晶体与非晶体的熔化实验是热学中的一个难点,晶体的选择有许多种,海波、冰、萘都是可以选择的实验晶体。由于萘有毒,不溶于水,实验完成后不方便处理。冰熔化时一般无需加热就能够熔化,如果再用酒精灯加热,温差太大,不利于实验的准确性。选择海波做熔化实验相对比较好,熔点又不高,实验时加热时间又不会太长,无需准备温水加热。有人考虑,是否可以用熔点在50℃左右的伍德合金来做晶体熔化实验,不失为一种不错的选择,但这种低温合金价格还是不低的,实验前粉碎处理有点难度,液体温度计在凝固的合金中是否会破碎是一个值得思考的问题。
为了节约实验时间,准备了两套相同的实验器材,对海波和蜡同时进行加热,全程使用电子温度计和停表计时。由于实验中海波的导热性能要比蜡的导热性能好,海波与烧杯中水的温度差并不大,蜡与烧杯中水的温差比较大,为了调节到相同的温度,着实动了一些脑筋。还好实验过程算是很顺利,用了半个多小时完成了全部实验,最后截取了其中的十几分钟作为完整视频。
回放视频,按停表的计时,每半分钟记录温度值,画出熔化曲线,海波有一个不错的温度不变的平台,蜡则没有固定的熔化温度,实验效果相当好,以后的海波实验就可以直接放视频了。
海波是带五份结晶水的硫代硫酸钠晶体,海波熔液在温度下降过程中,不会自然结晶,必须要放硫代硫酸钠粉末并搅拌,才能结晶,因此使用海波做凝固实验,一定会失败。想用视频记录的办法完成做海波的凝固实验,结果拍了两次,都以失败告终,在48℃左右放入硫代硫酸钠粉末也不行,问题在于没有搅拌。回头想想,实验应该尊重事实,不能弄虚作假,也就放弃了录像。看来使用海波进行晶体的熔化实验是可以的,同时想做凝固实验,就必须选择另一种晶体,这种实验晶体,应该在50-70℃之间,没有结晶水,最好是水溶性比较好的,价格便宜,无毒,熔化过程中无氧化,无挥发性等。
海波的熔化曲线
蜡的熔化曲线
海波与蜡的深化曲线