“熔化和凝固”实验改进初探
摘要：对物质的熔化和凝固的实验方法进行了改进。
利用空气、水浴法克服受热不均；利用萘代替海波克服海波熔化过快及海波的不稳定性；利用冰盐水法使实验操作更简便、更安全。
关键词：实验；熔化；凝固；改进
1. 引言
实验教学是科学课程教学中的重要环节，对于培养学生兴趣，激发学生学习热情，直观表现教学内容具有重要作用。
但在原有部分教材要求的教学实验中存在着一定的缺陷，有待我们这些教师去探索改进。
在浙江版七年级《科学》第四章第一节“物质的特性”中，熔化和凝固对于学生来说相当的熟悉。
本节教学目标的落实是通过“熔化和凝固”这一实验教学来实现的，通过实验教学使学生了解晶体和非晶体的区别，了解晶体在熔化或者凝固过程中的规律。
2. 原实验
2.1 过程：
在教材中使用硫代硫酸钠(海波)来进行探究实验。
如图，将装有硫代硫酸钠的试管放到盛水的烧杯内，缓慢加热，观察硫代硫酸钠状态的变化，从温度为40℃时开始，每隔一分钟读一次温度，直到全部熔化再过3分钟，统计数据分析。
2.2 存在的问题：
①实验过程中温度尚未达到熔点，管壁处已开始熔化；②温度高
于熔点后才熔化完；③熔化过程中温度不断上升，而不是一个恒定的温度(熔点)；④偶尔出现温度计的示数在48℃的这个位置保持不变, 但时间很短；⑤只有熔化没有凝固。
1.3原因分析
水浴时升温过快，试管内与烧杯间温差过大，海波熔化过快；受热不均；海波稳定性差。
3. 改进实验
3.1 萘的熔化和凝固
3.1.1 取萘粉末装入试管，插入温度计，温度计不得接触试管壁。
将试管放入加有水的烧杯内，水浴加热。
在烧杯内插入另一试管测量水温。
待萘温从室温升到比水温约低3℃时，用酒精灯对烧杯加热，使水逐步升温。
同时将搅拌器放入试管，轻轻搅动萘粉，使萘的各部分受热均匀。
随时调节火焰的大小和高低，控制水温比萘温高出3～5℃。
当试管内温度计的示数达到70℃左右时，每隔30s观察并记录一次萘的温度，直到萘全部熔化后温度升高到约85℃为止。
停止加热，向烧杯内滴入冷水，并用玻璃棒适当搅拌，维持水温比萘温低3～5℃，让液态萘渐渐冷却，继续如前观察和记录萘的温度，直到萘全部凝固后再降温到约70℃为止。
根据记录的温度、时间数据，画出萘的熔化、凝固图象。
由此分析表明：晶体萘有一定的熔点和凝固点，在熔化和凝固过程中虽与
外界发生热交换，但物质的温度保持不变。
2.1.2 优点分析
该改进由于在熔化初期进行搅拌，克服了在水浴加热过程中萘的受热不均现象，使其受热均与，可使学生在观察时确认熔化的开始。
萘的熔化时间较海波熔化时间长，克服了时间过短学生不易观察、记录这一缺点。
同时该改进还附带萘的凝固的过程，对与学生对这一内容的全面了解很有帮助。
3.2 水的凝固和熔化
3.2.1冰盐水的配制：配制氯化钠饱和水溶液，将其置于冰箱冷藏室内待用。
因在水中融入了溶质，其熔点远低于水原凝固点可达零下10℃而不凝固。
在一试管内加入少量蒸馏水，将温度计插入水中，温度计不得接触试管壁，将试管放入盛有冰盐水的烧杯内，开始计时，每隔30
秒读取一次温度，直到蒸馏水全部凝固后3分钟。
取出试管，将试管装入加有热水的烧杯内，开始计时，每隔30秒读取一次温度，直到蒸馏水全部熔化后3分钟。
根据记录的温度、时间数据，画出水的熔化、凝固图象。
3.2.2 优点分析
该改进操作简便，不需要酒精灯加热，可避免受热不均现象；现象及熔化凝固特征明显；实验时间短，易于控制；设备简单，可手持装置到学生中间让学生观察凝固过程。
3.3 水浴、空气浴法
3.3.1 在原实验装置的基础上，在装海波的试管口外，用宽10mm 的医用胶布条缠绕恰当圈数，套入一个较大口径的试管中，使大小试管间有一层5mm的空气隔离层，此后再用水浴法进行实验。
3.3.2 优点分析
其优点在于利用空气是热的不良导体的特点，克服了水与海波间温差过大、熔化时间过短的问题。
海波熔化时温度不变的时间可达5min左右。
4．小结与讨论
对这一实验的改进方法还有很多，以上几种是比较容易操作的几种。
随着科学技术的进步，新的实验方法，新的材料将会不断的涌现，为我们在一线教学的教师们提供更多更好实验条件、方法；使学生们能更加直观的观察到实验现象，并动手去操作。
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