國中組作品名稱：塑造冰熔化的標準曲線關鍵詞：碎冰

中華民國第 43 屆中小學科學展覽會 作品說明書 科別：物理科 組別：國中組 作品名稱：塑造冰熔化的標準曲線 關鍵詞：碎冰、零下 5 度 C、熱平衡 編號：.

塑造冰熔化的標準曲線 壹、研究動機： 在我們學到物質的三態變化中，有關冰熔化的實驗，測得冰的溫度對時間的 關係圖如圖〈一〉，但選修理化第一冊 P.73 中冰的熔化曲線卻是圖(二)所示，而 老師說明時強調冰的熔化是遵循這樣的關係，因此引起我們的研究動機。. 溫度. 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5. 冰的熔化曲線 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 時間 圖【一】 2 1.5 1 0.5. 時間. 0. 0. 2. 4. 6. 8. 10. 12. 14. 冰的熔化曲線. -0.5 -1 -1.5 -2. 溫度 圖【二】 貳、研究目的 實驗尋找可以確實得到冰熔化曲線的實驗方法。並藉以證實冰熔化時溫度變 化的實際情形。 參、研究設備及器材 一、玻璃棒一個 二、溫度計一個 三、燒杯數個 四、汽油一瓶 五、碎塊一包 六、碼表一個.

肆、研究過程或方法 一、探討造成舊有實驗結果的原因： 在舊有實驗中是直接觀察一整塊冰塊溫度變化的情形，因為冰塊太大塊，導 致冰塊熔化時裡外溫度不能一致，靠近外表的冰，溫度已達到零度 C，但冰塊內 部依然還是零度以下，整體熔化的時間不一致，才會導致這樣的結果。 二、尋找新的實驗方法： (一)、 當我們在做水的沸騰實驗時，發現水正在沸騰時溫度確實維持在沸點不 變，考慮其可以這樣的原因，是因為「對流」的作用，可以很容易造成整體 水溫達到一致的原因，因此讓我們想到是不是也可以利用「對流」現象來作 改進實驗。 (二)、 首先尋找凝固點低於零下 10 度 C 以下的液體，尋找的方法是將找到的液 體放在冰箱中實際冷凍看看，結果發現市售的無鉛汽油可以使用。 (三)、 實驗步驟 1.將汽油與碎冰塊一起，先分別放在冰箱中冷凍到溫度約負零下 5 度 C 左右。 2.取出碎冰塊，將碎冰塊包在毛巾中再擊碎。 3.將被擊碎的碎冰塊，倒入冰冷的汽油中，用玻璃棒攪拌，使其先達到熱平衡。 4.開始每隔兩分鐘測量溫度一次，並將結果紀錄於記錄表中。 伍、研究結果：. 實驗記錄. 溫度. -0.7. 溫度. 0. 溫度. 0. 溫度. 1.6. 溫度. -0.1. 溫度. 0. 溫度. 0.4. 溫度. 2. 溫度. 0. 溫度. 0. 溫度. 0.8. 溫度. 2.4. 溫度. 0. 溫度. 0. 溫度. 1.2. 溫度. 2.8.

根據實驗結果畫出冰的溫度與時間關係圖如下. 3. 2.5. 2. 1.5. 溫度. 1. 冰熔化曲線. 0.5. 0 0. 2. 4. 6. 8. 10. 12. 14. 16. -0.5. -1. 時間. 陸、結論： 一、證實冰熔化的正確曲線圖是可以做成功的。 二、課本原有的實驗方法，不能做出正確概念的圖形，這樣的實驗方法應該修 正。.