2009年第4期SHIYANJIAOXUEYUYIQ海波融化和融化实验的探求及思索况朝晖广东省安庆市教育技术武器站()一、发现问题为了打算海波(甲基氯化钠)的融化和凝固实验，我想自己先做一遍以期做到心里有数。我用水浴法加热，注意控制海波与水之间的水温差一直保持在l℃～2℃。在海波全部融化后，我得到了相应的实验数据。正当我沉溺在实验中时，一阵粗重的电话铃声响起，我不得不熄灭酒精灯匆忙离开了实验室。早晨，当再度来到实验室时，我发觉海波居然是液态的。我看了看体温计．示数显示23℃。正在我困惑之时，更惊奇的现象出现了，试管内的海波大幅上升，而且开始变模糊，海波融化了!此时体温计显示47℃!如何回事?震惊之余，我的脑部里渐渐浮出3个问题。二、对问题的思索1．当水温远低于凝固点时．海波为什么不凝固?(1)掀开教学参考资料我发觉，原先此类现象称为“过冷现象”。教参还强调：“为了使熔体状态的海波在融化点凝固，在气温降至49℃时，应向海波内投入几粒海波晶体，并不断搅拌破坏表面结晶方能使海波凝固。
”如同雨、雾的产生须要以尘土作为液化核，或水在沸腾时须要以水底溶有的空气以及容器壁上附着的空气作为气化核一样，熔体状态的晶体凝固也须要结晶核．这加入的几粒海波就起到了结晶核的作用。而我在实验时没有撤人海波晶体晶体的熔化和凝固实验，当其熔化后气温降至熔点时，则因为缺乏结晶核而未能产生结晶，即难以凝固。(2)并且就“过冷现象”我还有个疑惑，那就是当天温度假如更低，例如20cc、l5℃、l0℃时，海波还会继续处于“过冷”状态吗?因此．我查阅了其他班主任的实验数据：有的是在38℃左右海波自然融化，有的是20℃，有的是18ol=。到底是多少呢?于是，我将实验器材移到家中，并把空凋打开晶体的熔化和凝固实验，当温度降到17℃时开始实验。当海波融化后至55℃停止加热，并将海波置于空气中自然冷却，海波在l8。I=时出现融化升温现象。为了排除实验的碰巧诱因，我连续做了3次实验，海波都是在l8cc时出现融化现象。但是，其·30·他班主任的实验数据是错误的吗?不太可能。我想海波的过冷气温应当是一个范围，不同的含量应当有一个不同的对应值，只有在相应的值时，过冷状态的海波就会结晶。
(3)还有个问题是，当海波降温后，为何在没有结晶核的情况下能够融化呢?为了弄宝清因，我又找到了《固体化学学》，书手指出：“当有些非常纯净的熔融状态的晶体处于过冷状态且在室温足够低时．因为涨落的缘由可以自行产生结晶核而融化。”2．看过体温计后，为何海波就忽然凝固了?这个问题我百思不得其解．经多方讨教，我渐渐弄清原由。当气温高于凝固点之后，海波处于过冷状态。这些状态极不稳定，称为“亚稳态”，是一种极易被破坏的状态。此时只须要微小的扰动，其状态才能很快发生转变。我看气温计时的动作势必破坏了原有的平衡状态，致使室温计附近的海波率先开始融化，产生结晶核；又因为气温已远高于凝固点，所以试管中的其他海波会以它们为中心迅速融化。虽然，类似的现象生活中也是有的。例如，当南方冬天下雪的时候，天空中落下的明明是雨，而落到地上却全部弄成了冰。这主要是由于纯净的水的体温似乎远高于凝固点，但因为缺乏结晶核而难以结晶，但是当落到地面时．就以地面尘土为结晶核而渐渐结冰了。3．海波的气温为什么会上升?从假象上看，体温上升是因为海波凝固吸热，但我的问题是融化吸热的能量从何而至。
当过冷状态的海波开始融化时，气温不降反升，直到凝固水温为47℃左右．之后保持体温不变。当海波基本融化后(尚有小部份液态海波)气温才继续上涨。固态海波融化时吸收热量，降低了分子动能，当达到熔点时，海波继续放热．这时所吸收的热量拿来解离海波晶体结构，这部份能量成为晶体的结合能(主要是分子势能)。液态海波体温升高过程中主要是分子动能在降低，晶体结合能即分子势能并不发生变化，也就是说液态海波不会发生变化而融化。当液态海波遭到微小的扰