晶体熔化

晶体熔化 晶体的熔化与凝固实验研究实验报告 张传奇 2012012784 一、 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。 二、 实验器材和装置图 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 装置图如图: 三、 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。 四、 实验数据 熔化:每隔20 S记一次数 N 1 2 3 4 5 6 7 T/? 43.0 43.5 44 44.3 44.7 45 45.4 N 8 9 10 11 12 13 14 T/? 45.8 46.2 47.0 47.6 48.0 48.0 48.1 N 15 16 17 18 19 20 21 T/? 48.1 48.1 48.2 48.2 48.5 49.8 50.7 N 22 23 24 25 26 T/? 51.6 52.6 54.0 54.2 55.0 凝固:每隔一分钟记一次数 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 T/? 62.0 61.6 61.0 60.2 59.8 59.0 58.0 57.5 56.9 56.4 N 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 T/? 55.5 55.0 54.5 54.0 53.6 52.9 52.3 52.0 51.7 51.0 N 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 T/? 50.8 50.5 50.4 50.0 49.3 48.8 48.0 47.8 47.0 46.9 N 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 T/? 46.4 46.0 45.6 45.2 45.0 44.4 44.0 43.9 43.4 43.1 N 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 T/? 42.8 42.4 42.0 42.1 47.8 47.8 47.8 47.6 47.3 47.2 N 51 52 53 54 55 56 57 58 59 T/? 46.8 46.7 46.0 44.9 43.9 43.0 41.8 40.8 39.9 五、 实验图像及分析 如图: 从实验图像可以看出海波的熔点是 48?,凝固点是47.8?。 对于海波熔化过程,从图中图像可以看出有大致的理论上的趋势,但是在真正达到熔化的过程时温度并不是长久的保持一定的温度不变,有较小的 波动,整个熔化过程持续有两分钟。可能的原因是自己的读数有错误,也可能是因为在熔化过程中搅拌不均匀,使整个系统受热并不均匀;还有就是可能因为海波不水的温度差控制的不好有点大。 对于凝固过程,可以明显看出实验出现过冷现象,究其原因是因为我们在做实验的过程中所用的试管是新试管,新试管是很洁净的,它缺少凝结核。要想使物体凝固的条件有两个,一是降低温度,另一个就是要有凝结核,而我们在做实验过程中是缺少凝结核的,所以出现过冷现象。当我们往试管中加了几粒海波后,迅速的出现了海波凝固的现象,在这里加海波就起到了加凝结核的作用。 从图像我们也可以看到,海波的熔点和凝固点是不一样的,造成这种现象的原因是因为海波的化学式为NaSO?5HO,可以看出它的分子式是含2232 有5个水的,所以会对实验结果造成影响,使实验中的熔点和凝固点值不一样。 六、实验反思及改进 在做实验过程中,我们得到的实验现象并不是很好,总结以后发现了很多的不足,其中包括使用新试管导致缺少凝结核而使海波的凝固过程发生过冷现象;同时在加热过程中,应该保持水温和海波的温差在3?之内,只有这样才能够很好的观察到实验现象;在海波的熔化过程我们的搅拌工作也并没有做好,没有使海波的受热很均匀等等。 下面谈一谈我对此次实验的改进的意见。 1、搅拌棒的设计 在本实验中根本就没有搅拌棒,在搅拌的时候用的是温度计,这显然不 合适,我认为要设计搅拌棒应该能使试管中的海波都能够被搅拌均匀,包括吸附在试管壁上的海波,所以可以将一个小的毛刷固定在温度计上,这样就可以单独靠旋转温度计来进行搅拌而不影响温度计的测量工作。 2、如何缩短实验时间 在以后的教学中,一节课只有40分钟,而也要把实验现象做出来,这次实验我们用了将近3个小时,所以要尽可能的改进实验,缩短试验时间。因为我们是已经知道晶体在熔化和凝固过程中的觃律的,所以在做实验的过程中不用每隔一定的时间测量很多的温度值,我们可以在晶体熔化前记录3到4个数据,然后迅速加热,当晶体融化时记录3到4个数据,最后再加热,在晶体全部熔化后在记录3到4个数据,这样就可以极大的缩短了实验的时间,同时也可以掌握晶体融化时的觃律,同理在晶体凝固时也可以同样这样做,将晶体迅速降温时可以将海波放到空气中,不用和热水一起降温,这样可以缩短时间。