探究固体熔化时温度的变化规律

2024-12-05贾元真富春竹祝蕊

初中生学习指导·提升版 2024年10期

关键词：海波温度计石蜡

[实验要点]

1.实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、盛水的烧杯、试管（装有海波或石蜡）、温度计、搅拌器（或玻璃棒）、停表。实验装置如图1所示。

2.注意事项：

（1）石棉网的作用：使烧杯底部受热均匀。

（2）搅拌器的作用：搅拌，使固体受热均匀。

（3）选用小颗粒（或研碎）固体的原因：①使固体受热均匀； ②温度计的玻璃泡与固体充分接触。

3.分析实验现象和数据：

（1）加热开始后，由于海波或石蜡温度的上升会滞后于水温的上升，所以要从40 ℃左右开始记录，这样可避免数据图象中出现很长一段时间温度不变的情况，如图2和图3所示，由此画出的图象才能准确地反映固体熔化的特点。

（2）根据实验数据判断物质是否为晶体。若有一段时间物质的温度不随时间变化，如图2中2—4 min段（晶体熔化过程），则该物质为晶体。若物质的温度不断升高，如图3所示，则该物质为非晶体。

[ ] [时间/min][温度/℃][70][65][60][55][50][45][1][0][2][3][4][5][6][7][40] [ ] [45] [时间/min][温度/℃][70][65][60][1][0][2][3][4][5][6][7][40]

图2" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 图3

4.实验结论：

晶体有固定的熔点，熔化过程中吸热，温度保持不变；非晶体没有固定的熔点，熔化过程中不断吸热，温度升高。

[实验拓展]

1. 实验器材的安装顺序及目的：先下后上。根据酒精灯的外焰高度来确定石棉网的位置；再根据试管中固体要浸没在水中来确定试管的位置；最后根据温度计的玻璃泡要与被测物质充分接触，来确定温度计的位置。

2. 水浴法加热的优点：使物质受热均匀；使物质升温缓慢，便于实验现象观测和数据记录。

3. 试管插入烧杯中的位置要求：试管中所装固体的高度略低于烧杯中水面的高度；试管不能接触烧杯壁或烧杯底。

4.烧杯中的水量要求：水太多会延长实验的时间；水太少不能使固体浸没，造成受热不均匀。

5.温度计的使用：温度计的玻璃泡不能接触试管底或试管壁。

6.温度计的读数：温度计的玻璃泡要留在被测物质中，视线与温度计中液柱的液面相平。

7.记录温度的时间间隔要求：不能太久，否则会错过晶体熔化过程。

8.烧杯口出现“白气”和烧杯内壁出现小水珠的原因：水蒸气遇冷液化形成。

[能力提升]

例1 （2024·辽宁·沈阳二模）如图4为探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验，回答下列问题。

（1）在组装器材时，A同学发现无论怎样调节试管的高度，都有部分海波露出水面，如图4甲所示。为使海波受热均匀，A同学接下来的操作是，直至海波全部处于水面以下。

lt;E：＼2024-12月数据＼初中生学习指导·提升版202410" 数据打不开＼PB＼CZ24-21-25.psdgt; [ ] [70][60][50][40][0][2][4][6][8][温度/℃][时间/min]lt;E：＼2024-12月数据＼初中生学习指导·提升版202410" 数据打不开＼PB＼CZ24-21-25.psdgt;[①][②][③]

甲" " " " " " " " " " " " " " " " " 乙" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 丙

图4

（2）调整好装置后，A同学每隔一段时间读取并记录一次温度。如图4乙，读数方法正确的是（填序号）。根据记录的数据，A同学绘制了海波熔化时温度随时间变化关系的图象，如图4丙所示。

（3）实验过程中，判断海波熔化所依据的现象是。

（4）结合实验现象和图象可知，海波在熔化过程中，持续吸热，温度" 。

（5）交流时，同组的B同学发现自己正确读数后，记录的数据与A同学不同，得到的海波熔化时温度的变化规律也不同，如下表所示。请结合两位同学的数据，分析出现差异的原因是。

[时间/min 0 1.5 3 4.5 6 温度/℃ 40 47 48 50 55 ]

答案：（1）继续往烧杯中加水（或者从试管内取出适量海波）（2）② （3）有液态海波出现（4）不变（5）B同学记录温度的时间间隔太长

[综合实践]

例2 （2024·辽宁·大连二模）在研究“固体熔化时温度的变化规律”实验中，同学们选用不同物质进行实验。甲同学选择的实验物质是石蜡，实验装置如图5甲所示。

" " " " " " " " " " 甲 " " " " 乙

图5