探究海波和松香的熔化规律
第3章 物质的特性 · 第2节 物态变化
探究海波和松香的熔化规律出自浙教版七年级下册《科学》第3章,记录两种物质熔化的温度变化并绘图对比。晶体与非晶体熔化是物态变化的核心实验,也是中考图像题的经典素材。学生最易分不清熔化时温度是否变化,读不懂图像的平台段。优创优星科学馆(义乌1+1教育旗下)把晶体熔化图像拆段标注,帮孩子看懂平台、答准题。
实验情境
冬天大雪纷飞,大地银装素裹,又到了打雪仗、堆雪人的时候。不久、你会发现堆在室外的雪人慢慢变小,地上也多了一些水,那是因为雪人在熔化。雪熔化时会发生哪些变化呢?是不是所有物质的熔化都有一样的规律呢?下面就让我们来探究不同物质的熔化规律。
实验目标
- 认识物质的熔化过程,描述海波和松香在熔化过程中温度及状态变化的规律。
- 了解晶体有固定的熔化温度,非晶体没有固定的熔化温度。
- 学会绘制物质熔化过程的温度一时间图像,说明温度一时间图像的意义,练习用图像来表述物理量的变化规律,并从图像上得出海波的熔点。
- 在实验操作、观察、记录的过程中体会合作学习的重要性,养成协作的精神。
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 铁架台 | 固定实验装置 |
| 烧杯与试管 | 水浴法加热 |
| 酒精灯 | 提供热源 |
| 温度计 | 测量物质温度 |
| 海波和松香 | 晶体与非晶体研究对象 |
| 秒表 | 记录时间 |
| 坐标纸 | 绘制温度-时间图像 |
实验原理
晶体(海波)有固定熔点,熔化过程持续吸热但温度保持不变
非晶体(松香)没有固定熔点,边吸热边升温逐渐变软
采用水浴法受热均匀、升温缓慢,便于记录温度。
实验步骤与现象
- 1组装器材。,将粉末状的海波装入试管中(约装入三分之一试管).温度计A插入试管内的海波中。烧杯中加入约 左右的水,试管固定在铁架台上,并使其装有海波的部分全部浸没在水中。铁架台上另悬挂温度计B,用于测量烧杯中的水温。注意温度计A的玻璃泡要与海波充分接触,但不接触试管内壁及底部。温度计B的玻璃泡与烧杯中的水充分接触,但不要接触烧杯的杯壁、杯底与试管。
- 2加热。用酒精灯或电热保温器加热,维持温度稳定。实验刚开始时使烧杯内水的温度维持在 左右,待海波开始熔化时控制烧杯内水的温度比海波的温度高 以内。注意为了能用酒精灯更好地控制烧杯内水的温度比海波的温度高 以内,可以在老师的帮助下,先熄灭酒精灯,用剪刀将棉芯顶部剪去一部分,再点燃酒精灯、使酒精灯的火焰更小。
- 3观察海波的熔化过程。待温度计A的示数升高到 时开始计时,每隔0.5min记录一次海波的温度,并注意观察试管中海波的状态,把时间、温度数据和海波状态记录在表3-11中。当海波开始熔化时,用搅拌器搅拌,使海波均匀受热,直到海波全部熔化后,再记录4~5次数据,然后熄灭酒精灯,停止加热。表3-11 海波熔化记录表时间/ min00.511.522.533.544.555.56 海波的温度/℃40 海波的状态
- 4整理器材。实验完毕后,在海波凝固前及时取出温度计,并用试管夹夹住试管,把海波熔融液倒在一块铁板上凝固回收。
- 5观察松香的熔化过程。改用松香重复上述实验,研究松香的熔化过程。注意,当松香温度达到 时,每隔0.5min记录一次松香的温度,并注意观察试管中松香的状态,把时间、温度数据和松香状态记录在表3-12中。表3-12 松香熔化记录表时间/ min00.511.522.533.544.555.56 松香的温度/℃40 松香的状态 实验完毕后,在松香凝固前及时取出温度计,并用试管夹夹住试管,把松香倒在一块铁板上凝固回收。
- 6绘制熔化图像。将上面两个表格中的数据,分别标在该图和该图上,再用平滑的曲线将各个点连接起来,得到海波和松香熔化时温度随时间变化的图像。
- 7分析与总结。(1)根据你对实验数据的整理和分析、总结海波熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度变化特点。(2)根据图像,比较海波和松香熔化时的温度变化有什么不同。
- 8实验评价。请根据表3-13对自己的操作进行评价。
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点:
温度计放置液泡碰到试管底或管壁
后果:测到的是加热源温度而非物质温度
正确做法:液泡完全浸入物质中且不触壁不触底
加热方式酒精灯直接加热试管
后果:受热不均温度骤升,规律看不清
正确做法:用水浴法使受热均匀、升温平缓
现象分析认为平台期物质停止吸热
后果:晶体熔化特点理解错误
正确做法:平台期持续吸热、温度不变,吸热用于破坏晶体结构
实验图示


实验结论
海波熔化时温度保持在熔点不变,是晶体;松香熔化时温度持续上升,是非晶体;两者熔化过程都需要持续吸热。
拓展研究
- 1海波是热的不良导体,用水浴加热时,如果水温升得太快,会使试管内海波温差大,实验效果不好。空气的导热系数远小于玻璃,因此,用热辐射加热海波能避免上述缺点,不但能保证实验效果,而且缩短了实验时间。
- 2实验所用双层试管如图3-10所示,内外两个试管间的距离没有严格要求,一般几毫米即可。内试管可用一个盖子架在外试管上,温度计插在内试管下部的海波中。本实验所用海波较少,只需浸没温度计玻璃泡即可。
- 3整个实验装置的其他部分与该图相同。
- 4该实验方法和步骤与水浴法加热大体相同,只是现在已不需要搅拌了,凝固后的试管则留待下次再用。因双层试管之间只有不流动的空气,因此水浴加热时,大部分热量是以辐射的形式传递的。利用这种方法,再做一次海波熔化实验,并把这种实验方法跟水浴加热法进行比较,分析这种方法有什么优点。5 实验 观察水的沸腾
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 晶体与非晶体熔化的区别 | 七下第3章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 晶体有固定熔点熔化时温度不变,非晶体无。 |
| 熔化曲线的判读 | 七下第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 平台段即熔化过程、吸热温度不变,图像题必考。 |
| 海波松香对比 | 七下第3章 | ⭐⭐⭐⭐ | 海波晶体48℃熔化,松香非晶体逐渐软化。 |
| 熔化条件 | 七下第3章 | ⭐⭐⭐ | 达到熔点且继续吸热两条件缺一不可。 |
| 水浴法加热的好处 | 七下第3章 | ⭐⭐⭐ | 受热均匀温度变化慢便于记录,细节常考。 |
注:以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
常见问题
晶体和非晶体熔化最根本的区别是什么?
晶体有固定熔点,熔化时吸热但温度不变;非晶体没有熔点,吸热时温度持续升高。
图像中的水平段表示什么?
晶体熔化过程,此时持续吸热但温度保持在熔点不变,物质处于固液共存状态。
为什么要用水浴法加热?
让试管内物质受热均匀,且升温缓慢,便于及时观察状态变化并记录温度。
海波熔化开始前的温度上升段是什么状态?
固态海波吸热升温,尚未达到熔点,全部处于固态。
松香没有熔点怎么描述它的软化?
松香吸热后逐渐变软变稀、温度持续上升,没有固定的熔化温度,这是非晶体的典型特征。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
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