[實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)]
1.實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、盛水的燒杯、試管(裝有海波或石蠟)、溫度計(jì)、攪拌器(或玻璃棒)、停表。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。
2.注意事項(xiàng):
(1)石棉網(wǎng)的作用:使燒杯底部受熱均勻。
(2)攪拌器的作用:攪拌,使固體受熱均勻。
(3)選用小顆粒(或研碎)固體的原因:①使固體受熱均勻; ②溫度計(jì)的玻璃泡與固體充分接觸。
3.分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù):
(1)加熱開始后,由于海波或石蠟溫度的上升會滯后于水溫的上升,所以要從40 ℃左右開始記錄,這樣可避免數(shù)據(jù)圖象中出現(xiàn)很長一段時(shí)間溫度不變的情況,如圖2和圖3所示,由此畫出的圖象才能準(zhǔn)確地反映固體熔化的特點(diǎn)。
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)判斷物質(zhì)是否為晶體。若有一段時(shí)間物質(zhì)的溫度不隨時(shí)間變化,如圖2中2—4 min段(晶體熔化過程),則該物質(zhì)為晶體。若物質(zhì)的溫度不斷升高,如圖3所示,則該物質(zhì)為非晶體。
[ ] [時(shí)間/min][溫度/℃][70][65][60][55][50][45][1][0][2][3][4][5][6][7][40] [ ] [45] [時(shí)間/min][溫度/℃][70][65][60][1][0][2][3][4][5][6][7][40]
圖2" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 圖3
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
晶體有固定的熔點(diǎn),熔化過程中吸熱,溫度保持不變;非晶體沒有固定的熔點(diǎn),熔化過程中不斷吸熱,溫度升高。
[實(shí)驗(yàn)拓展]
1. 實(shí)驗(yàn)器材的安裝順序及目的:先下后上。根據(jù)酒精燈的外焰高度來確定石棉網(wǎng)的位置;再根據(jù)試管中固體要浸沒在水中來確定試管的位置;最后根據(jù)溫度計(jì)的玻璃泡要與被測物質(zhì)充分接觸,來確定溫度計(jì)的位置。
2. 水浴法加熱的優(yōu)點(diǎn):使物質(zhì)受熱均勻;使物質(zhì)升溫緩慢,便于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀測和數(shù)據(jù)記錄。
3. 試管插入燒杯中的位置要求:試管中所裝固體的高度略低于燒杯中水面的高度;試管不能接觸燒杯壁或燒杯底。
4.燒杯中的水量要求:水太多會延長實(shí)驗(yàn)的時(shí)間;水太少不能使固體浸沒,造成受熱不均勻。
5.溫度計(jì)的使用:溫度計(jì)的玻璃泡不能接觸試管底或試管壁。
6.溫度計(jì)的讀數(shù):溫度計(jì)的玻璃泡要留在被測物質(zhì)中,視線與溫度計(jì)中液柱的液面相平。
7.記錄溫度的時(shí)間間隔要求:不能太久,否則會錯過晶體熔化過程。
8.燒杯口出現(xiàn)“白氣”和燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)小水珠的原因:水蒸氣遇冷液化形成。
[能力提升]
例1 (2024·遼寧·沈陽二模)如圖4為探究“海波熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn),回答下列問題。
(1)在組裝器材時(shí),A同學(xué)發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)試管的高度,都有部分海波露出水面,如圖4甲所示。為使海波受熱均勻,A同學(xué)接下來的操作是 ,直至海波全部處于水面以下。
lt;E:\2024-12月數(shù)據(jù)\初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202410" 數(shù)據(jù)打不開\PB\CZ24-21-25.psdgt; [ ] [70][60][50][40][0][2][4][6][8][溫度/℃][時(shí)間/min]lt;E:\2024-12月數(shù)據(jù)\初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版202410" 數(shù)據(jù)打不開\PB\CZ24-21-25.psdgt;[①][②][③]
甲" " " " " " " " " " " " " " " " " 乙" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 丙
圖4
(2)調(diào)整好裝置后,A同學(xué)每隔一段時(shí)間讀取并記錄一次溫度。如圖4乙,讀數(shù)方法正確的是 (填序號)。根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),A同學(xué)繪制了海波熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象,如圖4丙所示。
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,判斷海波熔化所依據(jù)的現(xiàn)象是 。
(4)結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和圖象可知,海波在熔化過程中,持續(xù)吸熱,溫度" 。
(5)交流時(shí),同組的B同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己正確讀數(shù)后,記錄的數(shù)據(jù)與A同學(xué)不同,得到的海波熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律也不同,如下表所示。請結(jié)合兩位同學(xué)的數(shù)據(jù),分析出現(xiàn)差異的原因是 。
[時(shí)間/min 0 1.5 3 4.5 6 溫度/℃ 40 47 48 50 55 ]
答案:(1)繼續(xù)往燒杯中加水(或者從試管內(nèi)取出適量海波) (2)② (3)有液態(tài)海波出現(xiàn) (4)不變 (5)B同學(xué)記錄溫度的時(shí)間間隔太長
[綜合實(shí)踐]
例2 (2024·遼寧·大連二模)在研究“固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們選用不同物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。甲同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)物質(zhì)是石蠟,實(shí)驗(yàn)裝置如圖5甲所示。
" " " " " " " " " " 甲 " " " " 乙
圖5
(1)除了圖5甲中實(shí)驗(yàn)器材外,還需要的測量工具是 。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),要把石蠟塊研磨成顆粒狀,石蠟顆粒 (填“大”或“小”)一些好。
(3)實(shí)驗(yàn)中,為了使溫度計(jì)所測溫度能夠反映試管中所有石蠟顆粒的溫度,應(yīng)該進(jìn)行下列哪種操作? (將正確選項(xiàng)前的字母填寫在橫線上)。
A.用攪拌器不斷攪拌燒杯中的水 B.用溫度計(jì)不斷攪拌石蠟顆粒
C.用攪拌器不斷攪拌石蠟顆粒 D.用酒精燈直接加熱試管
(4)甲同學(xué)進(jìn)行了正確操作,當(dāng)溫度升到42 ℃時(shí)開始計(jì)時(shí),第2 min發(fā)現(xiàn)試管中出現(xiàn)少許液體,第7 min時(shí)石蠟已經(jīng)全部變成液態(tài)。他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象如圖5乙。
①根據(jù)圖象可以得出的探究結(jié)論是:石蠟熔化時(shí),溫度 。
②由圖象可知,石蠟是 (填“晶體”或“非晶體”)。
(5)乙同學(xué)在家中做實(shí)驗(yàn),他選擇的實(shí)驗(yàn)物質(zhì)是冰,從冰箱冷凍室取出碎冰裝在試管中,發(fā)現(xiàn)還沒有加熱就有一部分冰熔化了。因此,他認(rèn)為:冰熔化不需要吸收熱量。請簡要分析他的觀點(diǎn)是否正確: 。
答案:(1)停表 (2)小 (3)C (4)①改變(或者升高) ②非晶體 (5)不正確。冰塊比空氣溫度低,可以從空氣中吸熱熔化,不是不需要吸熱
(作者單位:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)附屬中學(xué))
初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·提升版2024年10期