探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律

吳玉剛

要點提煉

1.實驗主要器材

（1）測量儀器：溫度計和停表，分別測量物質(zhì)熔化時的溫度及熔化所需的時間。（2）攪拌器：通過攪拌使物體受熱均勻。（3）石棉網(wǎng)：使燒杯底部受熱均勻。（4）溫度計：①溫度計的玻璃泡應(yīng)與待測物體充分接觸且不能碰到試管底或試管壁；②讀數(shù)時，視線要與溫度計中液柱的液面相平。

2.實驗操作及注意事項

（1）器材的組裝順序：應(yīng)自下而上安裝，目的是：①確保使用酒精燈外焰加熱；②確保試管中裝有固體的部分浸沒在水中；③確保溫度計的玻璃泡與固體充分接觸。（2）選用小顆粒固體或?qū)⒐腆w研成粉末的目的：使溫度計的玻璃泡能夠與固體物質(zhì)充分接觸，準(zhǔn)確測溫。（3）燒杯中的水要適量的原因：①水太多會延長實驗時間；②水太少不能使固體浸沒，會造成固體受熱不均勻。（4）試管插入燒杯中的深度要適當(dāng)：①試管不能接觸燒杯底；②試管中裝有固體的部分要浸沒在燒杯內(nèi)的水中。

3.實驗現(xiàn)象與結(jié)論

（1）現(xiàn)象：晶體熔化時，固體逐漸減少，液體逐漸增多，溫度不變；非晶體熔化時，固體逐漸變軟、變稀，溫度不斷升高。（2）結(jié)論：晶體熔化時吸收熱量，溫度不變；非晶體熔化時吸收熱量，溫度不斷升高。

拓展提升

1.水浴法加熱的優(yōu)點：水浴法加熱是一種間接給物體均勻加熱的方法， 能使被加熱物體受熱均勻且溫度變化平穩(wěn)，能很好地控制物體溫度的上升，在探究過程中便于觀察、比較、記錄數(shù)據(jù)等。

2.縮短實驗時間的方法：（1）用溫水加熱；（2）增大酒精燈的火焰；（3）適當(dāng)減少水的質(zhì)量。

3.晶體熔化過程中撤去酒精燈，晶體還會繼續(xù)熔化的原因：水的溫度高于晶體的熔點，晶體可以繼續(xù)吸熱。

4.熔化前后圖線傾斜程度不同的原因：熔化前后物質(zhì)的狀態(tài)不同，相同時間內(nèi)，液態(tài)比固態(tài)的溫度變化量小，即對于同種物質(zhì)來說，液態(tài)比固態(tài)吸熱本領(lǐng)強。

探究應(yīng)用

（原創(chuàng)）如圖1是“探究冰熔化時溫度的變化規(guī)律”的實驗裝置。

【制訂計劃與設(shè)計實驗】

（1）安裝圖1裝置時，應(yīng)先確定（選填“鐵圈A”或“鐵棒C”）的位置。

（2）實驗中應(yīng)選用顆粒較（選填“大”或“小”）的冰塊進行實驗，圖1裝置不用酒精燈直接對試管加熱，而是采用水浴法加熱，這樣做不但能使試管受熱均勻，而且冰的溫度上升速度較（選填“快”或“慢”），便于記錄各個時刻的溫度。

（3）實驗中在讀取溫度計示數(shù)時，圖2中讀數(shù)方法正確的是（選填“A”“B”或“C”），該時刻的溫度是_________℃。

（4）實驗過程中要注意觀察試管內(nèi)冰的__________，并記錄_________和加熱時間；當(dāng)試管中的冰開始熔化時，立即將試管浸入另一只裝有冰水混合物的燒杯中，發(fā)現(xiàn)冰不再熔化，該現(xiàn)象_________（選填“能”或“不能”）說明冰在熔化過程中需要吸熱。

【進行實驗與收集證據(jù)】下表是小明實驗時記錄的數(shù)據(jù)：

（5）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在如圖3所示的坐標(biāo)紙上繪制出冰的溫度隨時間變化的圖象。

（6）由數(shù)據(jù)和圖象可知，冰是_________（選填“晶體”或“非晶體”），加熱到第4 min時物質(zhì)處于_________（選填“固態(tài)”“液態(tài)”或“固液共存態(tài)”）。

【分析與論證】（7）由以上現(xiàn)象和數(shù)據(jù)知，冰熔化時的特點是不斷_________熱，溫度_________。

答案：（1）鐵圈A （2）小 慢 （3）B -3 （4）狀態(tài) ? 溫度 能（5）如圖4所示 （6）晶體 固液共存態(tài) ?（7）吸 不變

（作者單位：山東省棗莊市第三十九中學(xué)）