鐵和鋁有什麼不同?100℃金屬揭開物質的「個性」!(比熱測量實驗)

我是科學訓練師桑子研。逐日攏是實驗日。

「為啥物鐵鼎一下就燒滾滾,水欲煮予滾煞愛等遐久……」逐家敢有這種感覺?其實這就是物質本身具有的「欲燒發穎的個性」無仝。這擺,我想欲用國中理科會學到的「比熱」做主題,分享一個既高效率閣安全的實驗心得予逐家。

理科教室變身做歐登鍋!?創新的加熱法

最近阮做了一個關於無仝金屬比熱的實驗。實驗內容是按呢:共三種重100g、已經加熱到100度的金屬放入固定份量的水入去,觀察水溫升高偌多,再來計算金屬的比熱。首先,愛共各種縛好線的金屬放進去電火鍋裡面燙。講著這台電火鍋,就是這擺實驗成功的秘密武器!

佇學校教學現場,這種電鍋抑是電火鍋其實真好用。倒入水後會使定溫保溫,嘛袂驚挵倒噴出來,予試管抑是金屬熱起來真安全。以前大部份是化學實驗咧用,這擺試看覓提來做物理的比熱實驗,結果發現過程出奇仔順利閣安全。

電火鍋(amazon)

為啥物我較推薦用「電火鍋」取代瓦斯爐?

平常時實驗攏是用瓦斯爐配燒杯來熱金屬,毋過燒杯容易弄倒,水欲滾嘛愛等真久,這攏是真頭痛的問題。

若是用電火鍋,上課前掣開電火就好,會使一次共所有的金屬熱到平平均均,非常利便。看金屬佇滾水入去泅來泅去的樣像,真正是成做咧煮「歐登」(黑輪)。學生會使看家己的時間來提金屬,老師的壓力嘛減輕真多。

開始量產!觀察金屬的「熱量接力賽」

等金屬確實熱到100度後,就緊共金屬提入去裝水的保溫杯內底,測量水溫升到幾度。

遮的上重要的觀念就是「熱量守恆」。燒烙的金屬失去的熱能,會直接傳予冷冰冰的水,這就是一場熱量的接力賽。實驗結果像按呢:共水溫的變化記錄落來,畫做圖表,再套入公式就能夠算出金屬的比熱。

比熱就是「物質的身分證」

雖然這三種金屬看外表大概知影是啥物,但是透過計算出來的「比熱」數值,阮會使更有科學根據來確認它的身分。

比方講,鋁的比熱大約是0.90J/(g・K),但是鐵只有0.45J/(g・K)。這代表鋁若欲變燒,需要的能量大約是鐵的兩倍!所以講,了解比熱,就是佇了解彼項物質固有的性格。

予老師的建議:按怎予課程順利成功

若是有老師嘛想欲做這項實驗,有幾個撇步分享予恁。首先,愛佇課前20分鐘就開始準備。倒水入去電火鍋時,建議直接用熱水,按呢會使省下真多等水滾的時間。

實驗大約30分鐘就做得完,一節課內底連整理數據攏無問題。最後上要緊的就是收拾!實驗完畢,愛趕緊共金屬提過來,用廚房紙巾抑是抹布共水氣抹予焦。

收拾的情形

特別是「鐵」非常容易生鏽,若是濕答答放咧,後擺就袂使用了。照顧好實驗架生,嘛是科學教育真重要的一環。希望透過這擺實驗,逐家會使感受到用數字來捕捉「熱」咧振動的趣味。

嘛歡迎參考其他用電火鍋做的實驗喔。

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