新课标背景下自制教具在初中化学实验教学中的实践探究——以“分子运动现象”自制教具为例

实验教学作为国家课程方案和课程标准规定的重要教学内容,能有效激发学生的潜能,培养学生的创新能力。在初中化学实验教学中,教师应结合实验教学内容和学生实际情况,引导学生观察、分析和交流实验,对实验装置进行改良优化,设计并研制出简单、环保、高效的自制教具,增强实验教学的直观性和互动性,加深学生对化学知识的理解和应用,促进学生化学核心素养的发展。

欧洲科学家在原子尺度上观察轮胎中橡胶与炭黑之间的分子运动

据德国European XFEL公司网站2023年9月26日报道,该公司的科学家以世界上最短的时间分辨率观测到轮胎中常用的橡胶成分聚丁二烯和炭黑的分子运动。此项研究揭示了聚丁二烯和炭黑在原子尺度上明显的相互作用,为改进轮胎胶料的降解和开发具有增强耐久性的材料铺平了道路。轮胎胶料是一种复合材料,通常包括合成橡胶基材(如聚丁二烯)和添加的用以提高其物理性能的纳米粒子(如炭黑)。在行驶过程中,强大的外力作用于轮胎上,造成其组分发生相互移动,从而导致材料的磨损和退化。因此,为了评估轮胎性能,重要的是不仅要了解聚合物和纳米粒子形成的复杂粒子网络的静态结构,而且还要了解二者的相互作用和各自的运动,因为这些动力学特征会直接影响诸如耐磨性等材料性能。

从高分子运动的温度依赖关系看高分子运动特点

高分子的运动是高分子科学中最为基本、最为重要的问题之一,也是教学的重点之一,它是联系高分子微观结构与高聚物宏观性能之间的桥梁,本文就高分子运动的特点尤其是高分子运动的温度依赖关系进行了讨论,进而从本质上理解高聚物结构与性能之间的关系。

分子运动现象创新实验

通过自制的实验装置,证明分子是不断运动的,实验效果优于教材中的装置。装置具有制作简单、操作方便、现象明显、节约药品、保护环境和便于开展分组实验等优点,还具有推广使用的价值。通过设计的系列对比实验,渗透控制变量的思想,使学生在实验中形成质疑能力,且能基于实验事实进行证据推理。

乙烯-丙烯酸共聚物非晶区结构和分子运动的固体核磁共振研究

利用固体高分辨1 3CCP MAS和变温固体质子宽线技术对乙烯 丙烯酸共聚物 (EAA)非晶区的结构和分子运动进行了研究 ,结果发现 ,非晶区中羧基之间可以形成氢键 ,其数量随着共聚物中丙烯酸共聚单体含量的增加而增加 ,使得共聚物中非晶区分子运动能力随非晶区相对含量的增加而减弱 ,这是一种与一般的乙烯共聚物相反的变化趋势 .通过交叉极化方法间接测量了非晶区中乙烯链段的1 H自旋 自旋弛豫时间 (T2 ) ,表明非晶区中乙烯链段的运动同样受到氢键的束缚 .随着温度的升高 ,羧基之间的氢键发生解离 。

一种梳状高分子固体电解质的分子运动和离子导电性

用交流复阻抗谱和动态粘弹谱等对交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯衍生物及其ＬｉＣｌＯ４盐复合物进行了研究．结果表明，在Ｌｉ／ＥＯ＝０．０７—０．０４２范围内，从１７３Ｋ到３７３Ｋ，本聚合物一高氯酸锂复合体系的动态粘弹谱存在着两个明显的转变，其中β转变归属于ＰＥＯ的侧链玻璃化转变，转变温度随ＬｉＣｌＯ４盐浓度的增加而增加。α转变归属于主链玻璃化转变，在Ｌｉ／ＥＯ＝０．０２８时有极大值。盐浓度与电导率的关系与通常不一样，在所研究盐浓度范围内观察到两个峰，其一在Ｌｉ／ＥＯ＜０．０１４，另一峰在Ｌｉ／ＥＯ＝０．０２８．电导率与温度的依赖关系不符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ行为；以ｌｇσ对１／Ｔ－Ｔ０作图，用侧链玻璃化转变温度Ｔβ作Ｔ０时，呈典型的ＶＴＦ行为。该体系室温电导率最高可达６×１０－６ｓ／ｃｍ．

致密砂岩气藏储层孔喉中气体分子运动特征

气藏储层岩石孔喉细小,连通关系极其复杂,研究气体分子在其中的运动特征对于气藏开发工程具有重要意义。通过气体分子运动、多孔介质孔喉特征和实验测试分析,对这一问题进行了研究,结果表明:低渗致密储层岩石孔喉中,气体分子运动表现出黏性流和扩散流两种形态;当地层压力较高时,气体分子平均自由程远远小于岩石孔喉直径,表现出黏性流,对气井产能贡献大;当地层压力较低时,气体分子平均自由程接近甚至大于岩石孔喉直径,表现出扩散流,对气井产能贡献小。在气藏开发过程中,针对渗流场中某一特定位置,气体需要特定能量才能产生有效流动,这种使气体产生有效运动的能量即为气体渗流启动压力。采用了两种实验方法对这一参数进行了测试,一种是经典的流量–压差方法;一种是气藏衰竭开采物理模拟实验方法;对该参数取得了一定程度认识。

间歇加力试验法在聚合物分子运动研究中的应用

采用间歇加力试验法研究非晶聚合物材料 PMMA的分子运动 -温度关系 .由间歇加力形变 -温度曲线 ,确定了特征温度 Tg 和 Tf,同时进行了定量计算 ,包括初始高弹模量 Eo、高弹态下单位体积缠结网链数 N1 、缠结点间平均分子量 Mc、玻璃态时线热膨胀系数 βg 及高弹态时线热膨胀系数βe.

非晶态聚合物玻璃态-橡胶转变及分子运动

近年来非晶聚合物玻璃态-橡胶转变及分子运动受到众多学者关注。α'转变被证实在非晶聚合物玻璃态-橡胶转变区中普遍存在,Rouse运动模型能较好地描述其转变机理,即转变区中包含有链段、Sub-Rouse、Rouse不同长度单元的运动及转变。其转变行为主要受屏蔽效应和耦合作用的影响,屏蔽效应影响转变区的宽度,而耦合作用影响转变耗散峰的大小。对于具有较强屏蔽效应和耦合作用的聚合物,由于动态脆性较强和转变区较窄,不同运动模式的转变难以被分离而观察到。文中综述了能有效分离和观察不同运动及转变的增塑、稀释以及二维相关谱图等方法,总结了考察分子运动及转变行为的表征手段,对进一步研究进行了展望。

聚合物分子运动对聚合物加工成型温度的影响

根据聚合物分子运动的理论,可以近似确定聚合物加工温度:在分解温度与粘流温度之间,发生聚合物整体大分子运动,聚合物一次加工成型;在玻璃化温度附近,发生链段运动冷却定型,机械加工。在粘流温度与玻璃化温度之间,发生链段运动,聚合物二次加工成型。用差热分析、差示扫描量热法、力学松弛法中动态力学热分析和核磁共振松弛法研究聚合物分子运动,强调玻璃化温度、粘流温度、熔点和分解温度在聚合物成型加工中地位,理解玻璃态、橡胶态、粘流态、非晶态和晶态关系。剖析聚合物成型加工中凝聚态变化的温度依赖性,理解温度变化是聚合物加工成型中聚合物分子运动的体现。

拉伸状态下弹性聚醚酯聚集态结构和分子运动的固体高分辨核磁共振研究

用固体高分辨核磁共振碳谱方法对不同拉伸比的聚醚酯嵌段共聚物的聚集态结构和分子运动进行了研究,发现共聚物中的聚四氢呋喃(PTMO)链段在拉伸比为2 0时开始就出现结晶,且结晶度和晶片厚度都随着拉伸比增加而明显增加,而样品中未结晶部分的高频分子运动随拉伸比的变化则不明显,拉伸导致的PTMO结晶主要发生在“纯”的PTMO非晶区.通过1 H自旋扩散实验,估算出在拉伸比为4 . 0倍时,PTMO非晶区与结晶区的界面层厚度为1 .1nm ,PTMO非晶区与硬段的结晶区的界面厚度约为3 .1nm .

液晶高分子MMA/PNAA的热致相变与分子运动

本文利用FT—IR光谱方法研究了热致液晶高分子甲基丙烯酸甲酯/硝基偶氮苯氧基乙基酯(MMA/PNAA)温度扫描过程中的结构相变和分子运动。发现主链烷基基本上没有参加相变过程,在固相—介晶相转变过程中,液晶高分子侧链中的CH_2、C—O、C—C—O—C有一个由反式到左右式的转变过程。

一个液态金属分子运动的计算机动画仿真系统

介绍了一个在急冷条件下液态金属的非晶态金属分子结构演化的三维计算机动画仿真系统。该系统主要完成液态金属分子结构演化的三维动态演示。系统的主要工作是把由实验并经计算得到的每一个位于中心单胞内的分子的运动状态在计算机屏幕上显示出来,并以不同的视角来对它们进行观察,也可以对感兴趣的某个或某些分子进行跟踪,以获得对这些分子特性的详细了解。文中详细讨论了如何用Visual C++和OpenGL 开发该系统和实现上述功能的具体方法。

高聚物热弹逆变现象的分子运动机理

由实验中得到的ＰＭＭＡ的模量～温度曲线发现的“异常”现象出发，从力学角度定义了高聚物的热弹逆变现象，并阐明了高分子的内旋转是产生这一现象的机理，找到了影响热弹逆变现象的几个因素，最后还给出了如下结论：即热弹逆变现象普遍存在于大多数高聚物材料中，而经典的模量～温度曲线只是热弹逆变现象的一个特例。

木材的介电弛豫和分子运动

通过对木材介电弛豫的基础理论,研究内容、研究现状和动态的归纳,向读者展示了这个研究领域的概貌,以促进我国木材工作者创造性开展这方面的研究工作,并集中讨论了木材及木材主成分的介电弛豫和分子运动、木材中吸附水的介电弛豫和分子运动。

细胞内分子运动与种子和花粉耐贮藏性的关系

近年来国际上一些学者采用电子顺磁共振(electronparamagneticresonance,EPR)、饱和迁移电子顺磁共振波谱(saturationtransferelectronparamagneticresonancespectroscopy,ST-EPRS)和极性分子探针标记等技术成功地测定了种子和花粉细胞内的分子运动(molecularmobility)。依据分子运动速率确定种子和花粉的最佳贮藏条件,已成为一种新的方法,这对于植物种质资源长期保存的研究具有重要的理论和实践意义。文章对近年来花粉和种子的耐贮藏性与细胞内分子运动变化的研究进展作一综述。

压强、分子运动论与相对论温度变换

从内涵与外延关系的一致性可以确立压强是Lorentz标量 ,由于实验室参考系中热力学系统各向异性 ,分子运动论关于温度的解释需作重新表述 ,其相对论形式也不再对称 .Landsberg佯谬可以在引导功的框架内得到澄清 ,而温度的胀缩是由功热关系的不同界定标准所引起的必然结果 .

高中生气体分子运动及气体压强概念微观理解的调查研究

本文是在建构主义学习理论指导下,通过调查高中生关于气体分子运动规律及气体压强概念的微观理解,分析学生产生相异构想的原因。

分子运动实验的再改进

“分子运动”实验能够形象地展示分子的运动情况,对学生理解分子这一抽象概念有很大帮助。对“分子运动”实验装置进行再改进,使其更简洁、省时、环保,取得了良好的教学效果。

用Mach-Zehnder激光干涉仪研究PMMA的分子运动

在-60～120℃范围内,用Mach—Zehnder激光干涉仪测定了光在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品中传播的光程随温度的变化曲线。该曲线上三个明显的突变点分别与此种高聚物的α、α_β和β弛豫的临界温度相对应。从同一曲线上还同时给出了材料的折射率和比容随温度的变化关系。