[发明专利]晶体熔化实验装置

说明书

技术领域

本发明属于物理教学模型技术领域，特别涉及一种晶体熔化实验装置。

背景技术

熔点是中学物理的一个重要概念。是否存在熔点是区分晶体和非晶体的依据。物质在熔化过程中存在固定熔点的固体物质称为晶体，没有固定熔点的固体物质称为非晶体。而这些概念是建立在实验的基础之上的。没有成功的实验就很难建立科学准确的概念。然而，在课堂教学中，教师依照教材的进行实验操作，很容易失败。

各地各种版本的教材中对熔化实验中所采用的实验晶体的材料有所不同，有的是采用冰作为实验的材料，取材方便，但冰在南方地区就不易保存，熔化的过程也太快。浙教版科学采用的实验材料是海波(即硫代硫酸钠)，实验装置采用500ML大烧杯内置小试管的方法，大烧杯和温度计固定在铁架台上，大烧杯内加水，大烧杯的底部采用酒精灯加热，海波置于小试管内进行水浴加热。现有实验装置有如下缺点：

(1)实验准备繁琐，需要搭设铁架台，而且各实验器材置于铁架台上容易被碰落摔坏。另外，浙教版教材安排的课程时间已经是到了11月底12月初，此时的浙江气温一般是在2℃-10℃。水温如果从室温开始加热要达到48℃的海波的熔点，一节课时间是不够的。因此教师还需准备40℃温水。

(2)由于进行实验时气温较低，温水极易降温和酒精灯火焰大小的差异，实验时间不易控制。

(3)实验时，需用酒精灯加热300～400ML的水，也是实验时间不够的主要原因。

(4)学生实验时，将海波装填至小试管时，容易洒落药品。

(5)实验结果往往不理想。实验要求每隔1分钟读数，熔化过程持续的时间往往太短，有时能取到的平台数据只有2～3组，即2～3分钟内熔化已经完成。使得晶体和非晶体的熔化区别不太明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种晶体熔化实验装置，其在减少能源消耗的同时较快速地加热海波，达到缩短实验时间的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种晶体熔化实验装置，包括杯体、底座、温度计，杯体的底部设置有用于容置海波的凸出部，凸出部的外表面设置有隔套，隔套与凸出部的外表面之间形成间隙，杯体内设置有隔离片，隔离片将杯体分割成加液空间和加药空间，加液空间与间隙连通，加药空间与凸出部连通；杯体有杯盖，温度计固定在杯盖上，温度计的底部延伸至凸出部；底座上设置有用于容置凸出部和隔套的凹陷，凹陷的周边设置电热丝，电热丝连接有插头。

本方案摈弃了原有铁架台加烧杯的实验模式，实行了上下两段式设置，将凸出部和隔套插入凹陷后，能实现整套装置的稳定固定，杯体不容易被学生碰翻。实验前，需要通过加液空间往隔套与凸出部的间隙内注水，加热时，仅需加热间隙内的水，而传统的实验装置需要将300～400ML的水加热至所需温度。另一方面，传统的加热模式仅在大烧杯的底部加热，而本方案由凹陷周边的电热丝对凸出部进行全方位的加热。加之杯盖的设置，减少了杯体内部的热损失，5～10分钟左右即能将间隙内自然温度的水加热至50度左右。

杯盖另一个重要作用是：加热产生的水汽往上冲时，会使杯盖产生轻微的上下颠簸，固定在杯盖上的温度计随着杯盖的轻微颠簸能起到搅拌海波的作用，有利于海波的均匀受热。

另外，通过加液空间往隔套与凸出部的间隙内注水，方便注水。通过加药空间往凸出部内加海波，也非常方便，药品不容易洒落。

作为改进，所述加液空间与加药空间之间设置有通道。通道用于将间隙内的水产生的热气传输至海波的上方。海波是热的不良导体，该方案有利于海波的均匀受热。

作为进一步的改进，所述通道形成在隔离片上或形成在隔离片与杯盖之间。

作为改进，所述杯体的高度为1～3厘米。因为水浴仅仅在位于杯体底部的凸出部进行，与常规的大烧杯相比，杯体内不再装水，所以杯体较短。

作为改进，所述凸出部的高度为2～4厘米。

作为改进，所述杯体上开设有出水口，出水口与加液空间连通。加注水时，如果有水从出水口溢出，说明隔套与凸出部的间隙内已经加满水。

作为改进，所述温度计为RC-4温度计。RC-4温度计能定时记录并存储所测得的温度。如将温度计连接到计算机上，所测得的数据通过数据处理软件能直接在计算机屏幕上显示出来。

作为改进，所述凹陷内设置有传热片，电热丝缠绕在传热片的外表面。当凸出部和隔套插入凹陷后，传热片包裹住隔套的四周和底部，给予海波均匀加热。