熔化相同特點不同物理小實驗做法

冰塊熔化成水，是需要吸收熱量的．按我們的思維，物體吸收了熱量，温度應該升高。但為什麼有冰塊的礦泉水，冰塊雖然在熔化，我們卻一直感覺到它仍是冰涼的呢？是不是説它熔化時，温度並沒有升高呢？

物理小實驗猜想：

固體物質熔化吸熱，温度不會升高。

設計實驗：

我們選擇生活中熟悉的且易熔化的海波和蠟來做一個探究物體熔化時温度變化的實驗．用酒精燈對這兩種物質加熱觀察它們各自温度的變化．

物理小實驗實驗器材：

鐵架台、酒精燈、燒杯、石棉網、試管、温度計。

物理小實驗過程：

如圖，組裝好實驗器材。實驗中，我們並沒有直接對盛有海波和蠟的試管加熱。，而是採用“水浴法”，即把裝有海波或蠟的試管放入盛水的燒杯中，對燒杯加熱，這樣，是為了使它們能夠均勻受熱海波和蠟就不會只是局部過熱了。當然，在它們熔化過程中，我們還可以邊攪拌邊加熱．它們受熱就會更加均勻了。

等兩種物質的温度升到40℃左右時開始，每隔1min記錄一次温度，為了便於比較它們的温度變化情況，我們可以用一個表格來記錄它們每個時刻的温度，完全熔化完後再記錄幾次數據：

時間（min）

０

１

２

３

４

５

．．．

海波温度（℃）

蠟的温度（℃）

記錄好實驗數據後，我們用圖像來表示它們温度的變化規律。在方格紙上，用橫軸表示加熱的時間，縱軸表示温度，根據表中各個時刻的温度在方格紙上描點，然後用平滑的曲線把這些各點連接起來，就繪成了固體的熔化圖像。如圖：

像這樣的用圖像表示一個物理量隨另一個物理量的變化而變化的“圖像法”，我們今後還會遇到很多，它在我們各門學科中都會有所體現。把蠟和海波的熔化放在一起進行比較的“類比法”在物理探究中也經常出現。

分析論證：

通過表格中的數據和圖像，我們就能發現海波在熔化時，吸收熱量，先是温度升高，然後保持不變，最後又開始升高．在圖像中AB段反映了海波吸收熱量，温度升高的過程，這時候還是固體。B開始熔化，C熔化完成，BC段是熔化過程，吸收熱量，温度保持不變，這段處於“固液共存”的狀態。CD段已經完全熔化為液體，吸收熱量，温度又開始升高。但蠟卻沒有一個像海波一樣，吸收熱量，温度保持不變的熔化過程。我們把像海波這樣的有一定的熔化過程的固體叫做晶體，它們熔化過程中保持不變的這個温度叫熔點，而像蠟一樣沒有一定的熔化過程的固體叫做非晶體，它們當然也就沒有熔點了。有沒有熔點，就是晶體和非晶體的最大區別。

生活中常見的如冰，海波，食鹽，各種金屬等都是晶體，而蠟，松香，玻璃，瀝青，它們都是非晶體。

實驗點評：

因為蠟和海波加熱後，熔化很快，所以除了採用“水浴法”對它們加熱外，還應該注意，實驗過程中要適當調整火焰的大小或高度，避免過快地熔化完。實際實驗中，我還讓學生在燒杯中再插一支温度計來注意水温的變化，防止水温升高過快。如果管內外的温度變化較大，實驗結果可能不準確。管內外的温差應保持在2－3℃左右。另外，實驗室備的海波多為較大的顆粒，實驗前應將海波碾成粉末，這樣，對實驗影響較小。而蠟只能切削成薄的碎片，但這些碎片又通常是捲曲的，由於碎片間會有空氣的干擾，實驗效果不會很好。可以先把蠟碎片熔化，再把温度計放入熔化的蠟液中，等蠟凝固，用這樣的熔凝過的蠟做熔化的實驗，效果會好的多。“圖像法”分析物理中的問題在後面的電學，力學中還會經常遇到。

解釋問題：

現在我們不難解釋夏天有冰塊的水為什麼會一直很冰涼的原因了？原來冰塊在熔化過程中，雖然吸收了熱量，但温度卻保持不變．冰的熔點是0℃，換句話説就是隻要有冰塊，這瓶水的温度就會一直保持在0℃而不會升高．

實驗思考：

我們也可以用冰塊來探究固體熔化時的規律，它甚至不需要用酒精燈來加熱，方法更簡單，而且結果會更準確。至於在實驗過程中要注意什麼問題，還是在我們自己動手的過程中去發現，去解決吧！