时最短的用量㊂在所综述的文献中有三篇记录了冰的熔化与凝固实验全过程的时间,其温度变化范围与时间分别是: -13ħ~23ħ,1.7h[2];-3.8ħ~7ħ,1.25h[3]; -5ħ~5ħ,10.5min[4]㊂第一组数据由于温度变化范围过大,耗时过长,第二组利用自然熔化耗时长,相比之下第三组实验利用自制冷库㊁加金属丝增强导热以及水浴加热有效缩短实验时间更适合课堂教学㊂(二)实验问题分析与改进本实验易受环境温度干扰,一般的中学很难控温,且该实验是学生进入初中以来首次利用图像对物理现象进行研究,在实验中难免出现许多困难㊂对晶体的熔化与凝固实验的研究主要由实验问题分析和实验改进两部分组成,文献中关于晶体的熔化与凝固存在问题及解决方法见表4㊂表4㊀晶体的熔化与凝固存在问题及解决方法问题主要原因解决方法温度难测量晶体导热性差搅拌㊁研磨㊁组合试管㊁加入金属粉末或金属丝㊁改变温度计位置㊁间歇式加热存在过冷现象自发成核温度低于凝固点在凝固点附近投入晶核存在不溶现象结晶水损失严重加橡皮塞减少蒸发㊁提高纯度时间过长晶体凝固时间长预热㊀㊀(1)晶体温度难测定在进行晶体的熔化与凝固的实验教学中,由于萘㊁海波和冰都是热的不良导体,水浴加热过程中,试管壁附近的晶体比试管中心温度高㊂李安生基于传热学解释了产生温度梯度的原因是试管热阻小于晶体本身热阻,导致靠近试管壁的晶体先熔化[5]㊂对于海波,由于加热过程中风化加剧,最终熔化时所得到的并不45是均一的液体,而是由NaS2O3㊃5H2O㊁NaS2O3㊃2H2O和NaS2O3所组成的混合物[6],晶体真实温度难以测定㊂在实验改进方面,对于晶体温度测定的改进方案最多㊂在操作方面,温度计玻璃泡靠近试管底部测出的温度更准确[7]㊂间歇式加热也可提高实验精度,其具体做法有两种:一是每加热30s将酒精灯撤去,待示数稳定后读数[8];二是在海波未达到熔点前多次撤去㊁移回酒精灯[9]㊂但第一种做法可能会让学生误以为熔化时温度不变是人为造成的㊂在装置改进方面,加入金属丝[4,10-11]㊁利用组合试管[12]㊁量热器等都是为了减小试管与样品本身热阻之间的差距,从而达到均匀传热的效果㊂固液分离[13]也可以使温度测量更准确㊂在材料改进方面,利用低熔点合金进行实验可以解决晶体导热性不佳的问题,但在合金凝固的过程中试管底部破裂[11,14],作者并没有解释破裂原因㊂在实验中试管出现破裂一般是由于内外压强不等所致㊂在凝固的过程中,合金放热方式主要是热辐射与热传导,而试管除了上述两种方式外还有空气对流,且空气对流是其主要放热方式,冷空气在吸热后膨胀,造成合金与试管接触部分温度远高于未接触部分,导致试管受热不均而破裂[15]㊂(2)存在过冷现象过冷现象是晶体在温度降到凝固点时依旧没有凝固的现象,是晶体在进行自发凝固的过程中必经的现象㊂张雪[16]基于热力学与晶体生长理论解释了过冷现象产生的原因:晶体在凝固过程中需要足够大的结晶中心即晶核,对于自发凝固的晶体,在凝固过程中需要先形成晶核㊂在凝固的初始阶段由于形成的晶核较小,晶相的化学势高于熔体的化学势,所以刚刚凝固的晶体会直接变回熔融态,当温度低于凝固温度时,才能自发成核完成凝固㊂况朝辉[17]在17ħ室温下通过实验测出海波的过冷点在18ħ左右㊂对于过冷现象的改进方法只有加入晶核这一种㊂有些教师发现用六水合硝酸镁[6]进行实验时即使不加晶核也不会出现过冷现象,可能是由于温度记录的时间间隔较大(大于30s),晶体过冷时间较短,所以未取得过冷的数据㊂文献中记录的加入晶核时的温度也不同,这与实验环境温度㊁搅拌是否充分以及晶体纯度有关㊂(3)存在不熔现象不熔现象是针对海波提出的,主要原因是海波加热分解后结晶水散失,无法完全凝固成NaS2O3㊃5H2O[6]㊂在试管口加橡皮塞以及提高海波纯度可以减少水分的散失,从而减少不熔现象的发生[7]㊂(4)实验时间过长实验时间过长主要是由于在熔化过程中受热不均或是相变过程中环境温度与晶体温度温差小导致㊂针对实验时间耗时过长的问题大多数老师选择舍弃凝固实验,只做熔化实验或是用冰做实验,其中对于冰的凝固实验,利用冰盐水㊁硝酸铵与水混合都可以加快凝固的速度[4]㊂对于海波的熔化实验,做好课前准备,样品预热提高实验初始温度,控制水浴与样品的温差在3ħ以内,46ħ的270mL温水可在6min内将20g海波加热至40ħ,同时水温降至42ħ,开始实验至熔化结束共耗时13min[18]㊂利用计算机辅助物理实验系统(DIS)或者使用数字温度计配合电加热[2,19]可以得到更准确的图像,其中电加热可使温度升高更均匀,有效延长可观察的熔化时间㊂(5)其他问题有些老师在实验过程中发现最终测出的晶体的凝固点与熔点与实际数值不符,主要是由于样品纯度较低或者实验环境不满足标准大气压所致㊂㊀㊀三㊁结论与改进方案通过上述分析可以看出,对于使晶体受热均匀从而测定准确温度的文献最多,对于过冷现象的实验改进较少,多数教师选择只演示晶55体的熔化,凝固特点让学生用逆向思维得出即可[4]㊂笔者认为对于物理实验要抱着实事求是的态度,这也是我们要培养学生科学素养的一部分,虽然在初中阶段我们只要求学生知道熔化和凝固的吸热与放热特点,但将晶体在凝固过程中出现的过冷现象作为一个拓展知识让学生了解也未尝不可㊂根据以上对于晶体的分析,从实验安全㊁实验材料的普及性以及操作难度角度来说冰的确是最佳的选择,近5年的文献提出的实验改进也多是基于冰的熔化与凝固提出的㊂根据以上的分析提出改进的实验方案㊂(一)实验仪器与材料铁架台㊁试管(12mm~15mm)㊁烧杯㊁温水(30ħ~40ħ)㊁自制螺旋型搅拌器(铜丝)㊁自制降温器(烧杯内装硝酸铵水溶液)㊁碎冰10g (不超过6cm)㊁计算机辅助物理实验系统(DIS)㊂(二)实验操作①将碎冰加入试管中,插入搅拌器与温度传感器,起始温度在-5ħ左右为宜,将试管放入水浴中加热,搅拌加速熔化㊂②观察计算机生成的图像,待熔化结束后2min结束实验㊂③将试管从水浴中取出放入自制降温装置中,搅拌,在1ħ时加入晶核,充分搅拌,待全部凝固2min后结束实验㊂上述实验方案,在时间方面,利用水浴加热㊁自制金属搅拌棒以及冻盐水或硝酸铵水溶液降温可有效缩短实验时间,解决了冰导热性差㊁耗时长的问题;在自制降温器中保存可以解决冰熔点低难以保存的问题;DIS采集温度准确且数目多,可以让学生更清晰地观察到实验中晶体温度的变化㊂参考文献:[1]刘炳昇,李容.义务教育教科书物理八年级上册[M].3版.南京市:江苏凤凰科学技术出版社,2019:39-41.[2]陈晓艳.基于用DIS系统对晶体凝固和熔化的研究[J].物理通报,2015,(11):83-84.[3]汪维澄.凝固与熔化创新实验装置[J].教学仪器与实验,2014,30(5):55-56.[4]方军.水的凝固和熔化实验的探究[J].物理教学探讨,2007,(4):37-38.[5]李安生,吴全洲.晶体熔化实验失败原因的类比分析[J].安阳师范学院学报,2002,(5):41-43. [6]郝详,蔡秀莲.用海波做熔化凝固实验的困难与更好实验物质的选择[J].物理通报,1999,(2):22 -23.[7]付荣兴.初中物理熔化和凝固实验的研究[J].教学仪器与实验,2013,29(12):12-13.[8]任俊仙.晶体熔化和凝固实验的改进[J].物理实验,2011,31(12):15-16.[9]龙绍洲.晶体熔化实验的改进[J].实验教学与仪器,2016,(S1):70-71.[10]夏守行.晶体熔化与凝固实验的改进[J].实验教学与仪器,2010,27(Z1):55-56.[11]吴兆军,高佳利.熔化和凝固的实验改进[J].湖南中学物理,2017,32(5):57-58.[12]满玉珍,陈歌实,张丽,刘守谦.做好海波晶体的熔化与凝固实验的两个要点[J].物理通报,1996,(4):22.[13]王友贵.固液分离法海波熔化实验器[J].物理教师,2001,(8):28-29.[14]吴爱华.探究物质的熔化和凝固的实验改进[J].物理通报,2012,(11):81-82.[15]陈宏.制氨试管破裂后的探索[J].中学化学教学参考,1989,(5):40-41.[16]张雪,徐莹,于海波.热力学视角下晶体的熔化与凝固实验问题探究[J].物理实验,2018,38(2):59-62.[17]况朝晖.海波熔化和凝固实验的探索及思考[J].实验教学与仪器,2009,26(4):30-31.[18]张仪成.让物质熔化和凝固实验真正成为学生的随堂实验[J].物理教学探讨,2009,27(10):21-22.[19]陈洪云.HPCI-1物理实验微机辅助教学系统应用(四) 研究晶体的熔化与凝固实验[J].教学仪器与实验,2002(11):14-16.65。

关于熔化与凝固实验一些改进方法

关于冰熔化与水凝固实验的一些改进方法
一．实验装置的改进
很多晶体是热的不良导体，在熔化和凝固过程中各处温度不均匀，以致不能准确测温，常温下可在试管中放置辐射铝框，再注入适量的水，先做凝固实验，后做熔化实验，因为铝材的良好导热性和辐射状的特殊结构，能够使冰（水）受热均匀。

也可在碎冰中插入金属螺旋搅拌器，使碎冰充分交换位置，以实现均匀受热。

二．加热方式的改变
用冰做熔化实验时，常温下水浴加热易解冻，试管内外温差小，增加一定温度范围内的测温点数，可使实验曲线更准确，该方法比用手握住试管底部加热或用50℃的温水水浴加热效果好。

在做的凝固实验时，可选用经济实惠、使用适量的冷冻剂，如冰和食盐混合溶解或水和硝酸铵混合溶解，以获得实验所需的温度。

三．实验时间的控制
作为演示或课堂学生分组实验，应尽量使熔化和凝固的全过程在15∽20min内完成，控制办法为：
①对冰凝固后温度不宜降得太低（-5℃左右），熔化后温度不应升得太高（5℃左右）。

②突出熔点（凝固点）。

熔化（凝固）时间控制在3∽4min,固体（液体）升温（降温）时间一般控制在2min左右。

③为了增加实验曲线的描点数，可以每隔0.5min读取1次温度值，观察1次物质的状态。

晶体熔化实验的改进

晶体熔化实验的改进晶体熔化实验是化学实验中常用的一种实验方法，主要用于研究物质的熔化过程，以及熔化过程对物质性质的影响等。

然而，在实际操作中，往往会遇到一些问题，比如实验结果不够准确，操作难度较大等。

因此，对晶体熔化实验的改进，将对实验结果的准确度和实验效率的提升有着重要的作用。

一、改进实验方法传统的晶体熔化实验通常是在试管或烧杯中进行的，需要用火焰进行加热，这种方法存在一些问题，比如加热所需时间长、加热效果不稳定、温度难以控制等。

因此，为了提高实验的准确度和效率，我们可以采用以下改进方法：1. 微波加热法微波加热法是一种比较新颖的实验方法，采用微波进行加热，可以使温度的变化更加精确和稳定。

实验过程中，可以选择合适的微波功率和时间，保证加热的效果和速度，从而获得更高的实验精度和效率。

2. 溶液法溶液法是另一种新颖的实验方法，通过将晶体置于溶液中进行加热，使其熔化。

相比于传统的加热方法，这种方法更加稳定和准确，可以避免加热不均匀等问题，从而获得更可靠的实验结果。

二、改进实验设备实验设备的改进也是提高实验准确度和效率的重要手段。

在晶体熔化实验中，我们可以采用以下设备来替代传统的试管和烧杯等设备：1. 比色皿比色皿是一种具有透明、平直、无色的特点的容器，可以用于实验液体的分析等，它能够减少温度变化的影响，从而提高实验准确度。

2. 恒温水浴恒温水浴是另一种可靠的实验设备，可以使实验温度更稳定和均匀，从而避免加热不均匀、温度波动等问题，提高实验结果的准确度。

三、改进实验步骤实验步骤的改进也是提高实验准确度和效率的重要手段。

在晶体熔化实验中，我们可以采用以下步骤改进：1. 清洗和干燥在实验开始之前，应该对实验设备进行充分的清洗和干燥，以避免杂质和水分的影响。

清洗设备时，可以使用一些清洗剂、去离子水等，从而确保设备的清洁度和干燥度。

2. 反复试验在进行实验时，可以进行多次反复试验以获得更可靠的实验结果。

实验中应该注意实验条件的控制、实验时间的掌握、样品添加量的控制等，从而避免实验误差和可疑结果。

“科学探究熔化和凝固”教学案例分析及改进

“科学探究熔化和凝固”教学案例分析及改进一、教学案例分析熔化和凝固是初中物理课程中的重要内容，教师在教学过程中需要帮助学生理解这一概念，并能够运用所学知识进行解决问题。

以下是一节关于科学探究熔化和凝固的教学案例分析：主题：科学探究熔化和凝固教学目标：通过实验，学生能够观察和描述固体物质熔化和液体物质凝固的现象，理解熔化和凝固的基本原理，并能够解释这些现象的成因。

教学内容：熔化和凝固的概念及实验现象教学步骤：1.导入：通过提问引导学生回顾固体和液体的不同特性，引出熔化和凝固的问题。

2.展示实验：教师展示用烛台烛蜡做实验，观察熔化和凝固的现象，让学生记录观察结果。

3.学生实验：学生分小组进行类似的实验，利用烛蜡或其他物质进行观察和记录。

4.分析实验结果：学生在小组讨论后，汇报实验结果和观察到的现象，让全班讨论熔化和凝固的原理。

5.总结：教师进行总结，让学生掌握熔化和凝固的概念和原理。

6.拓展：引导学生思考更多关于熔化和凝固的问题，并鼓励他们进行更多实验和观察。

教学反思：在教学过程中，学生参与度较高，能够通过实验来帮助他们理解熔化和凝固的现象。

但是在讨论和总结环节，部分学生对于熔化和凝固的原理仍不够清晰。

因此，在下次教学中需要重点加强对于原理的讲解，帮助学生建立更深入的理解。

二、改进方案为了提高教学效果和帮助学生更好地理解熔化和凝固的过程，可以有以下改进方案：1.强化理论知识讲解：在教学中，可以加入更多简单易懂的实验来帮助学生理解熔化和凝固的原理。

同时，教师可以针对不同学生的认知水平，提供更多解释和例子，帮助学生建立起更牢固的概念框架。

2.提倡合作学习：通过小组讨论和合作实验的方式，可以激发学生的学习兴趣，促进学生之间的思维碰撞和交流。

同时，老师可以在小组讨论中引导学生，帮助他们从不同角度思考问题，提高对于熔化和凝固的理解深度。

3.添加互动环节：在教学中融入一些轻松活泼的互动环节，例如游戏、竞赛等，可以让学生更好地参与到课堂中，提高他们的学习积极性和主动性。

晶体的熔化与凝固实验研究实验报告

晶体的熔化与凝固实验研究实验报告姓名：学号：【实验目的】1、研究如何指导中学生的分组实验。

2、如何做好指导学生做好实验记录和绘制实验曲线并用曲线解释物理现象。

3、找出做好本实验的关键问题及误差产生的主要原因。

【实验器材】温度计（100℃）2个、烧杯（400~500ml）、试管、酒精灯、石棉网、支架、秒表、晶体（硫代硫酸钠，俗称海波）等【实验方法】本实验利用“水浴法”观察并测量海波在加热及冷却过程中的温度变化，从而绘制出海波的熔化和凝固曲线，并用曲线确定其熔点。

1、在试管内放入温度计和海波，海波约占试管的1/3左右。

2、在烧杯内放入预先加热温度为40℃的热水，水量以能浸没试管中的海波为准。

3、按上述装置图装置仪器，点燃酒精灯待海波的温度稳定上升到43℃时开始计录，每20s记录一次温度知道55℃为止。

4、将酒精灯盖灭撤去，是融化的海波和烧杯中的水一起在空气中冷却，在降温的同时每隔1分钟记录一次温度变化，读到40℃为止。

5、当海波开始融化到全部融化的过程中，要不断搅拌，尤其在凝固的过程中当看到有闪闪发光的晶体析出时更需要不断搅拌直到海波全部凝固。

6、整理实验仪器用品，根据实验数据在坐标纸上绘制出海波的温度随时间变化的熔化和凝固曲线，并从中确定海波的熔点。

【实验数据及其处理】1、熔化过程时间0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 /1×20s温度/℃43 43.5 44 44.5 45 45.5 45.5 45.5 46 47时间10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 /1×20s温度/℃47 47.5 47.5 48 48 48 48 48 48 48时间20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 /1×20s温度/℃48 48 48 48 48 48.5 49 49.5 50 51时间30 31 32 33/1×20s温度/℃51.5 53.5 552、凝固过程时间1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 /min温度60 58.5 58 57.5 56.5 56 55.5 54.5 54 54 /℃时间11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 /min温度53.5 53 52.5 52 51 50 49.5 49 48 48 /℃时间21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 /min温度47 47 46.5 46 45.5 45.5 44.5 44.5 44 44 /℃时间31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 /min温度43.5 47 48 48 48 48 48 48 48 47 /℃时间41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 /min温度46 45 44 42 41 40/℃3、熔化凝固曲线根据实验曲线可知：海波熔点：48℃海波凝固点：48℃【实验反思及实验改进】1、水浴法：直接用酒精灯加热海波导致受热不均匀，物态变化不明显；由于水的导热性不好，可用水浴法使海波受热均匀，便于观察物态变化；使用水浴法时要将装海波的试管浸入水中保证海波全部在水面下，并对海波不断搅拌使其各部分受热均匀。

“晶体熔化和凝固”实验的注意事项

“晶体熔化和凝固”实验的注意事项兴仁中学冯爱云“晶体熔化和凝固”实验在初中物理实验教学中具有重要地位，但是做起来难以成功，但在教学中我们只要适当注意一些实验细节就能获得较好的实验效果。

对此实验的改进从以下三方面进行阐述。

第一：用奈做实验的注意事项。

奈本身导热性不强，且奈粉颗粒之间充满空气，而空气也是热的不良导体，致使真实的熔化过程是从外到内进行的，经常出现的情况是外层奈熔化，温度高于800C，内层奈还是固体，温度低于800C，凝固过程也类似。

所以实验要成功必须注意以下细节：（1）在奈中加适量的水。

（2）采用螺旋状搅拌器。

（3）严格控制温度。

（4）合理选择仪器，控制水量。

（5）药量要恰到好处。

（6）注意温度计的位置。

（7）注意时间的控制。

第二：用海波做实验的注意事项。

用海波代替萘做晶体熔解和凝固实验有如下优点：1、海波的熔点较低，加热容易，节省了完成实验的时间。

2、实验过程中没有刺激性气味。

3、实验和清洗都方便，提高了实验的成功率。

4、节省了实验经费的开支，因为凝固后的海波稍一加热，很容易倒出，可供下次实验再用。

（一）实验步骤：（1）用海波25克装在大号试管里，在试管内一侧插入一支温度计，温度计应尽量靠近试管壁但不与试管接触。

（2）用一只烧杯装入温度约400C的热水400C。

（3）将上述部件照图1-1组装在铁支架上，再用酒精灯加热。

（4）待温度计读数上升至400C后，每隔一分钟读取一次温度，读到520C为止，在加热过程中要不断地用玻璃棒搅拌海波，使温度均匀。

（5）将酒精灯盖灭并取去，让烧杯中的水及试管自然冷却，并要不断地搅拌液态海波，使温度均匀。

（6）待海波温度降到490C之前液态海波撒5克海波晶体，并随之搅拌，即可排除过冷现象。

（7）当液态海波开始凝固4分钟后，往烧杯中加入适量的冷水，以便节省时间，直到全部凝固为止。

（8）再将试管放入水浴中加热到480C，取出体温计，擦试干净，将海波倒出，可供下次实验用。

晶体熔化实验教学的改进及注意事项

晶体熔化实验教学的改进及注意事项晶体熔化实验所涉及的物理知识面较广、所使用实验器材较多、所耗费实验时间较长，实验过程较为复杂，难以操作. 对于初中生，因其掌握物理知识及动手能力有限，故而较难独立将实验完成. 因此，针对中学生的特点和掌握物理实验、物理知识的现状，中学物理教师对晶体熔化实验教学进行改进并告知学生实验中所注意事项就异常重要. 下面主要就晶体熔化实验教学的改进及注意事项进行分析.一、晶体熔化实验中的常见问题1．晶体熔化实验出现的外部晶体已经熔化，但晶体内部温度尚未到达熔点.2．熔化过程很不明显且难以看到温度保持不变的过程.这两大问题在很大程度上给教学带来了难度，以上问题光靠教师讲解较难被学生接受，但若强行给以灌输也会对学生今后产生不良的影响. 因此，改进晶体熔化实验教学方法势在必行.二、晶体熔化实验中常见问题的原因1．有的教师为了争取时间都是先用较高温度的热水后用酒精灯给其加热，如此一来水温就上升较快，短时间内晶体外部的温度就到达了熔点，然后晶体就开始熔化了. 又因短时间内晶体内吸收的热量较少且温度很低，所以才会出现外部熔化，内部却还在升温的现象. 在内部温度上升至熔点后，所有晶体几乎全部熔化，因而也就难以观察到温度没有变化的过程.2．海波为热不良的导体，因而传热较慢，导致内外温差较大，这也是实验失败主要原因.三、晶体熔化实验教学的改进措施1尽量保持水温和晶体温度不要超过了3° C,只有这样才能保持热传导的均匀，使晶体内外温差较小且延长了实验时间，便于学生观察.2．要加快晶体的传热速率，让晶体内外均充分受热，针对学生特点，要按常规思维程序和探究方法来指导学生，要教会学生方法，引导学生多思考、猜测、多提问题，并带着问题和猜测来操作实验并协助其改进所存在问题.3．在装好相应设备后，将酒精灯点燃并加热，加热的过程中要对水温严格控制不可超过海波温度的3° C.在出现超过海波温度3°C的情况下，就要立刻停止对其加热，直至两个温度计指示温差在2°C左右才可继续加热.4．加热过程中还需不断对其搅拌以便内外受热一致，在晶体里面温度高达42°C的情况下，就要开始记录，并记录1分钟，要保持这段时间内变化均匀，在海波每上升1°C时，变化要一致.5.在外表水温升至47 °C的同时，还需进一步控制晶体内外部温差，温差要保持在1°C以内，晶体准备熔化时，要保持温度基本不变，熔化过程要维持 3 分钟以上，以便整个过程清楚观察.6．海波全部熔化后，这时温度就会上升，结束实验是在两分钟之后.7．教师要训练学生对表格进行设计，并填入相应测量的数据，然后按照数据描绘图象. 不同学生所掌握程度各不相同，教师应当有耐性，针对学生实际情况给予指导以提高教学效果，促进晶体熔化实验教学的顺利开展.四、晶体熔化实验注意事项1.实验开始前注意事项. 在晶体熔化实验前，教师要将观察对象对学生讲解清楚，要引导学生有目的、有意识地观实验过程，避免学生不知道主题、漫无目的的试验，以致实验丧失原本意义.2.教师备课注意事项. 实验开始前，除了学生做好相应准备外，教师也需做好备课. 教师实验前准备必须充分，对于演示实验它是教学的主要手段，因此需教师仔细研究并备课，课前教师最好先自身实验一次以便思考实验中可能存在问题，同时还需做好试验中可能出现故障思想上的准备，以免出现难以预料情况发生或演示失败后的手忙脚乱.3.实验途中注意事项. 实际操作中，教师要用科学语言表达和规范操作来引导学生养成严谨科学实验态度，避免学生将生活中的不良习性和随意性带到实验中，如安装实验器材时，要先安装烧杯，再安装温度计.此外，还需掌握各器材的使用方法，不断归纳总结，为培养学生形成良好物理素养，教师语言一定要具备准确性、专业性、规范性和科学性.综上所述，针对以往晶体熔化实验出现的外部晶体已经熔化，但晶体内部温度尚未到达熔点及熔化过程很不明显且难以看到温度保持不变过程的现象，教师可以有针对性地采取改进措施，促进晶体熔化实验的顺利进行，培养学生的动手实践及思考能力，从而提高教学效果.。

熔化和凝固实验的改进

熔化和凝固实验的改进现行苏科版《物理》（八年级上）第二章第三节《熔化和凝固》教材在引入熔化和凝固两个概念后，通过让学生完成“冰和松香的熔化”实验探究活动总结得出晶体与非晶体不同的熔化特点。

该实验如果按照课本图3-28所示方案进行操作，即把碎冰和碾碎的松香分别放入烧杯和易拉罐中，在冰块和松香中插入温度计，记下它们的初始温度，然后用酒精灯对它们进行加热观察其温度与状态变化情况。

在教学实践中我们发现，对于探究松香的熔化与凝固特点，学生一般能顺利完成，得出正确的结论：非晶体没有一定的熔化温度。

但冰的熔化实验，学生则很难做好。

出现的问题是：一、学生难以观察到冰在熔化前吸热升温但状态保持不变这一物理过程，原因是秋季外界气温仍然很高，教师必须当堂把冰箱中取出的冰块逐份分发给每组学生，让学生迅速安装好实验装置开始实验。

虽然这样处理，但此时冰的温度仍然不断升高，达到-2℃到-1℃已经快接近0℃，有的甚至已经开始熔化了。

二、用酒精灯加热学生很难控制火候，在熔化过程，烧杯中的冰块尚未全部熔化，而此时冰水混合物温度并不保持在0℃不变，其温度已达到4-5℃，由于实验误差较大，学生对晶体的熔化特点就难以得出正确的结论，甚至会形成错误的概念。

因为做好这个实验的难度较大，因此有些老师干脆不开这个学生探究实验，教学效果大打折扣。

为了方便操作，确保实验的成功率，在教学中我们利用冰盐水作为速冻剂对这个实验作了多方面的改进，收到了较好的教学效果。

制作冰盐水非常简单，只要将浓盐水装在水槽里，放到电冰箱的冷冻室里进行冷冻，一夜过后，在水面就会结有一层松软的碎冰，其温度可达到-22℃。

此时，如果我们把装有少量水的玻璃试管插入其中在5分钟左右的时间内，就能使试管里的水迅速结成冰。

课前我们教师必须提前做好的准备工作为：一、用D15╳150mm的小试管代替烧杯，在试管中注入适量的水（水量不宜太多，实践证明也不需要太多，只要能将温度计的液泡浸没即可），把装有橡皮塞食用油在冰盐水中冷冻水和把温度计安装在装水的试管中的温度计插入试管水中，并调整其液泡在水中的深度使液泡稍稍低于水面且不能碰到试管的底和壁。

晶体的熔化与凝固的改进研究

晶体的熔化与凝固的改进研究一．理论依据：(1)方法：水浴法改为水浴辐射法(2)理论：从小学的时候我们就已经知道，物质的存在状态有三种（固态，液态，气态）。

我们物质从固态变为液态的过程叫做熔化；物质从液态变为固态的过程叫做凝固。

有一些固体在熔化过程中尽管不断的吸热，温度却保持不变，像这类有确定的熔化温度的固体叫做晶体。

没有一定熔化温度的固体叫做非晶体。

晶体在熔化时的温度叫熔点;晶体在形成是也有一个确定的温度叫做凝固点。

二．提出问题：1.使用“水浴辐射发”有何优点，怎样正确使用这种方法。

2.绘制出熔化曲线和凝固曲线，观察它们有什么特点？所得出得熔点和凝固点是否相同？如果不同，是什么原因造成的？三．怎么研究：晶体的熔化和凝固实验是人教版八年级物理第四章物态变化中的重要实验。

晶体是固体物理学的主要研究对象，现代科技及新材料应用更离不开它，它是由原子或离子、分子等按一定规律排列而成，是固体中的一大类别，中学物理中的晶体部分主要讲述晶体的宏观性质，而晶体的熔化和凝固过程体现了晶体的本质特征并用以区别晶体与非晶体的主要方式，所以晶体的熔化和凝固实验在初中物态变化的教学中有着举足轻重的地位，通常实验使用的“水浴法”较难获得教科书中欲得的加热曲线图和冷却曲线图，这样对概念的阐述就缺乏说服力，学生对晶体特征的理解就很困难。

针对这个问题我们将“水浴法”改为“水浴辐射法”，从而使实验曲线与教科书中欲得的曲线完全吻合，充分展现出了晶体的熔化和凝固的特点，现介绍如下：（1）.实验方法的改进原“水浴法”之所以难以得到教科书欲得的图象，主要原因在于使用“水浴法”虽然比直接加热法优越，但晶体仍不能均匀受热，晶体局部熔化从而难以得到稳定的熔点。

为避免这缺陷，我们在原盛放晶体的小试管外又套一大试管。

这样酒精灯对烧杯中水加热，水再对隔有空气层的小试管以辐射的方式加热，从而使晶体整体受热。

具体操作时只需适当调试酒精灯火焰的大小，即可使晶体均匀受热温度基本平稳上升，并且熔点可维持较长一段时间，直到全部熔化温度才将上升，在整个实验过程中不再需要调节火焰的大小和搅拌晶体，仅仅是按一定时间间隔观察记录三支温度计的示数即可，可见此法操作简便效果十分明显。

《晶体的熔化演示实验的改进》中学物理创意实验设计

（三）实验效果
采用这种方法，很容易得出海波晶体的熔点相同的数据，实验不用手忙脚乱。然后在图像上描点，能得出很好的晶体熔化曲线。与石蜡的熔化曲线对比，效果很好，很能说明问题。
自治区评委会意见
（盖章）
年月日
其实我在教学中只是做了一点点改动，使实验效果很好。就是加一只温度计监控大烧杯中水的温度不要太高。
（二）实验方法（或实验过程）
本实验在实验中采用水浴法给大试管中的海波加热，在烧杯中再加一只温度计，监测水温，使水温不要超过60℃左右（海波晶体的熔点是48℃）。高了把酒精灯去掉，水温下降到55℃左右时，再用酒精灯加热，控制水温不要太高，其它实验操作过程不变，实验效果特别明显。
《晶体的熔化演示实验的改进》
中学物理创意实验设计
作品全称
《晶体的熔化演示实验》的改进
学校年龄
初、高中组
指导老师
性别
年龄
（一）设计原理(含原理图和实物图、主要解决的什么问题）
本实验在教学中如果单纯地按照课本上面的方法去做实验的话就会发现,当温度达到晶体的熔点时,温度并没有在熔点处保持一段足够长的时间,而是在继续上升,只不过上升的速度减慢了而已，据我了解，一些学校的教师由于实验效果不好，在教学中只是讲实验。

关于晶体熔化实验的几点建议

关于晶体熔化实验的思考人教版八年级物理上册第三章第二节《熔化和凝固》中有一个科学探究活动：探究固体熔化时温度的变化规律。

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，做了以下的思考：1．选择合适的温水海波在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。

2．给海波加热要缓慢均匀实验中如果加热太快，试管中各部分晶体受热不均匀，与外壁接触部分先熔化变为液体，且温度继续升高，而中间固态部分还未熔化，这样会严重影响实验结果，导致错误结论。

水浴应缓慢加热时，使试管内外温度差保持在5℃左右，在海波熔化过程中应保证水温不超过51℃。

3．不停止对海波的搅拌由于海波是热的不良导体，当试管中有液态开始出现时，为了保证管壁处和中间部分的温度一致，要不断搅拌海波。

4．及时调整温度计的位置温度计测得的温度只能反映温度计玻璃泡周围样品的温度，而不能反映整个样品的温度变化。

当试管中外围的海波开始熔化时，玻璃泡的附近的温度有可能没有达到熔点，这时学生就观察到温度尚未达到熔点，海波已经熔化的现象；有时温度计玻璃泡的附近的海波已熔化完成，并且温度已开始上升，但整个样品还没有完全熔化，学生就会认为，海波还没有熔化完，而温度已经上升。

所以在海波熔化过程中应及时调整温度计的位置，使玻璃泡始终处于固、液的交界处。

实验中注意到以上几点，那么海波熔化过程中状态变化会很清晰，并且熔化时温度不变的现象也会很明显。

晶体的熔化实验的改进与评析

晶体的熔化实验的改进与评析吉首市二中周贤芳一、实验在教材中的地位和作用“晶体的熔化”是人教版八年级上册物态变化的第一内容，是中学物理中的重要实验之一。

它是学习物态变化的起点，是在学习温度的基础上，第一次通过实验，绘制图象来研究物质随温度的变化规律。

本实验有利于培养学生的观察能力，实践能力，分析概括能力，合作能力。

二、实验原型及不足之处实验原型：1、通过观察蜡和海波的熔化过程，在坐标纸上绘制出蜡和海波熔化时温度随时间变化的图象；2、根据对实验数据的整理和分析，总结出海波和蜡在熔化前，熔化中和熔化后三个阶段的温度变化特点。

让学生了解晶体和非晶体在熔化中的温度变化规律。

不足之处：1、教材中用颗粒状海波作为实验材料，海波颗粒间的空隙影响了热传导的连续性。

2、实验中采用酒精灯加热，火源大小不易控制。

学生做出的实验结果是：海波不断熔化，温度不断上升，与教材中所讲述的晶体熔化时温度保持不变的规律有偏差。

三、实验的创新与改进之处1、对实验装置进行改进：原课本中装置改进的装置说明：改进后的装置用电给热水加热。

可以通过调节电压的高低来调节火源的大小，便于控制海波和水的温度差恒定。

2、对实验材料形状进行改进在实验前先把海波熔化，让其凝固成一整块晶体作为实验材料。

整块晶体比颗粒状晶体更有利于热传导。

在熔化海波时还可以把试管底部的部份杂质去掉，有利于提高海波纯度。

3、对实验加热方法进行改进。

本实验成功的关键在于加热的技巧。

因此在实验中应注意加热的方法。

开始用12V的电压加热。

当水温升高到48℃时，把电压调为6V。

这时要注意控制小试管内外温度差保持在2℃。

当海波熔化完毕时，再把电压调为12V。

这样可以达到比较理想的实验效果。

实验效果：四、实验器材整块晶状海波、熔化实验装置、45℃左右的热水、学生电源、温度计（2只）、停表、坐标纸。

五、实验过程：1、提出问题：晶体熔化时温度的变化有什么规律？2、进行猜想3、进行探究①按实验装置图组装好实验装置，把盛有整块晶状海波和插有温度计的小试管放入熔化实验装置中。

八年级上册物理《熔化和凝固》优秀教学反思（通用5篇）

八年级上册物理《熔化和凝固》优秀教学反思作为一位到岗不久的教师，课堂教学是我们的工作之一，通过教学反思可以有效提升自己的教学能力，那么优秀的教学反思是什么样的呢？下面是小编整理的八年级上册物理《熔化和凝固》优秀教学反思（通用5篇），欢迎大家分享。

八年级上册物理《熔化和凝固》优秀教学反思篇1今天我的三个班都学习了〈熔化和凝固〉，尽管课前我做了充分的准备，可是课上下来，效果与我想象的有很大差距。

给二班上课时，我准备按照实验课的几个环节讲下来，却省略了最重要的“进行实验”环节，而是准备放到下一节课专门做实验。

然后给出了学生实验数据，并由数据进行分析从而得出结论。

可是我发现，由没有“实验”的数据得出结论，每一句结论都显得那么牵强。

而且，由数据得出结论的分析过程有点混乱，没有逻辑性，想到哪说到哪，这说明备课还不够扎实。

以后的实验课的备课要在“分析得出结论”时的语言准确、简练和逻辑性上下功夫在接下来的三班和四班上课之前，我抓紧时间准备了小组实验器材，用了两节课时间。

在三班上课时，由于“实验前的准备”讲解过多，致使实验时间只剩下十分钟，实验没做完就下课了。

四班的课在三班的下一节，由于实验的准备不够充分，四班实验时三班做过的石蜡还没有凝固，致使课上耽误了不少时间换水，换蜡，这样一来，做实验的时间就有点苍促。

所以，在以后的实验课前，一定要做好充分的`准备，不能偷懒。

八年级上册物理《熔化和凝固》优秀教学反思篇2本节内容分为两个课时较好第一课时：讲解熔化、凝固的概念，探究固体熔化的特征：温度变化情况，吸放热情况，物质状态变化情况。

让学生经历提出问题-猜想假设-设计方案进行实验-收集数据和分析数据-得出结论-交流和评估的探究过程。

教师分析实验中的注意事项，如水浴法加热的目的-缓慢均匀加热，酒精灯的使用-灯帽盖灭，外焰加热等。

最后学生分析数据得出固体熔化时温度的特点，得出晶体和非晶体熔化的特点。

第一课时完（时间基本上够）第二课时讲解凝固特点，熔化和凝固图线及特点。

熔化和凝固实验教学中优化和改进的一点见解

“熔化和凝固”实验教学中优化和改进的一点见解一．“熔化和凝固”实验教学中的困惑本人在教学物态变化的“熔化和凝固”时，会产生疑惑，熔化和凝固实验到底要不要做？实际上该实验无论用冰或用海波来做，从准备到操作都比较麻烦，而且实验不容易做，“晶体的熔化和凝固”在初中物理实验教学具有重要的地位，但是做起来难以成功；其主要原因是，萘本身的导热性不强，且萘粉颗粒之间充满空气，而空气也是热的不良导体，致使真实的熔化过程是从外到内实行的．经常出现的情况就是当外层萘熔化完成，温度高于80℃时，内层萘尚处于固态，温度低于80℃．凝固过程也类似；二．“熔化和凝固”实验的改进力。

但去年八年级的一次探究活动，自我感觉很有心得。

在上八年级上册《熔化和凝固》这个节课时，我讲了熔化和凝固的概念后开始演示硫代硫酸钠（海波）和松香的熔化实验，因为考虑到上课时间较为紧迫，所以没有演示凝固过程，直接讲述硫代硫酸钠凝固的特点。

课后，我和学生在整理实验器材时发现放在烧杯中试管里的硫代硫酸钠并没有凝固，还处于液态，试管倾斜时液体还在流动，而放在试管内的温度计却显示为180C，大大低于硫代硫酸钠的熔点480C。

为什么晶体的温度降到凝固点以下仍然不会凝固呢？是温度计的读数有误还是硫代硫酸钠有问题？在此同时我振动试管，忽然发现试管内壁的硫代硫酸钠出现了凝固现象而温度计的示数快速上升，一直到480C后保持不变，试着用手触摸试管壁觉得原来冰冷的试管壁变得有点烫手了。

这是为什么呢？难道硫代硫酸钠的熔点和凝固点是不同的？一大群学生围着我一个劲问我为什么，我一下子也答不出原因，所以告诉学生我回去寻找答案后再给他们解释。

课后我在网上查找了一些资料，然后决定与学生们一起实行科学实验探究，用实验来解释这个现象。

1、创设情景，提出问题利用中午管理时间我对全班学生描述了上节课的情景；把学生分成四大组（考虑到实验室的器材不足），每组由3个4人讨论小组组成，设立小组长和大组长。

晶体非晶体熔化凝固实验的改进

JIAO HAI TAN HANG／教海探航晶体非晶体熔化凝固实验的改进高传刚初中物理课程标准中要求学生认识熔化和凝固现象；通过实验探究出晶体、非晶体的熔化和凝固的特点，以及知道晶体与非晶体的区别。

原教材苏科版八年级物理第二章第三节《熔化和凝固》中设计，用冰做探究晶体熔化特点的实验。

但实验中存在几点不足：1.冰的制取、保存、运输困难。

2.实验效果不理想，冰稍有杂质，熔点就不是0℃，而且熔化过程中由于冰是热的不良导体，所以温度仍在缓慢上升。

3.做凝固实验不方便。

而用镓做实验可以避免这些缺点，因为：①镓是金属导热性好；②镓的熔点30摄氏度左右比较适合。

③实验装置可多年重复使用。

一、为什么要进行实验改进苏科版初中物理教材中，《物态变化》是8年级上册的重点章节之一，其中的熔化和凝固是六种物态变化中的最重要的两种变化。

而探究晶体和非晶体的熔化和凝固特点又是教学中重点和难点，教材中为了攻克此难点，设计了利用冰和石蜡两种物质进行实验探究，从而得出晶体非晶体熔化的特点。

此实验在操作上比较困难，其原因主要是：1.冰虽然容易保存和制取，但把冰拿到教室进行学生分组实验非常麻烦，等学生做实验时冰已经开始熔化了。

2.冰是热的不良导体，熔化均时受热不匀，实验数据偏差比较大，很难得出理想的实验数据，不能很好的说明晶体熔化时温度不变这个特点，即使用碎冰或霜效果也不理想，做出的温度随时间变化的图像与预期的差别很大。

3.探究完冰熔化实验后，再探究晶体凝固实验，非常困难。

一般教学过程的处理都是由熔化直接进行推导得出晶体凝固是温度也是不变的，同种晶体的熔点和凝固点相同这个知识点。

但这样处理说服力不强，学生印象不深，理解也不透彻。

针对上述现象，本人用金属镓代替冰进行探究晶体熔化的实验，取得了较好的效果。

二、镓和猪油的性质镓在巴黎由布瓦博得朗于1875年发现。

纯镓是银白色的，可以浸润玻璃，熔点为29.76℃，沸点是2403℃，密度是5.904g/ cm3, 在大约1500℃时有很低的蒸汽压.单质镓无毒(目前已知重金属中唯一无毒的, 医药研究也会用的镓: 枸橼酸镓注射液), 但如果你要把玩单质镓, 建议带手套。

晶体熔化实验的改进

晶体熔化实验的改进
乌海市第十六中学周楠楠
一、《课标》对本实验的要求经历物态变化的实验探究过程知道物质的熔点了解物态变化过程中的吸热和放热现象

二、教材中的实验设计

将海波晶体放入试管中，温度计插入试管中用酒精灯对其进行水浴加热，观察并记录海波温度的变化。Βιβλιοθήκη 三、教材中实验设计的主要缺陷
分钟温度分钟温度
0
0. 5
1
1. 5
2
2. 5
3
3. 5
4
4.5 5
5.5 6
40
42 44 45 46 46 47 47 48
7.5 8 8. 5 9 9. 5
48
48
11.5 53
48
48
6.5 7 48
10 10.5 11 52
48 48 48 48 48 49 50 51
绘制海波熔化时温度随时间变化的图像
细铁丝
温度计
海波铁架台
石棉网
改进后的实验装置
改进后的实验过程

1、组装仪器 2、点燃酒精灯，待海波的温度接近40摄氏度时，每隔半分钟记录一次海波的温度变化，并观察海波状态的变化 3、绘制海波熔化时温度随时间变化的图像，并总结海波的熔化特点。现象：海波熔化前和熔化后温度变化明显，熔化过程中温度不变。
五、自我反思与总结

原实验效果不明显困扰了我很多年，甚至由做实验变成了讲实验。通过对实验器材的改进，能够使海波更加的均匀受热，并且熔化时保持温度不变。然而实验研究是无止境的，以后我会继续对该实验进行研究，寻找出更加合理的实验方案，促进实验教学的发展。