用金屬輔熱水浴法攻克晶體熔化實驗難題

摘 要：在八年級的物理教學中，晶體熔化實驗因實驗時間長、效果差、不穩定，歷來都是教學中的畏難實驗。現在人教版新教材選用海波做實驗，無毒無味、安全環保，但實驗效果不理想，很難成功。如不能觀察到海波的熔化過程并準確測量海波熔化過程中的溫度變化規律，將對學生認識晶體的熔化特點產生障礙。經過認真研究和一系列的實驗探索，筆者認為如何使海波在熔化過程中盡快傳熱是突破實驗的關鍵，最終使用金屬輔熱水浴法徹底解決了這一物理實驗難題。

關鍵詞：海波熔化實驗；金屬輔熱水浴法；內置溫度計搖把螺旋式攪拌器；突破與發現

在八年級的物理教學中，晶體熔化實驗因實驗時間長、效果差、不穩定，歷來都是教學中的畏難實驗。現在人教版新教材選用海波做實驗，如不能觀察到海波的熔化過程并準確測量海波熔化過程中的而溫度變化規律，將對學生認識晶體的熔化特點產生障礙。

分析實驗不能成功的原因，有這樣幾點：一、 海波是熱的不良導體，貼近試管壁的海波熔化時，中間的海波并沒有熔化，所以觀察到海波開始熔化時，溫度計測量的并不是熔化時的溫度，而是低于熔點的溫度；當我們觀察到溫度計玻璃泡附近的海波也已熔化時，實際上海波已經熔化結束，溫度將會快速上升，這樣就不會得到熔化過程中溫度不變的特點。二、 海波在熔化時黏度大，攪拌器不易進行攪拌，在攪拌的過程中容易使溫度計的玻璃泡接觸試管壁，造成了測量錯誤。

經過認真研究和一系列的實驗探索，筆者認為如何使海波在熔化過程中盡快傳熱是突破實驗的關鍵，最終使用金屬輔熱水浴法徹底解決了這一物理實驗難題。

一、 實驗儀器及用品

海波（20 g）、碎鋁屑（5 g）、溫度計、秒表、試管（25*200）、鐵架臺、燒杯（500 mL）、石棉網、酒精燈、內置溫度計搖把螺旋攪拌器（如圖）

實驗操作

（1） 把海波碾成粉末，取20 g；碎鋁屑5 g，混合均勻后加入試管中；

（2） 用水浴法加熱，撥動搖把，使攪拌器旋轉攪拌；

（3） 從42℃開始計時，每隔一分鐘記錄一次海波的溫度，直到海波完全熔化后，再記錄三四次；

（4） 繪制海波熔化圖像。

二、 實驗改進的創新點及其意義

（一） 實驗創新點

1. 加熱方法的創新。研究過程中我用到了金屬輔熱內外共同加熱法，也就是在海波中摻入一定比例的碎鋁屑，通過碎鋁屑良好的導熱性實現了內外同時加熱，使海波受熱均勻，傳熱快，較好地解決了海波傳熱不良的問題。

2. 攪拌器的創新。攪拌器的底部被做成了螺旋狀，只需輕輕旋轉，就會把海波攪拌得更均勻，更徹底。同時，溫度計置于攪拌器的內芯，這樣既避免了在攪拌過程中溫度計與攪拌器之間的互相妨礙，還保護了溫度計。而且攪拌器頂部做成了搖把式，只需輕輕撥動把柄即可，方便、省力。因此，我把它叫做內置溫度計搖把螺旋式攪拌器。

3. 觀察到新現象。由于內外同時加熱，使晶體受熱更均勻以及攪拌器的升級，我觀察到海波熔化時的細微過程，分析海波的熔化數據和圖像，可以看到它有兩個熔化溫度，開始熔化的溫度和后期熔化的溫度是不同的，但都能保持不變。這一點或許有一定的理論意義。

（二） 實驗改進后的意義

改進后的實驗，晶體熔化特點非常突出，徹底攻克了晶體熔化實驗難做的共識。實驗成功率達百分之百，有較高的推廣價值。同時，看到了海波熔化的細微過程，發現了非金屬晶體熔化過程中的奇特現象，這種現象或許有一定的理論意義。

作者簡介：

楊磊，中學一級教師，山東省滕州市，山東省棗莊滕州市至善中學。