冰水在化学实验中的作用篇1
(1)时间太长.
把该装置放在空气中，从空气中吸收热量，吸热慢，而冰又多.通常等冰块完全熔化就要20分钟时间，造成很多老师拖堂，如果用酒精灯加热则会造成受热不均.
(2)整个实验过程中，基本上都没有零度以下的记录.
这是因为从温度计来说，温度计必须与被测物体充分接触，而冰是固体很难与温度计充分接触；另外冰的比热容较小，从冰箱中取出后温度会较快地升高.活动中如果把冰敲碎来解决这个问题，但很难操作；第一无法敲得很碎，第二敲碎的过程中一部分冰块开始熔化，此时冰块的温度已经升高.如果把敲碎的冰放入冰箱再次冷冻，碎冰还会粘在一起，这样实验一开始便有冰开始熔化，温度便已达到零度.
(3)测量的冰水混合物温度不能稳定在0℃.
这主要是试管的空间太小，实验时无法进行搅拌，玻璃、水、冰都是热的不良导体.
基于上述原因.大部分老师只做演示实验，有的老师仍改用学生并不熟悉的海波进行实验.甚至部分老师，用多媒体模拟实验代替.这样以传授知识为出发点的教学，失去了培养学生学习物理兴趣、探究物理规律得能力好机会.特别是失去了对学生实事求是的科学精神的培养.科学精神主要有实事求是、认真细致、追求新知、勇于探索、不怕困难、与人合作、独立思考等.在这一系列教育内容中，我认为培养学生的实事求是精神最重要.
为此我设计了一套该实验装置，可用于学生实验并能解决上述问题：
(1)为加快冰的熔化，我用自攻螺丝从注射器的注射口拧入注射器中.
这样，既很好地导热，又能不让注射器漏水.
(2)让温度计和水在一次性注射器的塑料注射筒内凝固成为一个整体，然后再观察冰的熔化规律.
为了能让温度计与冰能够充分接触，可以先把温度计和水凝固在一起.如果让水在试管中凝固，由于0～4℃的水有反常膨胀现象，而玻璃试管中的水温降到4℃的过程中，体积先缩小，从4℃再降温时水会膨胀，水结冰时体积增大更多，因降温而收缩得牢固试管壁会阻碍膨胀，于是冰就挤压温度计的玻璃泡，使之损坏.我让水在一次性注射器的塑料注射筒内凝固，由于塑料的弹性及活塞的可移动性，可避免温度计在凝固过程中损坏.
(3)使用水银温度计.
实验室有水银温度计和煤油温度计两种，它们的量程都能满足该实验测量要求.对比实验发现：使用煤油温度计，描绘的图像会有一些问题，因为水很少，只有1.5g～2g，所以冰熔化时需要吸收的热量也很少，温度计中的煤油约有0.5g，煤油和冰的比热容几乎相等，所以煤油升温吸热就不能忽略，水银的比热容只有水的1/30相同大小玻璃泡的水银温度计，水银吸热基本上可以忽略.所以在探究冰熔化特点的活动中，采用水银温度计可以有效地减少测量误差.
我的自制教具技术资料如下：
1.教具装置图（图2）
2.仪器特点及用途
特点：该装置具有制作简单，操作方便，现象明显，可重复使用的特点.
用途：用作学生探究实验.冰熔化时间在8分钟左右，且熔化过程0℃非常稳定.根据实验数据画出的图像非常标准.能很好地帮助学生建立晶体熔点的含义.使学生享受科学探究的乐趣，该装置具有制作简单，操作方便，现象明显，可重复使用的特点.可本教具用于学生探究实验：探究冰的熔化特点.能解决以往做该实验时时间太长、基本上没有零度以下的记录、测量的冰水混合物温度不能稳定在0℃等问题.
3.制作材料
医用一次性注射器(2.5mL)一支，自攻螺丝一枚，水银温度一支（-20℃～100℃）
4.制作方法
(1)把注射器的针筒处剪去一段，这样可缩短自攻螺丝导热距离；
(2)用螺丝刀把自攻螺丝从注射口拧进注射器如图3；
(3)取出注射器的活塞并用剪刀将其尖端剪个小孔；
(4)将活塞套在水银温度计上如图4；
(5)将套有活塞的温度计插入注射器.
5.使用方法
(1)拧去螺丝，在注射器中灌满水，将带活塞的温度计插入注射筒中，调节插入深度和温度计的位置，使温度计的玻璃泡离自攻螺丝顶端3mm左右;
(2)用螺丝刀在注射口拧上自攻螺丝，既堵住出水口防止漏水，又起到很好的导热作用;
冰水在化学实验中的作用篇2
1经不起推敲的解释
笔者某次随堂听课，教师安排学生分组进行水的沸腾实验.可能是实验条件所限，部分学生用小烧杯盛水，另一些学生用大试管盛水，还有两组学生用大烧杯盛水，进行实验.结果，各小组测得的沸点大多不同，最高的达105℃，最低的为98℃.对此结果不一样的原因，教师组织学生进行了猜想、解释.有的学生说，是温度计不精确造成的――教师点头赞许；有的学生说，是水不纯造成的――教师说这也有可能；有的学生说，是酒精灯火焰大小不同或者是水的多少不同造成的――教师立刻否定，说沸点是水（物质）的一种属性，无论火大与火小、水多与水少，都不会影响水的沸点；还有一位学生说，是大气压不同造成的（课后笔者询问得知，是该生在预习时上高中的表哥辅导他的）――教师对此肯定并表扬了这位同学，并解释说这是以后要学到的知识.最后，教师总结：本实验的误差主要是温度计不精确造成的.
在这样的课堂上，教师大多会组织学生进行误差讨论，也大多进行类似的程式化的点评，学生最终都能“信服”地接受老师的解释.但本课的误差讨论其实是存在两个命题的：一个是“为什么实验中测得的沸点不等于理论值100℃”；另一个是“为什么各小组的结果不一样”.上面的“水不纯”、“大气压影响水的沸点”的理由，是不能解释学生们的测量值为什么高的达105℃、低的只有95℃的，因为学生们用是同样的水，在同样的大气压下实验的.所以在上面的课例中，真正观察入微的学生在课后就提出了问题：“我注意了我周围的小组，我发现凡是用大试管加热测得的沸点，都比用小烧杯进行实验测得的沸点高.难道这是温度计不精确造成的吗？”
笔者还看过一则学生兴趣小组的研究报告.兴趣小组的学生用多种容器进行了水的沸腾实验，对实验室条件下用大烧杯做水的沸腾实验时，测得水的沸点低于100℃的原因进行了解释：是因为烧杯大，散热快，温度计上面的玻璃是冷的，下面玻璃泡中升上去的煤油冷却，导致显示的温度变低.此解释有一定道理，但仍然有待商榷.
冰的熔化实验存在类似问题.笔者就曾经遇到过一位很苦恼的青年教师，他在准备室做冰的熔化实验时，测得的熔点很接近于0℃，实验非常理想；但到了实验室里，绝大部分学生测得的熔点都在2℃～3℃之间.学生间测量值的差异大多在1℃左右，测量值的平均值比冰的熔点0℃要高得多，更不要说他预先做的实验又是0℃了.他自己觉得用“温度计不精确”、“冰（水）不纯”等理由进行解释都有点心虚.事实上，在实验室里做冰的熔化的学生实验时，所测得的冰的熔点通常都是高于0℃的.
过去，用萘、海波进行晶体的熔化实验时，对实验结果不精确的经典解释就是物质不纯――萘本身就难以提纯、海波容易受潮.现在用冰做实验，如此明显的“误差”也是同样原因吗？温度计不精确、物质（水）不纯，都不能解释（水的沸腾实验）容器不同实验结果不同的现象，也无法解释（冰的熔化实验）地点不同（在准备室和在实验室）结果不同的现象.
2对两个实验的再研究
对以上两个实验，笔者进行了再研究.反复实验后发现，实验“误差”存在一定的规律性.
水的沸腾实验，使用实验室里的单头酒精灯为热源.用大试管盛水进行实验，水沸腾非常剧烈，往往会一阵阵地在试管底部形大个儿的气泡，使得水与试管底部完全脱离接触，测得水的沸点都较高，通常在103℃～104℃；用小烧杯（100mL）盛水进行实验，水正常沸腾，不是特别剧烈，测得水的沸点“最准”，基本在100℃～102℃之间；而用大烧杯（500mL、1000mL）盛水进行实验，水只能勉强烧至沸腾，杯底有气泡产生，但都较小，且上升时也不明显变大，测得水的沸点都较低，一般是98℃左右.难道，水的沸点与盛水的容器大小有关吗？
冰的熔化实验，在温度较低（十几摄氏度以下，越接近0℃越好）的地方做，结果就较准确；在温度高（二十几摄氏度以上）的地方做，误差就明显变大，温度越高，误差越大.若说冰的熔点与环境温度有关，这无疑是荒谬的.真实的原因到底是什么呢？
笔者认为，以上问题都与“准静态”理论有关.所谓准静态，是指热力学过程中任何一个中间步骤都在无限接衡状态下进行的过程.这意味着，进行这两个实验时，理想的方式是要控制热源与冰、水的温差很小，使实验的加热过程十分缓慢才行.上述测量值不精确的现象，就是与“准静态”条件偏差较大的结果.
用大试管盛水做水的沸腾实验时，由于试管的受热面积很小，试管中的水量也少，加热相对集中，试管底玻璃的温度很高，水沸腾时汽化迅速，在试管底产生很大的气泡；当管底的水蒸气将试管中的水推向上方时，管底的水蒸气被管底玻璃继续加热.于是，刚产生的水蒸气温度是100℃，但很快就高于100℃了.处于高温水蒸气中的温度计，显示的温度自然就可能达到103℃了.实验表明，合理控制加热时火焰的大小，并在试管中加入能促进水汽化的物质（如把试管底弄脏），尽量使气泡一产生就离开试管底，以保证温度计的玻璃泡与水有充分的接触，测得水的沸点就要低一些.而用大烧杯加热时，不仅烧杯的底面积大、杯中的水量大，导致加热不集中，而且水的表面积大，蒸发更快.这样烧杯中的水只能勉强烧至沸腾，甚至没有到达沸腾状态，所以水温只有98℃左右，这也就解释了实验中为什么观察到沸腾时杯底的气泡上升时变大不明显了.从本质上说，在实验室条件（标准大气压）下，水的沸点还是100℃，但由于温度计测量的是被进一步加热了的水蒸气的温度或者是只是接近沸腾的水的温度，所以结果就有“误差”了.
对冰的熔化实验，笔者也进行了深入的研究.一是取足量的冰进行实验，结果就较理想.二是取少量碎冰，放入底部有洞的容器，将熔化生成的水及时排掉，确保温度计的玻璃泡只跟冰接触，测得冰的熔点就很接近0℃.所以，对上面的青年教师遇到的困惑，笔者的分析是：学生实验过程中，冰熔化时的温度即冰的熔点仍是0℃，但由于环境温度较高，并且学生实验时为节约时间，所用的冰的量都较少，生成的0℃的水的温度很快继续升高――实际水温介于0℃与室温之间并偏低.实验中温度计主要与水接触，实质上测量的是水温而不是正在熔化的冰的温度，所以就可能达到3℃了.该青年教师在独自准备室实验时，房间温度较低，生成的水的温度不易升高，实验结果就较准确.
3改进实验教学的策略
“准静态”问题是无法跟初中生讲清楚的，对初中生也不可能按照“准静态”要求进行实验.但教师要在“准静态”理论指导下，在实验设计与教学中采取针对性的措施.做水的沸腾实验时，教师应该选用相同的实验器材进行实验，最好是用100mL小烧杯和普通酒精灯，既能合理控制实验时间，实验误差也较小.
而做冰的熔化实验时，如果直接依照苏科版教材提供的方案，由于实验室条件的原因，实验时取到的冰通常都已开始熔化，不可能从（课本指导的）-5℃开始观察，不能得到熔化过程的完整图像；另外，为节约时间，教师发给学生的冰的量都较少，加之实验室气温高，想要在实验中测得冰的熔点[HJ1.75mm]为0℃十分困难.一些教师为了缩短实验时间，还指导学生用酒精灯对冰加热，实验误差就更大.笔者的做法是：学生分组实验，先做水的凝固实验再做冰的熔化实验.实验桌上事先准备足量的食盐、一支插有温度计的小试管（试管中的水量刚好没过温度计的玻璃泡）；取100mL的小烧杯，装入3/4体积的碎冰，事先存放在大泡沫箱中.实验时让学生现场制冰：将装冰的小烧杯发给学生，让学生迅速倒入食盐至接近杯口；立即用手捂住杯口，迅速上下颠倒摇晃几次，使冰、盐混合均匀，制成一个“小冰箱”；再将小试管插入冰、盐混合物中，观察温度计的示数变化和水的状态（提醒学生在温度接近0℃把小试管取出观察一次，在温度计的示数保持0℃片刻后再取出观察一到两次，次数不宜太多，且不能取出温度计），此过程中不用计时记温度.当温度计的示数下降到-5℃～-8℃时，取出小试管，放在空气中，观察冰的熔化过程，此过程中严格按时记录相应的温度和状态.
此实验的效果相当好.一是学生经历了制冰的过程，观察到了水凝固时温度较长时间保持0℃不变的现象，印象深刻；二是学生观察到冰的温度下降到-8℃甚至-10℃时，十分震撼，激发了学生的学习兴趣；三是解决了实验的一个关键问题，制取低温的冰――有了-8℃的冰，才能完整地观察到冰的升温、熔化的全过程；四是本实验最终让温度计的玻璃泡冻在一薄层冰中，到冰熔化时，仍能保证温度计的玻璃泡与冰充分接触，如果温度计准确，其示数就会较长时间地保持在0℃，理想地保证了实验的精度.
冰水在化学实验中的作用篇3
摘要：采用针翅换热管和光管分别对冰、thf气体水合物以及hcfc141b气体水合物的生长特性进行对比研究。针翅管对冰、thf气体水合物和hcfc141b气体水合物的生长过程均具有良好的强化作用，内外双翅式针翅管比外翅式针翅管可以更大幅度地强化生长过程。
关键词：气体水合物针翅换热管r141b
0绪言气体水合物是由某些气体（或易挥发液体）和水形成的包络状晶体[1]，其重要特点是可以在冰点以上结晶固化，又称“暖冰”，其一般的反应方程为：
作为新一代蓄冷介质，气体水合物克服了冰（蓄冷效率低）、水（蓄冷密度小）、共晶盐（换热效率低，易老化失效）等蓄冷介质的弱点：相变温度在4～15℃之间，适合常规空调冷水机组；熔解热约为270～464kj／kg，蓄冷密度大（与冰相当）；易于采用直接接触式蓄、放冷系统，蓄冷和放冷过程的热传递效率高。其低压蓄冷系统的造价相对较低，因为被认为是一种比较理想的蓄冷方式[2]。
不过，气体水合物蓄冷技术要想达到可以工程应用的要求，必须克服气体水合物诱导时间长、生长缓慢的缺点。
针翅管（pinfintube）是一种新型的三维强化管，瑞典、日本等将其应用于油冷却器和般用锅炉上，我国很早就在青岛引进了瑞典制造技术，并已国产化，已经应用于电厂等，出口德国等地[3]。作者认为，针翅换热管所具有的独特表面特性（表面积大，表面粗糙）可能有利于冰或气体水合物的结晶，为此，作者特在本文中采用针翅换热管和光管分别对冰、thf气体水合物以及hcfc141气体水合物的生长特性进行对比研究。图1即是本实验中所采用的针翅管，由四川惊雷科技股份有限公司加工制造，针翅是直接在基管上炮制。
1实验装置与实验程序具体的实验装置说明详见[4]，冰和thf气体水合物的生长过程实验程序详见[5]，hcfc141b气体水合物的生长过程详见[6]。
表1针翅强化管对冰的结晶-分解动力学特性的影响a换热管过冷度(℃)诱导时间(min)生长速度(g/min)光管2.02401.5针翅管（外翅式）1.0103.0针翅管（内外双翅式）0.5104.1a反应器垂直放置，冷媒流向由上向下，冷媒温度为-5℃；b指整个生长过程的平均生长速度
表2针翅强化管对thf气体水合物的结晶-分解动力学特性的影响a换热管过冷度(℃)诱导时间(min)生长速度(g/min)光管3.8101.5针翅管（外翅式）4.4103.0针翅管（内外双翅式）3.6103.5a反应器垂直放置，冷媒流向由上向下，冷媒温度为-5℃；b指整个生长过程的平均生长速度
表3针翅强化管对hcfc141b气体水合物的结晶-分解动力学特性的影响a换热管过冷度(℃)诱导时间(min)生长速度(g/min)光管6.43602.9针翅管（外翅式）6.41806.0针翅管（内外双翅式）6.0906.5a反应器垂直放置，冷媒流向由上向下，冷媒温度从0℃以1℃/1h的速率降低到-5℃，sds浓度为0.03%；b指整个生长过程的平均生长速度
2针翅换热管对冰和thf气体水合物生长过程的强化通过实验观察发现，针翅管外冰或thf气体水合物的生长形态和光管外的生长形态是一样的，也是冰或thf气体水合物围绕换热管慢慢长厚，图像在此省略。
针翅管对冰或thf气体水合物结晶动力学特性的影响如表1和表2所示。
分析表1可以发现，与光管相比，冰在针翅片外生长的过冷度、诱导时间均有很大的降低，而生长速率则提高了一倍。由此可见，针翅管对冰的生长过程的强化作用是非常显著的。相比较而言，内外双翅式针翅管比外翅式针翅管的强化作用要更为明显，所以作者认为针翅管应用于冰蓄冷技术是完全可行的。
分析表2可以发现，与光管相比，thf气体水合物在针翅管外的过冷度、诱导时间并没有明显的变化，但生长速率却增大了一倍。由此可见，针翅管对thf气体水合物生长过程的强化作用主要体现于增大了生长速率，而对过冷度和诱导时间的影响不大，作者认为原因在于thf气体水合物在光管外的过冷度和诱导时间本身就比较小，降低的空间有限。由于thf气体水合物在同等实验温度下的生长速率要比冰小，因此作者认为采用针翅管来加快thf气体水合物的生长速率是非常有实用价值的。对于针翅管本身来说，内外双翅式针翅管比外翅式针翅管可以更大幅度地加快生长速率。
3针翅换热管对hcfc141b气体水合物生长过程的强化通过实验观察发现，针翅管外hcfc141b气体水合物的生长形态和光管外的生长形态是一样的，也是在表面自由能的作用下沿着换热管向下渗透到液态hcfc141b中生长，具体见[6]。
针翅管对hcfc141b气体水合物结晶动力学特性的影响如表3所示。
分析表3可以发现，与光管相比，hcfc141b气体水合物在针翅管外的过冷度没有明显的变化，但诱导时间却有了明显的减小，而且生长速率也增大了一倍。由此可见，针翅管对hcfc141b气体水合物生长过程的强化作用主要体现于减少诱导时间和增大生长速率，而对过冷度的影响不大，具体原因还有待于进一步的研究。由于hcfc141b气体水合物在光管外的诱导时间非常长（一般超过360min），而针翅管正好可以明显改善这一缺点，所以作者认为采用针翅管来强化hcfc141b气体水合物的生长特性是非常有实用价值的。对于针翅管本身来说，内外双翅式针翅管比外翅式针翅管可以更大幅度地加快生长速率和缩短诱导时间。
4总结本文中作者将针翅强化管应用于冰、thf气体水合物以及hcfc141b气体水合物生长过程的强化研究中，取得了预期的良好效果。冰的强化生长实验研究表明，相对于光管，针翅管可以大大降低冰的过冷度、明显缩短冰的诱导时间并且显著地加快了冰的生长速率，因而对冰的生长过程有着明显的强化效果；thf气体水合物的强化生长实验研究表明，相对于光管而言，针翅管可以大大提高thf气体水合物的生长速率；hcfc141b气体水合物的强化生长实验研究表明，与光管相比，针翅管可以明显缩短hcfc141b气体水合物的诱导时间并且大大加快了它的生长速率。由此可见，针翅管对冰、thf气体水合物和hcfc141b气体水合物的生长过程均具有良好的强化作用。对于针翅管本身来说，内外双翅式针翅管比外翅式针翅管可以更大幅度地强化生长过程（减小过冷度、加快生长速率和缩短诱导时间）。
参考文献1.d.w.dividson,clathratehydrates,.water-acomprehensivetreatise（editedbyfelixfranks）.pleniumpress,newyork-london,1973
2.郭开华,舒碧芬.空调蓄冷及气体水合物蓄冷.制冷,1995,53(3):15-21
3.钱颂文，朱冬生，李庆领等.管式换热器强化传热技术[m].北京，化学工业出版社，2003，116
4.谢应明，郭开华，梁德青等.气体水合物融冰快速成核与静态渗透生长.中国科学b辑-化学,2004，34（5），375~381
冰水在化学实验中的作用篇4
关键词：聚氨酯护坡；模型试验；冰推力；冰厚过程；冻胀变形；温度场；受力特性
中图分类号：文献标识码：a文章编号：16721683（2013）03008204
碎石聚氨酯是将碎石与聚氨酯混合搅拌，使聚氨酯包裹在碎石表面，利用聚氨酯本身的黏结性将石块牢牢地黏结在一起，形成的一种新型弹性组合材料。该组合料具有黏结力强、弹性好，同时兼具透水、透气等生态的特点[1]。近年来已在德国、荷兰和美国的海、河岸护坡工程中广泛应用，经济性、实用性和生态效益明显[23]。马苏里等[4]通过冰推力对水库护坡的危害进行了阐述。童长江等[5]也对寒冷地区开展工程冻害研究的意义和方法和进行了论述和总结。为了研究其在寒冷地区应用的效果，结合实际工程应用条件，开展冰力学模型试验，对聚氨酯护坡结构在静冰压力和冻胀力的联合作用下的稳定性进行研究和评价，为该结构在寒冷地区的设计应用以及运行管理提供参考。
1试验设计
1.1模型比尺推求
关于冰力学模型试验，史庆增等[6]和黄焱等[7]提出了冰力模型试验应遵循弗汝德数相等的相似准则，但该准则适用于流冰情况，本次冰处于非流动状态，不适用该准则。朱林楠等[8]提出了适用于冻土模型试验的相似准则，且韩雷等[9]应用该准则成功开展了静冰压力对铰链式护坡系统作用的低温模型试验，鉴于此，本次亦采用该准则，准则可描述为：
π1=l21at，π2=Ql21λtt
进一步分析得到相似判据如下：
c211cact=1，cQc211cλctct=1
式中：c为相似常数；l为几何尺寸；a为导温系数；λ为导热系数；t为温度；Q为单位体积水的潜热；t为时间。
可以看出在6个相似常数中4个相似常数可以任意选定（基本常数ca、cQ、cλ和cl），2个由相似准则导出（ct和ct）。
试验选用原状土，因此：
ca=cQ=cλ=1
则上述相似判据变为：
ct=c2lct=1
根据试验室现有条件，选取cl=4，计算得到ct=16。
1.2试验装置和试验设备
1.2.1模型试验箱
模型试验箱为全钢结构矩形箱体，尺寸45m×30m×15m，土层、边界和初始条件可控，四周密封、内壁光滑。底部及四周均用10cm聚苯乙烯保温板保温，可实现单向冻结、双向融化的环境条件。模型箱体底层结构分为3层，即第一层底板加热层，由直径20cm的铜管弯曲构成；第二层，无纺布和5cm砂垫层；第三层为底板补水层，由盘曲的塑料管制成，塑料管周围铺设5cm卵石，其上覆盖无纺布。
1.2.2试验温度控制系统
温度控制系统分为两部分：第一部分是低温试验室提供低温环境，按设计要求控制降温过程；第二部分是模型试验箱底板温度控制系统，模拟季节冻土层下部的暖土层。低温试验室的温度控制范围为-35℃～+25℃，控制精度为±10℃；模型试验箱底板温度控制范围为0℃～+15℃，控制精度为±10℃。
1.2.3数据采集与处理系统
数据采集与处理系统包括澳大利亚Datataker公司的Dt515/615系列数据采集仪、XLD系列温度巡检仪、冻土远程实时监测软件系统和传感器（pt100温度传感器、wYD50位移传感器和anCLo250荷载传感器）。
1.3模型制作
1.3.1土料力学指标
模型试验土料为黏土，取自吉林省哈达山输水干渠，土样按《土工试验规程》（SL2371999）[10]的要求进行试验，主要物理力学指标见表1。
表1模型用土料主要物理力学指标
table1physicalandmechanicalindexesofsoil
最优含
水率ω
（%）1最大干
密度ρd
/（g·cm3）1比重
Gs1液限
ωL
（%）1塑限
ωp
（%）1塑限
指数
ip1黏聚力
c
/kpa1内摩
擦角φ
（°）13.211.6712.65124.4115.119.3115.7128.61.3.2模型制作过程
碎石聚氨酯护坡采用现场浇注，护坡结构厚度为375cm，采用的碎石粒径为10～20mm，聚氨酯材料掺量质量百分数为260%。模型制作过程如下：向模型箱内分层填土、压实、在设定位置埋设传感器、做坡、铺设无纺布、现浇碎石聚氨酯护坡、安装冻胀量测量装置[11]，护坡结构见图1。
图1护坡结构示意图
Fig.1SchematicdiagramofpURRevetments
1.4温度控制方案
1.4.1温度模拟过程设计
茅泽育等[12]在论述河冰生长演变规律时指出冰冻结过程是一个热交换过程，该过程的模拟需要水温记录和详细的气象资料。大庆红旗泡水库属大（Ⅱ）型平原水库，是北部引嫩工程蓄水工程的重要组成部分，是寒冷地区典型的受冰推和冻胀作用的水库工程[13]，大连理工大学的李志军等[14]曾对该水库的库冰特性进行过研究，观测的2008年-2009年度的冰厚过程比较完整，因此本文选用该水库2008年-2009年度温度与冰厚过程作为原型试验条件。水库冰厚过程线和温度过程线见图2。可以看出，红旗泡水库从封库到开库历时166d，最大冰厚出现在128d。根据选择的模型比尺，室内模拟此过程需要249h，其中冻结过程需要进行192h，融化过程需要进行57h。试验模拟从冰封库后到融化的整个过程，试验水深65cm，根据大庆红旗泡水库提供的资料，红旗泡水库封库时气温在-3℃～-4℃之间，综合考虑太阳辐射、风以及室内温度损失等因素设定室内封库前温度为-100℃，封库冰厚取1cm。
2试验结果与分析
2.1温度控制过程校核
试验开始时，控制室内温度为-10℃，10h水面开始结冰，13h室内实测冰厚为10cm，达到封库标准，开始试验。至试验结束共进行了192h，比设计过程（249h）少57h，其中恒低温阶段少了51h，恒高温阶段少了6h。在试验过程中，进行了三次除霜操作，分别在56h、92h和129h。实测温度过程线见图4。
图4实测温度过程线
Fig.4temperaturecontrollingprogram
试验过程中，利用数采集仪对模型试验中的温度、变形和荷载等参数进行监测，得到了碎石聚氨酯护坡结构内部温度变化过程线、冰厚生长过程线和变形过程线、受力过程线。
2.2结构体内部温度过程线
图5所示为聚氨酯护坡与基土交界面处温度过程线。从图5可以看出，护顶位置的温度过程线要较环境温度过程线明显光滑，这是由于聚氨酯护坡具有多孔结构，可使基土温度场分布更加均匀，这种特性可以有效预防基土不均匀冻胀的发生，有利于护坡结构在冻胀作用下的稳定性。另外两个位置由于在水面以下，温度变化过程更平稳，水越深，温度变化幅度越小。
图5聚氨酯护坡与基土交界面处温度过程线
Fig.5thecurveoftemperatureforinterfacebetween
pURRevetmentsandfoundationsoil
2.3冰厚变化过程
图6为试验测得的冰厚发展与温度过程线。根据模型比尺cl=4和ct=16，将室内实测冰厚放大4倍，时间放大16倍后与野外实测冰厚过程线进行对比，对比结果见图7。从图6和图7可以看出：最大冰厚出现在141h左右，此时气温为0℃，这与水在0℃结冰的物理性质一致；室内实测冰厚发展过程线的总用时要比野外冰厚发展过程线的短，室内模拟冻结过程偏快；两者在冻结初期符合的很好，但在冻结后期，室内模拟的冻结过程要明显快于野外冻结过程，这是因为室内试验和能量损失要远远小于野外天然情况，室内的空间狭小，具有储能功能，能量损失小，冻结速度快，但野外条件下能量流通的通道畅通，能量损失大，冻结速度慢。
图6冰厚与温度过程线
Fig.6thecurvesoficethicknessandtemperature
图7野外与室内实测冰厚发展过程的对比
Fig.7thecomparisonoficethicknessprocessbetweenfieldandtest
2.4变形特性
图8为聚氨酯护坡结构的变形过程线。如图所示，在冻胀和冰推联合作用下，护坡结构的竖向变形远大于坡向变形；竖向变形在整个降温周期内会出现峰值，在升温结束后竖向变形没有完全恢复，残余变形相当于最大竖向变形量的944%，而坡向变形在降温周期内呈缓慢增大的趋势，在升温结束后依然没有出现峰值，可见坡向变形的持续时间更长，会对结构产生较大威胁，因此聚氨酯护坡在寒区工程应用时应加固护顶和固脚，限制坡向变形的产生。
图8变形过程线
Fig.8thecurveofdeformation
2.5受力特性
在试验进行36h时，在护顶与模型箱之间安装荷载传感器，用于测量在试验过程中结构体的受力情况，此时冰厚84cm。由于结构体本身具有一定的弹塑性，因此只能定性地分析结构体的受力过程。结构体受力过程见图9。初始阶段，结构体所受压力值减小，这是由于冰和聚氨酯护坡具有明显的热胀冷缩的性质，因此，该阶段的压力值逐渐减小；当温度突然升高时，压力值也突然升高，这是由于冰层和聚氨酯护坡在温度急剧升高的过程中出现了膨胀，导致压力值迅速的增大，可见冰推力的破坏作用发生在冰具有一定的厚度且温度升高的过程。由此可见，天然水库在春季冰融化阶段是冰推力破坏作用最大的时期，为了减少冰推力的破坏，可在此时期采取破坏措施，以消除冰推力的破坏作用。冰推的作用力很大，是寒冷地区滨水建筑物的重要威胁，蔡之瑞等[15]对各国计算冰荷载的公式进行了总结，可以看出冰推力与冰层厚度、冰强度、结构物外形等密切相关。
图9力与温度过程线
Fig.9mechanicalcharacteristics
3结论
通过开展碎石聚氨酯护坡结构冻胀适应性试验研究，得出以下结论。
（1）聚氨酯护坡具有多孔结构，可使基土温度场分布更加均匀，这种特性可以有效预防基土不均匀冻胀的发生，有利于护坡结构在冻胀作用下的稳定性。
（2）由于室内的空间有限，因此在制定降温制度模拟成冰过程时，应充分意识到室内试验中能量损失小的问题，适当缩短降温的时间和强度。
（3）聚氨酯护坡结构在冻胀力和冰推力作用下会产生较大竖向变形和较小坡向变形，试验模拟的冻融期内，竖向变形不会完全恢复，且残余变形很大，护坡结构设计时应该考虑不均匀变形的问题。坡向变形在试验模拟的冻融期内一直在缓慢增大，因此设计过程中应重视护顶和固脚，采取适当的加固措施，防止坡向变形引起结构失稳破坏。
（4）在冰融化阶段会产生较大的冰推力，因此在春季融冰期要特别注意冰推力对护坡结构的破坏，必要时可以采取一些破冰措施。
本次试验只对结构体的受力进行了定性分析，未能对膨胀力的作用水平进行定量研究，这些问题需要在以后的研究工作中加以解决，同时增加原型观测的内容。
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（下转第131页）1第11卷第3期
2013年6月1南水北调与水利科技
冰水在化学实验中的作用篇5
关键词：碘化银丙酮;催化剂;人工影响天气
中图分类号：p481文献标识码：aDoi编号：10.14025/ki.jlny.2015.24.094
目前人工影响天气（简称人影）的实现方法一般是在云降水或其它天气过程的关键环节中施放催化剂[1]，促使天气过程向着预期的方向发展，使用少量成本代价来换取巨大的经济效益。人工影响天气工作主要是利用了自然云中的微物理过程的不稳定性，通过某些技术方法手段改变云的微物理结构，从而改变云降水天气过程的发展趋势，以达到人工增雨的目的。
人工增雨方法按其所能影响到的降水天气过程可分为两类：一类是影响云中动力过程，增大上升气流，提高云水凝结率;另一类是影响云中微物理过程，提高降水效率。按照云系性质可分为暖云催化（人工影响云中粒子碰并过程）和冷云催化（人工影响云中冰晶过程）。1933年瑞典气象学家贝吉隆提出了冷云人工催化的基本理论，利用冰晶效应为自然降水过程进行解释，奠定了冷云人工增雨的理论基础。当云中的过冷水滴与冰相粒子共同存在时，由于水面饱和水气压高于同温度下的冰面饱和水气压，冰相粒子将通过水汽扩散作用迅速凝华增长，当水汽供应不足时水滴会蒸发补充，使云中过冷水滴转化为冰晶，进一步增加碰并过程，从而使非降水云降水或降水加强。因此冷云人工增雨的方法一般是补充冷云中的冰晶数量，利用冰晶效应增加降水。
在人工增雨催化过程中，催化剂的核化机制、成核率、核化速率与成冰阈温是影响催化效果的重要因素。近些年国内外许多科学家在人工影响天气催化剂研制[2]及其成冰性能云室试验[3，4]等方面做了大量工作。酆大雄等[5，6]在催化剂成冰性能云室试验和研制复合高效催化剂等方面取得了大量成果。
目前，碘化银是最常用的人工增雨催化剂。碘化银作为冰晶异质核化的人工冰核[7]，相对其它具有成冰能力的物质来说其成冰阈温相对较高。Vonnegut等利用燃烧焰剂法测得碘化银成冰阈温值约为-4℃，D.n.Blair等在云室试验中使用不同配方产生的碘化银气溶胶，控制其成冰阈温值一般为-5℃[8]。改善催化剂的成冰阈温与其成核率，会对播云催化效果起到关键作用。
上世纪80年代后期，我国人工影响天气催化剂和催化工具发展较快，研制出了火箭焰弹、飞机焰弹、机载碘化银丙酮液燃烧发生器等。许多项目的技术和性能指标已逐步赶上发达国家的先进技术水平。在人工影响天气方面，利用飞机直接在云内播撒是最好的选择。可直接将催化剂播入云中预定的部位，而且播撒均匀，覆盖范围广。吉林省人工影响天气除了用干冰外，对于碘化银丙酮溶液催化剂的制备也有很多研究[6]。但制备的方法不一样，应用的效果也不一样。本文根据吉林省多年来人工影响天气的实际工作经验，总结了碘化银丙酮溶液催化剂的制备与保存。对人工影响天气提供可借鉴的经验。
1碘化银丙酮溶液催化剂的制备
确保人工增雨的最佳效率，寻找最佳的催化潜力区是其一，寻找最好的催化剂是其二。碘化银作为良好的人工冰核，是目前国内外人工增雨作业中催化成效最为显著的催化剂。碘化银化学式agi，式量234.77。有α黄色六方和β橙色立方两种。前者密度5.683克/立方厘米。于146℃转β;后者密度6.010克/立方厘米，熔点558℃，沸点1506℃。碘化银放于光中变色，最后变黑，具有亲水性，但是几乎不溶于水易和稀酸，微溶于氨水，溶于氰化钾溶液，能溶于添加增溶剂，如nH4i，nai和Ki的丙酮溶液中。丙酮是有机溶剂，结构式为CH3CoCH3，比重0.789（20℃）时，熔点-94.7℃，沸点56.1℃。在燃烧高温作用下，碘化银连同增溶剂一同汽化，然后冷凝成细微的agi粒子，直径在20～30微米之间，这样的燃烧方法分散性好，是常用的方法。
表1碘化银丙酮溶液配方
碘化银丙酮溶液催化剂的配方很多，制备的方法也很多。根据我们的实际工作经验，虽然是同一种配方，不同的制备顺序，碘化银丙酮溶液催化剂的溶解程度不一样，催化的效果也不一样。在配制碘化银丙酮溶液时，先将增溶剂碘化铵碾细后缓缓倒入盛装丙酮的容器中，一边倒一边搅拌，待其基本溶解于丙酮。再加入碾细的碘化银试剂，反复不停地搅拌，直至碘化银完全溶解。最后再加入其他试剂，搅拌溶解。待其完全溶解后，用过虑筛过虑两遍，放入容器中待用。表1是我们应用最佳的碘化银丙酮溶液催化剂配方。
2碘化银丙酮溶液催化剂的保存
在实际工作中，为了使碘化银完全溶解，需提前制备碘化银丙酮溶液催化剂，当事先预报有飞行作业计划时，提前3～5小时将碘化银丙酮溶液催化剂制备好，放置在不锈钢或搪瓷器皿中，已待备用。如果飞行计划没有实施，碘化银丙酮溶液催化剂没有用上，就要妥善的保存好，以免失效，造成浪费。其保存方法是先将容器密封好，尽量不透空气。避光保存，可以用黑布罩上。
3结语
为了确保人工增雨取得最佳效果，必需寻找最佳的催化潜力区，同时寻找最好的催化剂，碘化银丙酮溶液催化剂目前被大家认可。但是制备方法一定要注意，根据我们的实际工作经验，认为碘化银丙酮溶液催化剂要科学的进行制备，同时要进行妥善的保存，否则达不到预期的效果。改进和完善碘化银催化剂的制备方法，控制其成核率、核化速率和成冰阈温等，是将它推广应用在人工影响天气领域的前提。
参考文献
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冰水在化学实验中的作用篇6
关键词：新课程标准教育目标物理实验
“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”。一时间，这句话成了物理教学中的“经验之谈”，也成了部分教师放弃实验教学的“理论依据”。更有高级一点的教师则通过Flash动画“做”实验，却绝不动手或亲手做演示实验或指导学生进行实验，理由是“实验有风险，可能测不出理想的数据”，而Flash动画则不然，一切尽在掌握之中，数据要多理想有多“理想”，画出的实验图像要多好看有多“好看”。省时、省力、省心，三省在手，何乐而不为乎？以上种种，究其原因，却是“教育目标”的丧失，或者至少是对当前新《课程标准》规定的育人目标的不理解。如何充分发挥教师的主导地位，让实验课堂充满生机和活力，成为学生能力发展的推进器？就是我们需要多思考的问题。
一、做导游，引导明确目的，弄清原理和方法
导游的任务是为游客提供服务，向导服务、讲解服务、处理团队中的突发事件等，我们这里的导游任务也大同小异，是为学生提供指导，指导学生明确实验目的，弄清实验的基本原理和基本方法。指导学生明确实验目的，是让他们做好学生实验的第一步。所谓“明确实验目的”即要使学生清楚本实验要解决什么问题及要达到什么目的。如果实验目的不明确，不能根据教材要求很好地理解它，则会在实验时面对眼前的仪器束手无策，此次实验活动必然“收获无几”。也只有明确了实验目的，才能使自己成为实验的主人，为实现真正的科学探究打下坚实的基础。实验原理和实验方法是指导学生完成实验的根本依据，若不能很好地掌握实验的原理和方法，做实验时就没有了可遵循的原则，当然也多半会在实验中“事倍功半”。此过程中，教师作为引导着学生徜徉于知识海洋的导游，既要告诉学生知识的要点，也要让学生有自我发现的乐趣。既有有组织的指导预习，也应让学生自主学习与本实验有关的知识和方法。
二、做工程师，精心设计实验，细心选取器材
实验的设计和选材，可是关系到本节实验课的效率是否高的关键因素之一，如何在不长的一节实验课上尽可能收获更多的细节，实验前的精心设计是不可或缺的一步。这就需要作为物理教师的你作一个非凡的工程师，精心设计学生的实验过程，并根据实验细心选择适合当下学生需要的实验器材。实验的设计包含的要素较多，①注重实验方法；②尽量减小实验误差；③设计的步骤科学可行；④符合初中阶段学生的认知规律等。器材的选择往往被部分教师所忽视，其实：它是实验设计过程中的异常重要的一环，有时甚至能左右实验的成败。以笔者教学《熔化与凝固》一节为例，其中的一些经验与教训很能说明问题。课前，先确定本节的主线为利用对比法探究晶体与非晶体的熔化、凝固过程中的区别与联系。先在10班上时，师生共同学习了熔化、凝固定义后，很自然过渡到熔化、凝固过程中的吸放热关系及温度变化规律的探究上来了，共同讨论实验方法时，同学们都认识到物体吸放热不均匀有可能影响本实验，不失时机推出“水浴法”及通过不停搅拌等手段来使吸热均匀。然而“百密一疏”，在冰的选择上，我采用通常的碎冰（即用锤子将冰块一一敲碎）装入大试管，进行实验，结果却并不理想。小结如下：①缺少冰在低温吸热升温而物态不变的过程发现；②冰在熔化过程中，虽经不断搅拌，即温度却仍有小幅振荡；③熔化过程过短（3.5min），不足以在学生中产生强烈印象……痛定思痛，在3班再上本节课时，我对实验的器材作了根本改变：①变贮冰保温瓶单层为“双层”，在夹层中装入―10℃的20%酒精，从而可控制实验时碎冰的初温达―6℃左右，可让学生发现晶体固态物质在未达熔点前吸热升温而物态却并不变化的过程；②变碎冰为霜，使颗粒更细小，受热更均匀，甚至无需搅拌；③变水浴为空气浴，即通过冰从空气中吸热给冰“加热”，使冰得以缓慢吸热。实验中，经4～5min后，冰温度达到了0℃，此后经历了“漫长”的15min的熔化时间，这期间学生们还发现这些细冰熔化后形成的一个个气泡在冰水中缓慢上升这一以前老师也未见过的过程，收获到了许多意外之喜。学生们充分理解了“盘中水冰，冰化水水温不升”这句话的含义。
三、做导师，纵论实验得失，升华实验成果
实验的及时总结，可以说是至关重要的。此时就是作为学生学习上的导师发挥作用的时候啦！实验中虽有百花齐放之乐，却也需“去伪存真、去粗取精”。导师此时的作用可谓“画龙点睛”，不失时机的点评实验的得与失可加深对实验结论的理解和掌握。必要时，你这位导师还应采用更为直观的方法来帮助学生找寻实验数据间的联系。图像法就是一个不错的选择。用图像法来描述物理过程具有形象直观的特点，通过图像的比较，学生能够较容易的理解物理过程发现物理规律，这种直观印象有时能透过事物的本质，诱使人们做更深入的探讨，利用图像法思路清晰可以使得物理问题简化明了，能起到一般计算法所不能起到的作用，可以使物理概念得到进一步拓展，而且图像法能将物理学科和其它学科有机地结合起来，启迪学生的创新意识，培养创造能力，提高学生的综合能力。而这些都是学生通过自学不可能达到的啊！
教师的这些角色变换，使教师从单纯的知识传授者变为学生学习的促进者、组织者和指导者。而教师也可以在参与指导的过程中吸纳新知识，成为学生的学习伙伴，和学生探索新知，建立了新型的师生关系。同时面对新的课题、新的要求，将不断激励自己刻苦钻研，提高自身的专业水平和研究能力。相信到那时，师生们均可在这一和谐氛围中共同进步，共同成长。
参考文献：
[1]物理课程标准.第一版北京师范大学出版社.2001
冰水在化学实验中的作用篇7
关键词：冰毯；冰帽；中枢性发热；护理
1资料和方法
1.1一般资料选择2011年6月1日～2012年6月30日入住我科的36例中枢性高热患者，采用随机分组法分为实验组和对照组。实验组18例，包括男性12例，女性6例，年龄18～61岁，平均39.5岁，其中脑炎10例，大面积脑梗死5例，脑出血3例；对照组18例，包括男性10例，女性8例，年龄16～65岁，平均40.5岁，其中脑炎9例，大面积脑梗死5例，脑出血4例，两组患者均行Ct或mRi、腰椎穿刺检查确诊，均为下丘脑功能紊乱所致的中枢性高热，体温均在39.5℃～42℃，两组在性别、年龄、病情等方面差异无统计学意义（p>0.05），具有可比性。
1.2方法
1.2.1分组试验和对照两组分别在确诊以后进行常规治疗，如脱水降颅内压，促进脑代谢，保护脑细胞，预防感染及并发症，纠正水电解质酸碱失衡等。对照组在相同如上常规治疗上加用冰袋，酒精擦浴及冰帽。试验组在相同如上常规治疗上加用冰毯机联合冰帽。
1.2.2治疗方法对照组患者使用冰袋分别冰敷两侧腋窝、腹股沟，而冰帽持续戴于头部，其中每30min酒精擦浴身体，更换冰袋，间歇15min，重复循环以上步骤并注意观察有无冻伤，做好基础护理[2]。试验组则采用冰毯机联合冰帽的方法，将冰毯机设定35℃，使毯面平铺于患者身下（从患者肩部到臀部完全与毯面接触），用连接管将主机管头与冰毯相应部位连接好，置传感器与患者腋下或。
2结果
2.1观察两组患者体温下降的情况对实验组和对照组患者6h及12h体温下降情况进行比对，差异有显著统计学意义（p
2.2观察两组患者死亡及出现并发症情况试验组患者死亡率5.6%、并发症出现率22%，对照组死亡率16.6%、并发症出现率44.4%。实验组疗效明显高于对照组（见表2）。
3护理
3.1一般护理病室环境要清洁，通风良好，温度适宜，一般保持室温在18～22℃，应减少病室人员的流动，保持病室安静，噪声控制在35分贝以下；给予心电监护生命体征，密切观察患者病情变化，动态观察患者意识及瞳孔情况；每4h测量一次体温，绘制于体温单上，观察其热型、临床过程及一些伴随症状，在患者大量排汗或急速退热时，注意有无虚脱现象及生命体征变化情况；
3.2皮肤护理冰毯机置于患者肩背臀部，与身体接触面积较大，因此接触冰毯处皮肤温度较低，容易造成血管收缩，血液循环障碍，进而使该处皮肤冻伤或压疮，因此冰毯应放置于床单下，勿皱折，防止降温雾水侵湿，及时发现并更换，勤翻身按摩，做到每2h更换一次，使用气垫床者可延长至3h。
3.3口腔护理高热患者口腔内细菌更易生长，加之维生素缺乏，易患口腔溃疡或口腔感染，故应加强口腔护理。操作时应取下活动性义齿，观察有无口腔异味，且动作轻柔，勿伤患者，以免加重感染。
3.4呼吸道的护理急性脑卒中在高热情况下，因抵抗力下降，往往肺部感染较严重，痰多且粘稠，容易发生窒息，所以及时清除呼吸道分泌物尤为重要，可加祛痰湿化药物行雾化吸入2～4次/d，定时翻身拍背，也可用振动排痰仪辅助排痰。
4结论
中枢性高热患者运用传统的物理降温法（冰帽冰袋酒精或温水擦浴），治疗效果不明显，可大大增加患者的死亡率和并发症，而冰毯机治疗中枢性高热临床效果显著，具有传统物理降温无可比拟的优点，该机设有自动控温系统，作用持久而恒定，操作简单，温度改变反应快，而冰帽则可减低脑组织耗氧量，保护脑细胞，减轻脑水肿，两者合用时，应密切观察患者生命体征，病情变化等，做好患者的基础护理、口腔护理、皮肤护理、安全护理及冰毯的管理，但对于年老体弱者、全身重度水肿及严重心血管疾病者应慎用冰毯，总言之：冰毯联合冰帽治疗中枢性高热有利于对患者的保护，减轻了护士的工作量，解决了神经内外科中枢性高热患者护理的难题[3]。
参考文献：
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冰水在化学实验中的作用篇8
论文关键词：浅谈,实验教学,创新,能力,培养
未来世界竞争的关键在于人才素质，而人才素质的优劣则体现在其创新能力上。因此创新成为当前教育改革的主题，培养学生的创新精神，提高他们的创新能力，成为每一个教育工作者共同追求的目标。
小学教学中培养学生创新能力是实施素质教育的重要内容，而科学是一门以实验为基础的学科，在学习过程中要求学生动手做实验，对实验现象进行思考和探索，尝试去揭示和发现事物的内在规律，运用对比、归纳等方法，加深对规律的理解，并运用这些规律来解释现象，解决问题。这些对于激发学生去探索自然界的奥秘，提高实际动手操作能力，促进创新能力发展都十分有利。所以在科学教学中，实验教学是培养学生创新能力的有效途径。下面笔者结合自身的教学实践，就如何利用实验教学培养学生的创新能力谈一些看法。
一、培养兴趣激发创新欲望
爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”。兴趣是积极探究某种事物或进行某种活动的基础和动力，是培养学生创造力的向导。有兴趣，思维就会活跃、敏捷，想象力也就丰富，这就有助于激发其创新和探究的欲望。鉴于此，在科学教学中要求教师能充分利用实验，培养学生的学习兴趣。
众所周知，演示实验习惯上都是由教师在讲台上做，学生在下面看，学生总是处在被动参与与观看者的位置。这些由教师做的实验，虽然也能引起多数学生的兴趣，但因为不能亲自做，兴趣持续时间不长，教学效率就大打折扣。如能让学生主动地参与到他们喜爱的实验中去，则能大大地激发学生的兴趣，充分调动其学习积极性。为此我们在教学过程中可以努力创设一种“给出题目，大家想办法解决的”研究式课堂气氛，原则上，只要操作不过于繁琐的演示实验大都可采用此法，让学生自己去研究，从而得出结论。或者我们也可以把演示实验改为师生互动的合作实验。
例如：实验“会吹泡泡的瓶子”
我首先让学生思考：你知道瓶子是怎样吹泡泡的吗？学生大都疑惑不解，瓶子怎么会吹泡泡呢？但也都是一副跃跃欲试的样子。我走下讲台，让学生自己到实验框中选择材料（当然我引导）(材料：饮料瓶1个、冷热水各1杯、彩色水一杯、大盘子1个、橡皮泥1块、吸管若干)。接下来，学生们按照书中的操作步骤动起手来。一会儿，一张张笑脸呈现了，一只只小手举起来了，“老师，我知道是什么原因了？”
1因为塑料瓶很薄，于是热可以穿过瓶壁，进入瓶子中的空气里。
2瓶子中的空气受热后会膨胀。
3水中的气泡就是空气膨胀时，被挤出瓶子的空气。
看，讲解得多透彻。在这一教学过程中，教师是学生学习的组织者，学生通过自己的亲身实验，不仅增强了学习兴趣，而且激发了他们的创新欲和求知欲，从而能较好地理解实验的结论。
二、充实知识，奠定创新基础
科学创新的基础在于知识的准备，创新不能凭空乱造，知之甚少是无法创新的，知之不多对于创新能力的发展也是不利的。唯有知之甚多，才能为创新能力的发展提供肥沃而宽广的土壤。在实验教学中要防止为“创新”而“创新”，要引导学生认识基础知识的重要性，只有具备扎实的基础知识，才能为创新奠定基础。因此，我们在实验教学中要狠抓基础实验的落实，并由此引导学生积极思维，并为学生开展创新活动打下坚实基础。
三、重视实践培养创新能力
心理学的研究表明，思维作为学习过程中智力活动的核心，其发生和发展一般要经过从动作思维到形象思维再到抽象逻辑思维三个阶段，其中的动作思维作为一种初级的基本的思维形式，是指个体凭借直接感知并在实际过程中进行的思维形式，其产生是以个体探索外物的动作为前提条件的，其水平对于个体的发展以及创造潜能的激发有着重要的作用。因此教师在教学过程中要重视实践，在实验教学中尽可能地引导学生自己设计实验，并自己动手操作。使学生在相对独立中完成实验器材的选取、实验方法的改进、实验操作和实验现象的观察、实验数据的处理及实验结论的得出等一系列活动，从而达到培养学生创新能力的目的。
以往演示实验以教师为主，学生看看有趣，看过忘记，而分组实验由于实验目的、原理、步骤等都写得清清楚楚，学生只是被动地验证、机械地重复，缺乏主动性、能动性，从而导致学生不重视实验，实验教学效果不理想。为此，我们必须挖掘课本中理论知识与实验的结合点，加强实验的设计性和探索性教学，使学生在实验过程中变被动为主动，从而培养其创新能力。
例如：实验“奇特的冰冻”
实验(1)将汽水放在冰箱里冷冻到快要结冰的程度(但尚未结冰)。把汽水拿出冰箱，打开瓶盖，虽然处于室温中，会出现什么现象？
实验(2)将一瓶普通冷水，用布包好后放入冰箱中进行冷冻。经过较长一段时间后，又会出现什么现象？
什么现象?学生们一个个摇头晃脑。怎么办？对，实验！学生们立即动手。一会儿，答案揭晓了。结论：实验（1）汽水瓶中很快结出冰块来。实验（2）瓶里的水结成了冰，但瓶子却被胀裂了。这到底是什么原因呢？学生们进一步观察实验，终于明白，这是因为：在实验(1)中，汽水中含有大量二氧化碳，因而冰点较低，难以结冰。打开瓶盖，二氧化碳气化后，冰点升高了；同时，二氧化碳气化时还要吸热，使汽水的温度进一步降低。于是，瓶里很快结出了冰块。在实验(2)中，水在结冰时体积要增大，所以瓶子被胀裂。用布包着是为了防止瓶子胀裂时玻璃碎片散落到冰箱里的缘故。
通过这样的实验设计，培养了学生的创造性，增强了他们解决实际问题的能力。
冰水在化学实验中的作用篇9
一、教学方法的巧妙应用
激发学生的学习兴趣。兴趣是灵感的源泉，通过诱导以及运用各种教学手段和教具，提高学习兴趣，诱发学生强烈的求知欲望和正确的学习动机，激发学生浓厚的学习兴趣和高涨的学习热情，使探究新知的认知活动变成学习的心理需求，变“要我学习”为“我要学习”，变“苦学”为“乐学”。
例如实验：在烧瓶里装些凉水，在水中放一条小鱼，给烧瓶颈上端加热，上面的水烧开了了而下面的鱼依然在游动，中必教师的提问，必然引起学生的兴趣去观察、思考，去寻找答案。教师要善于通过演示实验把教师的教学目标转化为学生的学习效果，激发起学生不洞悉其中真谛不肯罢休的求知欲。
观察能力的培养。观察实验可以使学生了解物理世界丰富感性知识，激发他们的学习兴趣。教师在教学过程中应有意识的为学生创造观察物理现象的条件，指导他们的观察方法，利用他们的好奇心，培养他们观察的兴趣和习惯，不断提高他们的敏锐性、深刻性、精确性，逐步形成较强的观察能力。
如，在讲杠杆、支点、力臂，并从实物中找出杠杆，分析是省力杠杆还是费力杠杆这部分知识时，学生感到有很大的难度，根据这种情况，我们用一个可动幻灯片----用铁镐撬石头，在彩色、可动图片的吸引和教师的实验操作下，学生顺利的找到了支点，动力作用点、动力臂，阻力的作用点，阻力臂，得出了正确的结论。
思维能力的培养。初中阶段是思维发展的关键期，对学生思维能力的培养尤为重要，会影响学生高中乃至大学物理学习和其它学科的学习，学生在小学时习惯于具体的形象思维，他们善于从具体事物中学习，而不善于学习抽象的内容。
初中物理概念是进行物理思维和运用物理方法的基础，是在物理事实的基础上抽象概括的产物，因此教学中要采用大量学生已具备的感性知识，对缺乏感性认识的则配备演试实验，并用浅显的语言和丰富的插图，以帮助学生思维由低水平向高水平转化。
如力的概念教学时：（1）一边举例演试，一边板书，说明力的作用。人提一桶水（人对一桶水用力）马拉车（马对车用力）手压桌面（手对桌面用力）磁铁吸铁块（磁铁对铁块用力）在上述事实的基础上，引导学生分析和综合把人、马等抽象概括，称为甲物体，把一桶水、车等称为乙物体，把提、拉等称为力的作用，这样就得到甲物体对乙物体的提、提、推等作用，就是力的作用。
（2）让学生认识物体间力的作用是相互的。
提问：用手拍打桌面，手对桌面施力，桌面对手是否也有力的作用呢？
再让两个学上前作扳手腕表演，并引导他们进行分析，以加强学生对“力的作用是相互的”认识。
指导学生由“学会”变为“会学”。现代教育不但要教学生学会物理，而且会学物理，这就要求教师指导学生掌握科学有效的学习方法和养成良好的学习习惯，使学生学会如何获取新知识，如何解释各种物理问题，做到举一反三。
挖掘物理题中的隐含条件。
例1：“两个用电器串联在某一电路中……”。由串联电路的规律可知：电流强度处处相等。隐含条件为：通过两用电器的电流相等。
例2：“一天平两边分别放一铁块和铝块，天平平衡……”使天平平衡的条件是质量相等。其隐含条件为铁块和铝块的质量相等。
在现有知识的基础上顺藤摸瓜。
如：一块冰浮在盛水的容器中，当这块冰溶化后，容器中的水面高度将会发生怎样的变化？由冰浮在水面知：冰受到的浮力等于冰的重力（F浮=G冰）。很多学生得出以上结论后，会感到离要解决的问题甚远而放弃，教师应引导学生再认真审题，找出除了“冰浮在水中”外，还有“冰溶化后”这个条件，冰溶化后就变成水了，那么冰溶化前和溶化后的重力相等，那么就有以下关系：F浮=G冰=G冰化水，p水.gV排=p水.gV冰化水，V排=V冰化水，即冰排开水的体积和冰化成水的体积相等，问题得到了解决。
二、感情的真诚输出
课堂教学除了给学生传授知识外，教师还要对学生充满尊重、关心和期待的爱心。物理教学活动是在知识与情感两条线相互作用、相互制约中完成的，其中情感的和谐渗透对认识智能目标的达到起着催化作用。
因此教师必须捧出爱心，倾注爱意，唤起学生对物理的喜爱，激发学生求知的欲望，保持学生高昂情绪，挖掘学生物爱学因素，陶冶学生爱美情操，增强学生学习的自信心，以促使学生智能与情感的和谐发展。在教师充满爱心的教育和引导下，学生就会产生感情的迁移，从而“亲其师，信其道”，又促进学生情感的健康发展和健全人格、良好品质的正确形成。
由于初中生是全面接触物理知识的最初阶段，再加上初中物理知识特别是实验教学的实践性和探究性较强，学生在学习过程中困难重重，那么就需要物理教师慢慢的指导，教师可以指导学生用浅显的知识经验为铺垫，进行概念自我建构，使他们理解的更加深刻，记忆跟家牢固。
冰水在化学实验中的作用篇10
实验材料入库之后，整个材料间焕然一新，各项课堂中的实验活动也能有效开展，上课更加得心应手。学校的有些实验材料准备的量比较多，因为使用的频率高也容易损坏，比如试管、烧杯等玻璃器皿；而有些实验材料针对性很强，如显微镜只在六年级才会用到，平时基本上都处于闲置状态。而另一方面，学生探究科学的兴趣很高，却受限于没有合适的工具，找不到合理的获得渠道。如果能够提高这些实验材料的使用率，无疑会促进学生探究科学的积极性，也会极大地拓展学生的探究能力，提高学生动手操作的水平。基于这样考虑，笔者推出了实验材料申领制度，让每一位有需要的学生都能够及时地领取实验材料，完成他们的探究活动。在申领的时候有这样几个原则需要把握：有明确的实验目标，不能无目的地借实验器材瞎玩、乱玩；先还后借，对实验材料的去向有登记，保证材料的完备；借期不超过半个月，确保其他学生也能借到需要的材料，同时也可以督促学生尽快地完成自己的实验；如损坏则购买相同型号赔偿，鼓励学生正确安全地使用实验材料。基于这样的出借制度，笔者又设计了相应的实验材料申领单。学生可以在填写实验材料申领单之后提交给科学课代表，然后在每周二下午的实践活动时间进行统一领取和回收。
二、取之于“生”有序使用
1.需求搜集资源
在学生充分享受学校实验材料出借所带来的快乐时，也要根据需要向学生征集一些实验材料。比如春天来了，校园要开展绿色生态乐园的活动，需要一些种子。如果大批量购买一下子用不了这么多，而且会造成种类单一，不利于学生全面了解各种植物。于是开展了“大梦想小种子校园征集”活动，让学生将自己的梦想写下来，选择一个属于自己的“种子物语”，制作成可爱的便签和自己的种子一起交到材料室。随着种子的播种，自己的梦想也跟着一点点实现。在这个过程中，学生既学习了和植物有关的养护知识，又培养了他们热爱科学、追逐梦想的情感。而在上溶解单元和沉浮单元时，因为对食盐和糖的需求很大，同时各种物体的沉浮状态也不相同，因此在课堂上向学生征集信息。学生带来的实验材料不仅满足了课堂的需要，而且各种材料也丰富了学生对物体沉浮的认识，让他们积累了更多的科学经验，帮助其形成正确的科学概念。
2.合理归类自助取用
学生的材料包也是一个非常有效的资源搜集渠道。实验材料包中以价格较低廉、制作工艺相对简单、不具有长期使用价值的材料为主，所以是比较理想和方便的一次性实验材料。如果在开学初就全部下发给学生，那么就会造成有些学生忘记带、有些学生在需要用之前就丢失了的局面。所以在学期初对材料包进行了重新整合与优化。以教科版五年级下学期的材料包为例。其中对各类材料进行分类包装的小塑料袋，搜集起来既可以用在冷热水的沉浮实验中，也可以用来装种子、捕捉空气等；橡皮泥既可以用来做小船，也可以进行组合用来做“沉的物体会受到浮力吗”这个实验，还可以用来做密封材料；滑轮因为组装之后很难再穿过绳子，用在这一课不太理想，改为六年级的备用材料，这一课用实验室的钩码代替，效果很好，也方便在水中固定；有些材料可以四人小组合用，如果有材料损坏可以及时替换，也可以利用多余的材料进行二次实验；有些材料不够，可以几位同学拼在一起使用，让实验效果更加明显。重新组合过的材料，让学生的实验探究变得更加有效。
三、搭建活动平台有趣使用
实验材料是为学生更好地进行科学探究服务的。如果在整理之后就束之高阁那就违背了新课程的理念。新课程强调科学课程应具有开放性，“这种开放性还表现为，要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习，将学生的科学学习置于广阔的背景之中，帮助他们不断扩展对周围世界科学现象的体验，并丰富他们的学习经历。”基于这样的理念，笔者在课堂之外为学生们创造了同样丰富的科学探究内容。其中，既有学生突然闪现思维火花的短时探究，也有需要耐心的主题式长时探究。
1.奇思妙想动脑玩科学
学生通过科学课堂的学习，对生活中与科学有关的事物产生了浓厚的兴趣。有些是与季节更替有关的，有些是看书看报时得来的灵感，这些思维的火花如果进行适当的引导，就会成为火种，点燃他们进一步探究科学的欲望。小雪花大学问冬天的第一场雪让学生对水结冰产生了浓厚的兴趣，伴随着同学们的欢呼声，却给大家的出行带来了大问题，好多同学放学回到家都特别迟。原来，很多汽车因为下雪地面结冰而打滑，发生了不少交通事故，造成了线路拥挤。那么，在遇到道路结冰的情况下，交警部门是如何除冰，保障大家的出行安全的呢？钱塘科技组的同学们和科技杨老师一起对这个问题进行了研究。首先，杨老师准备了两份冰块。让同学们在一份冰块中加入足量的食盐，另外一份不加食盐。然后，分别将装有自来水的小塑料袋放入冰块中。接着，各拿一个碗盖住，上下摇晃。倒数二十下，见证奇迹的时刻到了！加了盐的冰块中的水已经结成了冰，而未加盐的冰块中的水还是液态。这是为什么呢？原来，冰盐融化的过程中不断从外界吸热。起初，冰吸热在0摄氏度下融化，融化水在冰表面形成一层水膜；接着，盐溶解于水，变成盐水膜，由于溶解要吸收溶解热，造成盐水膜的温度进一步降低，从而让塑料袋里的水迅速结成了冰。除了可以用盐来除冰，同学们根据所学的知识，还想出了很多雪天出行的好方法。比如适当慢一点，对挡风玻璃进行除雾，刹车不要太急，在道路上铺上草垫增加摩擦力，特别恶劣的情况下还可以考虑给汽车轮胎绑上防滑链，等等。书包减负“神器”出炉！“看到青年时报给书包减负的报道，我们想，是不是可以把我们的科技社团的制作加工一下，变成书包超重报警器，也能帮助减轻书包的重量！”学生通过一则新闻报道，想到前段时间学习过的和电路有关的科学知识，突发奇想。说做就做，大家从科学工具袋和学校的实验器材室里挑了一些东西——3根导线、1个灯泡或1个报警器、1节电池、1个弹簧、1个注射器或管状容器、1根用来捆绑的绳子、1个挂钩、1段铁丝。大家找齐了材料聚集在科学教室，吭哧吭哧地捣鼓起来。经过几天的“奋战”，一个书包减负“神器”诞生啦！还引来了青年时报牛通社和杭州市电视台等媒体的关注。
2.主题活动动手学科学