1关于影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素探究学校：广州市蓝天中学课题成员：黄婷、彭烯、黄熙雯、邱诗琪指导老师：曹巧璐2关于影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素探究第一部分：有关情况说明1、课题名称：《关于影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素探究》二、课题组成员：广州市蓝天中学 黄婷、彭烯、黄熙雯、邱诗琪三、指导老师：曹巧璐四、课题的来源与确定探究影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素的这个实验来源于之前同学们做的海波熔化实验，组员们发现 4 个小组（占 40%）的实验数据中，不能准确反映出海波在熔化过程中吸热但温度不变的特点海波是一种晶体，熔化过程应该是具有“吸热，但温度不变”的特点，是什么因素导致了实验数据的差异？我们发现了几个实验过程与课本（实验手册）不同的细节：1、物理实验手册要求用的是 20g 的海波，而老师却给我们提供了 30g 的海波2、实验过程中，我们是自己在烧杯中先装冷水，老师再倒入热水，温度可能会出现差异3、物理实验手册要求用的是粉状的海波，而分组实验时提供细颗粒状的海波4、实验过程有些同学由于不熟悉，没有搅拌试管的海波。
于是我们小组决定对“影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素”进行探究五、课题的目标1、课题的目标：（1）寻找出能让海波熔化过程能较长时间保持在稳定温度的实验条件2）学会基本的研究方法、论文写作技巧六、实验方法：控制变量法、实验法、分析法、归纳法3七、实验设计思路在展开研究之前，我们小组成员和老师先就这个课题展开讨论，首先明确研究的内容，制订研究的计划老师根据我们的研究内容，向我们介绍了“控制变量法”这种研究的方法我们利用控制变量法的方法设计整个实验过程1、探究影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素，首要考虑的是在实验过程中海波能否均匀受热，所以先探究的是“实验过程中是否搅拌海波” 、 “实验中海波颗粒的大小” 2、影响海波在溶化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素还可能和水浴时水温的高低有关海波的熔点是 48℃，水温在什么范围更能获取较多的稳定数据呢？3、影响海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的相关因素还可能和实验过程中海波的质量有关，有可能海波的质量越大，持续的时间越长第二部分 实验探究过程及结论一、实验器材铁架台、固定夹、石棉网、烧杯、试管（内径 3.125cm） 、温度计、搅拌器、海波（粗颗粒、细颗粒、粉状） 、天平、机械停钟、酒精灯。
实验装置如图 1 所示图 1：实验装置图4二、实验的计划第一步：探究实验过程中有无搅拌试管中的海波对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响第二步：探究实验过程中海波颗粒大小对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响第三步：探究实验过程中水浴时开始时水温高低对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响第四步：探究实验过程中海波质量多少对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响第五步：组员们开始对实验的数据进行分析讨论，归纳实验中有无搅拌试管中的海波、海波颗粒大小、水浴时开始时水温高低、海波质量多少这些条件对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长短的影响什么条件会更适合作为实验的条件，什么条件对海波在熔化过程中较稳定的熔点和持续时间的长有更大的帮助对这个实验进行归纳总结，得出结论三、实验过程及分析1、实验的探究顺序：（1）在实验过程中有无搅拌对实验的影响2）实验选取海波颗粒的大小对实验的影响3）烧杯中不同水温对实验的影响4）不同海波质量对实验的影响2、数据的记录和处理：在实验过程中，采集的数据有海波的温度、水温、时间、海波的质量先用列表的形式进行记录，把海波的温度随时间变化的图像通过 Excel 画出后进行分析，图像是从海波的温度达到 35℃开始绘制。
每个实验采集到的数据均用于每一个探究因素的影响分析3、在实验过程中有无搅拌对海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的影响的探究实验一：粉状海波，30g，水温 30℃，无搅拌实验图像如图 2a 所示5实验二：粉状海波，30g，水温 30℃，有搅拌实验图像如图 2b 所示实验三：细颗粒状海波，30g，水温 60℃，无搅拌实验图像如图 3a 所示实验四：细颗粒状海波，30g，水温 60℃，有搅拌实验图像如图 3b 所示根据实验数据做出对应的海波熔化过程中温度随时间变化的图像，通过对比可以看出，在实验过程中充分的搅拌，能使海波熔化过程获得较稳定的熔化温度这是由于在实验中，充分搅拌的会使试管中的海波均匀受热，而在无搅拌的实验图像中的海波熔化过程没有明显的温度不变的过程根据这一部分的实验结果，经过讨论，初步的结论是搅拌能使海波在熔化过程更能保持在稳定的温度下面所做的实验都进行了搅拌4、海波颗粒的大小对它在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的影响的探究这部分的实验，准备了三种不同颗粒大小的海波：粉状海波、细颗粒状海波、粗颗粒状海波它们的外观分别如图 4a、图 4b、图 4c 所示图 2b图 2a图 3a 图 3b图 4a 图 4b 图 4c6实验五：粉状海波，40g，水温 40℃，实验图像如图 5a 所示。
实验六：细颗粒状海波，40 g，水温 40℃，实验图像如图 5b 所示实验七：粗颗粒状海波，40g，水温 40℃，实验图像如图 5c 所示实验二：粉状海波，30g，水温 30℃，实验图像如图 6a 所示实验八：细颗粒状海波，30 g，水温 30℃，实验图像如图 6b 所示实验九：粗颗粒状海波，30g，水温 30℃，实验图像如图 6c 所示根据实验数据做出对应的海波熔化过程中温度随时间变化的图像，通过两组实验的对比可以看出，海波的颗粒越小，在熔化过程保持稳定温度的时间越长两组的实验对比还可以看出，细颗粒海波、粉状海波只要进行充分搅拌，实验结果基本一致为了比较出细颗粒海波和粉状海波哪种在实验过程中保持稳定温度的时间更长，我们接着做了第三组对比实验实验十：粉状海波，40 g，水温 30℃，实验图像如图 7a 所示实验十一：细颗粒状海波，40g，水温 30℃，实验图像如图 7b 所示图 5a 图 5b 图 5c图 6a 图 6b 图 6c图 7a 图 7b7通过第三组对比实验发现，虽然粉状海波和细颗粒海波都能在熔化过程中维持在熔点较长时间，但是粉状海波的时间更长5、实验时水浴用的水温对海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的影响的探究。
这部分的实验，从高水温开始，首先完成在 84℃水温开始的海波熔化实验实验十二：粉状海波，30g，实验开始时水温 84℃，实验图像如图 8 所示从实验过程中观察到的现象是装有海波试管放入水中后，马上出现液体，海波开始熔化，而从图像观察到海波熔化过程没有明显的温度不变的过程我们得出的初步结论是水温太高，海波吸热太快，熔化过程持续的时间太短了后面的实验，设计的水温是 30℃、40℃、50℃、60℃这四个不同的温度实验十三：细颗粒状海波，30g，水温 30℃，实验图像如图 9a 所示实验十四：细颗粒状海波，30g，水温 40℃，实验图像如图 9b 所示实验十五：细颗粒状海波，30g，水温 50℃，实验图像如图 9c 所示实验四：细颗粒状海波，30g，水温 60℃，实验图像如图 9d 所示图 8图 9a 图 9b8根据实验数据做出对应的海波熔化过程中温度随时间变化的图像，通过实验的对比可以看出，实验时水浴用的水温对海波在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度有一定影响，海波的熔点是 48℃，水浴时的温度在熔点附近并低于熔点可以使海波在熔化过程保持稳定温度的时间更长为了验证这个结论，我们做了下面一组实验。
实验二：粉状海波，30g，水温 30℃，实验图像如图 10a 所示实验十六：粉状海波，30g，水温 40℃，实验图像如图 10b 所示实验十七：粉状海波，30g，水温 50℃，实验图像如图 10c 所示用粉状海波重复实验，通过对比验证了水浴时水的温度在熔点附近并低于熔点可以使海波在熔化过程保持稳定温度的时间更长6、实验时海波的质量对它在熔化过程中能否获取较稳定熔化温度的影响探究图 9d图 9c图 10a 图 10b 图 10c9实验中使用的试管的内径是 3.125cm，参考《实验手册》中对海波质量的要求，设计实验海波的质量分别是 20g、30g、40g，装入试管后分别如图 11 所示，熔化后分别如图 12 所示实验十八：粉状海波，20g，水温 40℃，实验图像如图 13a 所示实验十九：粉状海波，30g，水温 40℃，实验图像如图 13b 所示实验五：粉状海波，40g，水温 40℃，实验图像如图 13c 所示实验二十：细颗粒状海波，20g，水温 40℃，实验图像如图 14a 所示实验十四：细颗粒状海波，30g，水温 40℃，实验图像如图 14b 所示实验二十一：细颗粒状海波，40g，水温 40℃，实验图像如图 14c 所示。
图 11 图 12图 13a 图 13b 图 13c图 14b图 14a 图 14c10根据实验数据做出对应的海波熔化过程中温度随时间变化的图像，通过粉状海波、细颗粒状海波这两组实验的对比可以看出，实验时海波质量为 20g 时，获取的数据显示海波在熔化过程停留在熔点的时间不如 30g、40g 的长；而 30g和 40g 的对比结果，没有发现使用 40g 的海波完成实验可以使它在熔化过程保持稳定温度的时间比 30g 明显更长，反而是 40g 的海波装入试管中，体积超过了试管容积的 75%，实验过程也很难搅拌，对整个实验造成困难通过这部分的实验，我们得到的结论是：使用 30g 的海波完成这个实验可以使它在熔化过程保持稳定温度的时间更长，操作起来也更容易四、实验的结论和新发现为了使海波在熔化过程中能否长时间获取较稳定熔化温度，要满足以下条件：1、实验过程充分搅拌，海波的颗粒要尽量细，使海波熔化过程能均匀受热2、水浴时水温应选择 30℃-40℃之间的温度，使海波熔化过程不至于吸热太快3、实验海波的质量为 30g 较理想实验过程中，试管内的海波在 30℃-40℃之间会出现少量的液态物质，而此时海波的温度远远没有到达它的熔点，通过查找资料发现，这个是海波晶体在这个温度下分解出来的结晶水，并不是海波开始熔化了。
记录海波温度的频率应该是 30s/次，这样获得的数据做出的图像更符合晶体的熔化时温度随时间的变化规律另外，我们实验时使用的海波有两类，一类是实验后凝固了再循环使用的海波，一类是没有用来做过实验的原装海波晶体从数据对比无法看到这两类海波的对此次探究实验结果有影响五、实验后给老师们的建议鉴于以上我们得出的结论，根据学校的实验条件，我们对以后上课做的探究海波熔化的特点的时候，我们可以选择：111、在做实验时要充分的搅拌，使试管中的海波均匀受热2、做实验可以选择用海波是粉状的3、做实验时海波质量为 30g4、水温是在 30℃至 40℃之间中选择5、记录海波温度的频率为 30s/次6、验证实验为了验证我们的实验得到的结论是正确的，我们用最佳的搭配做了实验二十二实验二十二：粉状海波，30g，水温 30℃，实验图像如图 15 所示从图 15 可知，这次实验海波熔化过程为 3.5min，整个过程温度基本不变，图像很好反应出晶体熔化时的特点是：吸收热量，但温度不变第三部分：实验周记第一周根据制订的计划，本周我们的任务是探究有无搅拌对实验的影响此次实验比课本实验多了一个水温高低，实验开始前要先测量出水温（如图 16） ，老师建议我们把烧杯和温度计放好后再读出水温，并调节好。
图 15图 1612组员们尝试利用无搅拌的方法去做这个实验，却发现海波在实验过程中熔化的时间。