物理性质

物理性质（通用7篇）

物理性质 篇1

【学习目标】

1.了解物质的两种变化及区分两类变化的依据。2.了解物质的两类性质，知道区分两类性质的方法。3.会区分物质的性质和变化。

4.通过实验亲自体验物质变化的过程，提高学习科学的热情。

【教学重点和难点】 重点：

1.物理变化和化学变化的概念与判断依据。2.物理性质和化学性质的概念。难点：

1.物理变化和化学变化的区别。2.物理性质和化学性质的区别。3.变化和性质的区别。

【教学过程】 [师]：上课![生]：起来！[师]：同学们好！[生]：老师好，请坐！

[师]：上课前，老师先为你们表演一个节目，这是一个长条的气球，现在看我折——折——折就变成了一只可爱的“小狗”，气球从长条的形状变成了小狗的形状，在这个过程中只发生了什么改变？ [生]：形状。

[师]：有没有产生新的物质？ [生]：没有

[师]：如果物质只发生了形状、温度（30摄氏度的水和50摄氏度的水）、颜色（水中加入红墨水变红）、状态（液态的水和固态的冰）等改变，而没有产生新的物质，这种变化叫做物理变化。

[师]：请你举几个物理变化的事例？ [生]：冰山消融、铁丝弯曲、橡皮泥压扁等。

[师]：我们现在再来看一个实验：教师演示（用镊子夹住木炭放在酒精灯中加热，烧红后放在燃烧匙中，并伸入氧气中燃烧），看到了什么现象？

[生]：（1）木炭在氧气中剧烈燃烧（2）发出白光（3）产生大量的热量 [师]：在这个过程中有没有产生新物质？ [生]：“有”或“没有”

[师]：那我们就来验证下到底有没有新物质的产生

教师再拿出一瓶充满氧气的集气瓶，有什么作用？ [生]：作为对照

[师]：把澄清石灰水分别到入两瓶集气瓶中，观察有什么现象？ [生]：氧气的集气瓶——无现象

二氧化碳的集气瓶——变浑浊

[师]：说明木炭在氧气中燃烧，确实产生了新物质，像这样如果物质在发生变化后有新的物质产生，这种变化叫做化学变化！

如铁生锈：如何用最简单的方法证明铁与铁锈并不是同一种物质？ [生]：用吸铁石吸

[师]：物理变化和化学变化的最根本区别是：有无产生新物质。而在我们刚才的木炭燃烧过程中，温度升高了，说明在这个过程中也包括物理变化，大量实验现象都表明：化学变化中通常都伴随着物理变化。

食盐溶解到水中是属于物理变化还是化学变化呢？请同学小组完成【做一做1】 【做一做1 】把定量的食盐（纸包中）溶解到烧杯里的定量水中，用玻璃棒不断搅拌，直至全部溶解。

【 思

考 】该过程属于物理变化还是化学变化？

【检验 方法】把配置好的食盐水放到蒸发皿中，放在三角架上，用酒精灯加热，并用玻璃棒搅拌，直至水蒸发完（注意：当水快蒸发完时，用坩埚钳移开蒸发皿，小心操作防止因物质溅出而烫伤）； 现象：_有食盐析出_； 结论：该变化属于物理变化。[师]：食盐溶解后并没有消失，而是以微粒的形式存在于水分子之间。

看下面两句话有什么区别：

1.食盐在水中溶解了 2.食盐能在水中溶解 一样吗？ [生]：不一样

[师]：其实第一句话是我们学过的物理变化，第二句是物理性质；

在物质的多种性质中，颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、延展性、导热性、导电性等性质，是物质不需要发生化学变化就能表现出来的，这些性质叫做物理性质。

物质的有些性质，如物质的可燃性，只在物质的化学变化中才能表现出来的性质，叫做化学性质。

性质是物质本身具有的，跟是否发生变化无关，描述是往往用：“是——”、“能 ——”、“可以——”、“易（或不易）——”等词。

接下去完成【做一做2】

【做一做2 】取少量稀盐酸到试管（A）中，撕一小段镁条，先用磨砂纸除去表面的黑色物质，进行观察，物理性质有： 银白色、质软、表面有光泽的金属； 再把镁条放入试管（A）中，观察到的现象 镁条会逐渐溶解，产生无色气体，同时会放热；

【 思

考 】该过程属于物理变化还是化学变化？ 【检验 方法】另取一试管（B），加入等量的稀盐酸，在两支试管中，分别滴加少量氢氧化钠，对比观察实验现象 试管（A）：无现象； 试管（B）：产生白色沉淀。

【结

论】：该过程属于化学变化。

【拓

展】：从实验中可以得知镁的化学性质：能与稀盐酸反应。【当堂训练】

选择填空：A、物理变化B、物理性质C、化学变化D、化学性质 ①木炭燃烧生成二氧化碳，属于（）；

②木炭具有可燃性，属于（）； ③铁在潮湿的空气中容易生锈，属于（）④金属钨不易熔化，属于（）⑤水结冰了，属于（）⑥铜丝能导电，属于（）；

物理性质 篇2

关键词：二十二碳六烯酸(DHA),微胶囊,物理性质

DHA属于ω-3系多元不饱和脂肪酸(ω-3PUFA),是一种对人体非常重要的多元不饱和脂肪酸。近年来,随着人们健康意识的加强及对DHA保健功能和营养价值认识的加深,特别是在营养学家提出了必需脂肪酸的必要量和摄入ω-3型脂肪酸和ω-6型脂肪酸的比值(ω-3/ω-6)问题以后,DHA的提取开发已成为食物和药物资源开发利用的热点。众多研究结果表明,DHA具有多种生理功能,如健脑益智、保护视力、抑制血小板凝聚,减少血栓形成,预防心血管疾病;降血脂、防动脉硬化;抗炎和抑制过敏反应;抑制肿瘤生长,降低癌症发病率等。这些重要作用已经引起了食品、医药和保健品领域研究者的广泛关注。因此,对DHA的研究和新产品的开发已成为了时下的热点话题。

目前,DHA的开发利用主要存在2个问题:一是来源问题;二是稳定性问题。这两大关键问题限制了其应用和推广。尤其是稳定性问题(氧化和异腥味),已成为其在食品中广泛应用的瓶颈。DHA由于含有5个活泼的亚甲基,极易受光、氧、热、金属元素及自由基的影响而发生氧化。同时,氧化了的DHA不仅失去了原有的营养和医药价值,而且对人体有害。其中过氧化物能破坏人体中的DHA而引起癌变,氧化产物丙二醛能使蛋白质交链而使肌肉失去弹性,黑色素增多,是人体老化的重要因素。脂类氧化物还能使血管粥状化,损坏血管内壁使之变脆,导致高血压和脑溢血。同时,DHA的氧化也是产生异腥味的重要原因,其氧化的最终产物是各种具有挥发性的低级醛和酮,这些物质使食品出现鱼腥味、油漆味、青草味以及金属味等异味,因此,必须防止DHA被氧化。

微胶囊技术是一种用成膜材料将固体颗粒、液体颗粒或是气体包覆使其形成微小粒子的技术。无论芯材物质具有亲水性还是具有亲油性,大多数均可以被包裹。其作为DHA的载体,具有很多特别的优势。首先,它可以改善物质的形态(液态转变成固态);其次,可以控制物质的释放过程;第三,提供稳定的环境,保护芯材物质不被氧化;第四,可以遮掩DHA释放出来的异腥味。正是由于微胶囊技术具有这么多特别的优点,所以广泛应用于食品和制药领域[1]。

然而,有关DHA微胶囊性质的表征不足,使人们对生产出来的DHA微胶囊产品没有一个完整的评价标准,这给工业生产和应用带来了很多不便之处。例如,在生产中应该保证颗粒具有良好的表观形态,均一的尺寸分布还有良好的流动性。同时,作为食品成分,微胶囊颗粒不应该具有特殊气味,应该保持良好的亲水性、分散性、溶解性以及热稳定性。这些性质对于优化微胶囊的制备过程、包装过程以及储运过程具有重大影响。目前,有关DHA微胶囊物理性质的研究主要集中在对其表观形态、粒径分布、颜色、湿度、溶解度、水分活度、油含量、微胶囊化效率等方面[2~5]。而对其流动性,复水性质,热力学性质的研究较少。同时,颗粒的震实密度是其基本性质之一,它对产品的储存、进料以及压缩过程都有重大影响。震动次数是影响其震实密度的重要因素之一,在较小的震动次数内,震动次数与震动过程中体积减少量的比值与震动次数之间存在着线性关系[6];同时,随着震动次数的增加,震实密度会趋于一个定值,通过适当的关系式可以预测震动过程中不同震动次数的震实密度值[7]。颗粒的尺寸分布[8]也是影响颗粒震实密度的重要因素,对于精细颗粒(50μm以下),尺寸分布越广,孔隙率就会越小,震实密度也就越大,而在颗粒累积含量达到50%对应的颗粒粒径di50低于15μm时,颗粒的震实密度会随着di50的增加而增加,而在di50大于15μm时,颗粒的震实密度不会随di50的增加而变化。在颗粒粒径分布满足Andreasen方程的情况下,颗粒取得最大震实密度的粒度分布系数q介于0.7和0.9之间。同时,颗粒的形态对其震实密度也有重大影响,Miyajima等通过多元回归分析对实验结果进行讨论,给出了床层孔隙率与颗粒的平均球形度、表面光滑度、真密度和粒径之间的关系式。总体而言,目前有关颗粒震实密度的研究较少,而且,震动方法和外力作用等条件的不同,会导致震实密度的测量结果各异。

因此,本文研究的目的就是在对所选定的DHA微胶囊的各个物理性质进行综合表征的同时,对测量过程中影响DHA微胶囊震实密度的3个因素(震动次数,震动频率,震幅)进行分析。

1 材料与方法

1.1 实验材料

DHA微胶囊采购于中国某生物工程有限公司,其各方面物理性质代表着国内DHA微胶囊工业化产品的典型特征,其主要成分为乳清蛋白50%,蔗糖10%,麦芽糖糊精10%,DHA30%。通过喷雾干燥法造粒,压缩空气进口温度为190℃,出口温度为90℃,乳液乳化温度为45~50℃,产量为180 kg·h-1。

1.2 实验方法

1.2.1 表观形态

DHA微胶囊形态学通过S-4800型扫描式电子显微镜观测。将DHA微胶囊固定在双面导电胶上,通过离子溅射仪在其表面喷涂一层金属铂膜,电压加速度为10.0kV。

1.2.2 粒径分布

颗粒的粒径分布通过Mastersizer 2000型激光粒度仪采用干法测量。进气压力为0Pa,进样速率为30%,进样震动强度是80%,遮光度设定在0.5%~6%之间,采用Mie氏散射理论分析,测量结果通过体积直径表述。

1.2.3 密度

微胶囊颗粒松装密度(ρb)和震实密度(ρb)通过BT-1000型粉体综合性质测定仪,采用中国国家标准(GB 1479-84,GB/T 21354-2008)来测量。震实密度测量选取的震动频率250次·min-1,震幅为3mm。

震实密度(ρbt)随震动次数、震动频率以及震幅变化的实验采用GP-01型粉体震实密度仪测量。震动频率变化范围为0~160次·min-1,震幅变化范围为0~35 mm。将粉体注入上下可分离的圆柱形容器(容器下部分组件V=100 cm3,m1=404.29 g)中,将其固定于震动装置上,震动结束后将上下两部分分离,用刮板除去下部组件上多余粉体,称其重量m2。震实密度(ρbt)通过式(1)来计算:

ρbt=100m1-m2(1)

微胶囊颗粒真实密度(ρt)通过3H-2000TD型全自动真密度分析仪采用阿基米德原理-气体置换法来进行测量。进样质量为7~8 g,选用氦气作为分析气体,进气压力为0.1 MPa,平衡时间为1 min。

1.2.4 孔径分布和比表面积

颗粒孔径分布和比表面积通过PM60-7-LP型全自动孔隙分析仪采用压汞法测量,假定孔为圆柱形,采用Washburn方程进行计算,设定汞的接触角和表面张力分别为140°和480erg·cm-2,压力范围在22.41kPa~206.85MPa之间。

1.2.5 流动性和喷流性

颗粒流动性和喷流性通过Carr流动指数法[9]综合表征。其中,卡尔压缩率、休止角、崩溃角、差角、平板角、分散度等参数通过粉体综合性质测定仪测量。

休止角(θr)的测量:颗粒透过震动筛沿着漏斗从一定高度缓缓注入直径为80mm的不锈钢底座上,漏斗底部小孔直径为1mm,固定在离底座45mm处,当物料落满底座呈对称的圆锥体并且不再堆高时,关闭震动筛,停止加料,休止角即为底座水平面与颗粒堆积形成的圆锥体锥线之间所形成的夹角。分别测量0°,120°,240°这3处休止角,求取平均值θr,其中颗粒可否自由流动的休止角临界值为40°。

卡尔压缩率(CI)是表征颗粒流动性的一个重要指标。当CI小于15%时表示颗粒为非粘性颗粒,流动性很好;当CI大于25%时表示颗粒为粘性颗粒,流动性很差。卡尔压缩率通过式(2)来计算:

平板角(θs)的测量:将物料缓缓堆积在放有细长平板的接料盘中,使物料呈自然松散状,使物料没过平板20~30 mm,将平板与接料盘缓缓分离,则物料在平板上形成一个堆积体,分别测量平板两端和中间处斜面与平板之间所形成的夹角,求取平均值θs1。将平板上附有的小铁锤慢慢提高至指定高度处(约10 mm),使其落下,待新形成的堆积体稳定之后再次测量平板两端和中间处斜面与平板之间的夹角,求取平均值θs2,则平板角的大小通过式(3)来计算:

颗粒尺寸分布的均一性通过均齐度Cu来表示,Cu值的大小通过式(4)来计算:

Cu<2:颗粒尺寸可以看作是均一的;Cu>2:颗粒尺寸可以看作是分散的。

di60%和di10%分别是颗粒尺寸分布累积含量达到60%和10%时所对应的颗粒的直径。

崩溃角(θf)的测量:在休止角测定完成之后,将测定底座附有的小铁锤慢慢提高到底座下部,使其落下,如此进行3次同样操作,待新形成的颗粒堆积体稳定之后,分别测量0°,120°,240°三处底座水平面与颗粒堆锥线之间形成的夹角,求取平均值θf。

分散度(Ds)的测量:粉体在空气中的飘散程度称为分散度。称取10.00g物料注入内径为40mm的圆柱形容器,容器底部有一滑片堵住,容器下方15mm处有一内径100mm,高300mm的圆柱形有机玻璃管,玻璃管下方15mm处有一内径为100mm的接料盘,移开滑片,物料落入盘中,称量盘中物料质量M1,连续测量3次,求出平均值M。分散度的值通过式(5)来计算:

1.2.6 复水性

采用CX31型生物光学显微镜观测DHA微胶囊的复水过程,放大倍数为200倍,显微镜与DP21型CCD摄像机相连,通过Standard图像处理软件控制。将微胶囊颗粒分散于载玻片上,再用滴管移取水滴,滴于颗粒之上,复水完成后,停止视频采集。选取复水过程不同时刻(5s、10s、15s、20s)的图片。

1.2.7 热力学性质

采用TG 209F1型同步热分析仪进行热重分析,称取约5mg样品于TG的样品盒,从室温升至500℃,升温速率为10℃·min-1,氮气流量为100m L·min-1,测定微胶囊产品的TG-DTG曲线。

2 结果与讨论

2.1 表观形态观察

微胶囊许多性质都与其表观形态有关,颗粒的孔隙,表面完整性以及芯材在微胶囊中的分布影响着微胶囊对氧化性物质的保护及微胶囊的溶解性,同时微胶囊颗粒外部表面形态与微胶囊产品的流动性也密切相关。

由图1(A)可以看出,DHA微胶囊尺寸分布很广,大部分已经破碎,少量颗粒粘结在一起,微胶囊化效率很低。图1(B)可以看出,圆形结构颗粒囊壁表面较为光滑,表面有凹陷、裂缝和孔洞现象,包埋效果不好。图1(C)可以看出,破碎的颗粒大小参差不齐,大部分壁材已与芯材分离。从图1(D)可以看出,破碎颗粒内部疏松多孔,有类似海绵的微小结构。

2.2 粒径分布

颗粒尺寸大小对其表观形态、流动性和溶解性有重要影响。一般而言,粒度小,则易溶于水,但粒度太小,则产品分散性不好,易结团;粒度大,内部有蜂窝状空隙,则产品的溶解性好。

DHA微胶囊颗粒的尺寸分布如图2所示,粒径分布在1~400μm之间,体积平均粒径为81μm,中位径粒度为66μm,di10%为24μm,di60%为79μm,Cu值为3.31,颗粒尺寸分布是发散的。

2.3 密度

松装密度是指颗粒在特定容器中处于自然充满状态后单位体积的质量。松装密度过低,加大了颗粒的包装、储存和运输成本。颗粒的真实密度是指颗粒的质量除以不包括颗粒内部任何孔隙的体积所得的密度。震实密度是指一定质量(或体积)的粉体装填在特定容器后,对容器进行一定强度的震动,从而破坏粉体颗粒间的空隙,使颗粒处于紧密状态,这时单位体积粉体的质量叫做粉体的震实密度。颗粒的震实密度也是颗粒的一项基本性质,它与颗粒的团聚、流动、压缩等性质密切有关。同时,对其进料、包装以及储运过程都有重大影响。

注:﹡平均值±3次测量的标准差values are means±S.D.of 3 determinations

然而,震动方法和外力作用等条件的不同,会导致其震实密度的测量结果各异。图3所示为震实密度随震动次数变化之间的关系,当震动次数达到一定数值(1000)之后,颗粒的震实密度将不会发生明显变化,这与Miyajima等人的研究结果一致。图4和图5分别表示震实密度随震动频率和震幅变化之间的关系图,从图中可以看出,当震动频率和震幅分别达到112min-1和9mm之后,震实密度也不会再发生明显变化。

2.4 孔径分布与比表面积

微胶囊颗粒的孔径分布和比表面积直接影响其吸水性以及功能性组分的传递过程,它是微胶囊颗粒的加工性质及产品质量的重要参数。孔隙率及比表面积的大小直接影响着功能性组分的崩解和溶出,溶出越快,越易吸收,功能性组分的生物利用度也就越高。因此,孔隙率和比表面积大小的确定对微胶囊产品的应用及其应用范围的扩大有着重大意义。

颗粒中的微孔包括颗粒与颗粒之间的微孔和颗粒内部的微孔。这2种微孔在通过压汞法测量时,一般会出现2个峰,如图6所示。低压对应着颗粒与颗粒之间的孔隙,该孔隙孔径较大,允许汞蒸气在低压状态下进入,而颗粒内部孔隙孔径较小,只有通过高压才可以将汞蒸气压入。从图6中可以看出,DHA微胶囊的2种微孔分布明显,孔径分界点为0.3μm。其中,颗粒与颗粒之间的孔容为0.56cm3·g-1,比表面积为4.73m2·g-1,颗粒内部孔容为3.03 cm3·g-1,比表面积为0.83m2·g-1,总孔隙率为84%。

2.5 流动性和喷流性

在食品生产过程中,颗粒流动性和喷流性随生产工艺、粒度大小、水分含量、颗粒形状、压实力大小和压实时间长短等因素的不同而有明显的变化。同时,食品颗粒的流动性和喷流性决定了食品颗粒的输送、筛选、干燥等环节的操作。因此,准确评定DHA微胶囊颗粒的流动性和喷流性对其工业化生产和应用具有重要意义。

流动性指数Fw是单项检测项目(休止角θr,卡尔压缩率CI,平板角θs,均齐度Cu)指数化后的累加。休止角表征食品粉体颗粒堆积层的自由表面在静止状态下可以形成的最大角度。它对食品颗粒的流动性影响最大,休止角愈小,食品粉体颗粒的流动性愈好。卡尔压缩率是震实密度与松装密度之差与震实密度之比,卡尔压缩率越小,颗粒的流动性就越好。平板角是指将埋在颗粒中的平板向上垂直提起,颗粒在平板上的自由表面(斜面)和平板之间的夹角与受到震动后的夹角的平均值称为平板角。平板角越小,粉体的流动性越强,一般平板角比休止角大。均齐度是以一定的粒度分布判定粉体颗粒均一性的指标。它间接反映了粉体压缩性对流动性的影响。均齐度系数愈小,颗粒愈均匀,粉体流动性愈好。表2是本研究中测定的卡尔流动性指数的结果,参照卡尔指数法[9]得到对应于每项测量结果的单项卡尔指数值,将其数值累加,计算出总流动性指数Fw,用以正确综合评价出颗粒的流动性质。本文中的DHA微胶囊颗粒的总流动性指数Fw为64.5,表明其流动性质一般。

注:﹡平均值±3次测量的标准差Values are means±S.D.of 3 determinations.

喷流性指数FD是单项检测项目(流动性指数Fw,崩溃角θf,差角θd,分散度Ds)指数化后的累加。颗粒的流动性影响着颗粒的喷流性质,流动性越强其喷流性质也就越强。崩溃角表征食品粉体堆积状态颗粒受到震动发生崩溃时的角度。它直观地表示了食品粉体颗粒的喷流特性,崩溃角愈小,喷流性愈强。差角是休止角与崩溃角之差,差角愈大,粉体的流动性和喷流性就愈强。分散度表征粉体在空气中分散的难易程度称为分散度,分散度越大其喷流性质也就越强。表3是本研究中测定的卡尔流动性指数的结果,参照卡尔指数法[9]得到对应于每项测量结果的单项卡尔指数值,将其数值累加,计算出总喷流性指数FD,用以正确综合评价出颗粒的喷流性质。本文中的DHA微胶囊颗粒的总喷流性指数FD为91.5,表明其流动性非常强。

注:*平均值±3次测量的标准差Values are means±S.D.of 3 determinations.

2.6 复水性

复水性是微胶囊颗粒的一个重要性质,整个复水过程大致可以分为4步[10]:润湿(颗粒吸收水分),溶胀(颗粒吸水后体积变大),分散(颗粒分散成单个小颗粒)和溶解(颗粒完全溶解)。然而,复水过程中的这4个阶段之间界限并不明显,几乎都是连续或者是同时进行的,而且相互影响。

从图1(A)中可以看出,DHA微胶囊内部存在孔隙,所以在溶解过程中会有气泡产生。从图7(A)中可以看到,已有气泡产生,说明水分已深入颗粒内部,开始吸水溶胀,壁面部分由于与水接触较多,已开始溶解。从图7(B)中可以看出,颗粒内部瓦解,大颗粒开始分散成小颗粒。小颗粒再进一步分散溶解在水中,如图7(C)所示。在达到20 s时,颗粒已完全溶解。

2.7 热力学性质

从图8中可以看出,DHA微胶囊颗粒失重主要分为3个阶段。第一个阶段:在升温开始时有一干燥和初挥发段,水分和少量的小分子物质逸出,温度范围从室温到115.2℃。在此阶段,DTG的失重速率峰与TG的曲线都明显对应,样品失重3.5%(从100%到96.5%),质量损失很小说明产品水分含量低。第二个阶段:水分和小分子物质挥发后,样品开始发生分解反应,在115.2~252.9℃范围内,样品失重30.9%(从96.5%到65.6%)。根据对壁材的DSC分析,应为蔗糖和部分麦芽糊精分解。第三个阶段:随着温度的升高,样品进一步发生分解,温度范围为252.9~480.0℃,在此阶段,样品的失重为38.8%(从65.6%到26.8%),分析应是麦芽糊精、乳清蛋白和DHA的分解。以上说明微胶囊化产品热分解主要经过两个阶段,失重率分别为30.9%和38.8%,由于分解反应连续进行,TG曲线连续下滑,每一阶段分界点不明显,主要通过DTG曲线分析产品的热解过程。

3 结论

实验结果表明,对于类似该DHA微胶囊的产品,通过Carr流动指数法可以很好地描述其流动性质和喷流性质;该DHA微胶囊震实密度起初会分别随震动次数、震动频率、震动幅度的增加而增加,次数、频率和震幅分别达到1000次,112 min-1和9 mm之后趋于稳定。显微镜观测可以很好地描述DHA微胶囊的复水性质。

参考文献

[1]Weiss J,Takhistov and McClements P.Functional materialsin food nanotechnology[J].Journal of Food Science,2006(71):107-116.

[2]Wan Yuting,Joseph David Bankston Jr,Peter J,Bechtel andSubramaniam Sathivel.Microencapsulation of MenhadenFish Oil Containing Soluble Rice Bran Fiber Using SprayDrying Technology[J].Journal of Food Science,2011(76):348-356.

[3]Gan CheeYuen,Cheng LaiHoong and Azhar Mat Easa.Evaluation of microbial transglutaminase and ribosecross-linked soy protein isolate-based microcapsulescontaining fish oil[J].Innovative Food Science&EmergingTechnologies,2008(9):563-569.

[4]WanwimolKlaypraditandHuangYaoWen.Fishoilencapsulationwith chitosan using ultrasonic atomizer[J].Food Science andTechnology,2007(41):1133-1139.

[5]Sri Haryani Anwar and Benno Kunz.The influence of dryingmethods on the stabilization of fish oil microcapsules:Comparison of spray granulation,spray drying,and freezedrying[J].Journal of Food Engineering,2011(105):367-378.

[6]Yamashiro,Yuasa Y and Kawakita K.An ExperimentalStudy on the Relationships between Compressibility,Fluidityand Cohesion of Powder Solids at Small Tapping Numbers[J].Powder Technology,1983(34):225-231.

[7]Miyajima Toshiaki,Yamamoto Ken-Ichi and SugimotoMasunori.Effect of particle shape on packing propertiesduring tapping[J].Advanced Powder Technology,2001(12):117-134.

[8]Suzuki,Sato H,Hasegawa M and Hirota M.Effect of sizedistribution on tapping properties of fine powder[J].Powder Technology,2001(118):53-57.

[9]Carr.Evaluating flow properties of solids[J].ChemEng,1965(72):163-167.

[10]Barbara Freudig,Stefan Hogekamp and Helmar Schubert.Dispersion of powders in liquid in a stirred vessel[J].Chemical Engineering and Processing,1999(38):525-532.

[11]Levine H and Slade L.Interpreting the behavior of low-moisture foods/Hardman TM Water and food quality[M].London:Elsevier Applied Science,1989.71-134.

物理性质 篇3

“分类”源于生活，用于生活，分类的思想是自然科学乃至社会科学中的基本逻辑方法.在中学物质科学领域的教学中，分类是学习和研究物质及其变化的一种常用方法.倘若学生理解并掌握分类的思想方法，并加以运用，那么学生的综合分析能力和思维的条理性、严谨性和完整性会有一个质的飞跃.可见重在科学探究的理念下，分类教学的渗透，有利于学生系统的学习知识，上升知识的高度，深化知识，提高能力.本课例就是以分类为思想，贯穿整个课堂.

2教学设计

本节课，是笔者修改了三次之后的教学设计，分别在引入教学，物理变化和化学变化知识教学，物理性质和化学性质知识教学，结课教学，以及每个环节的过渡上都做了修改，从而在活跃课堂气氛，分类思想渗透方面，以及情感教学上做了重大[JP3]的突破，下面就笔者的三次教案的修改过程做一个简单的陈述.

2.1试教中不同的引课

（1）第一堂“朴素而直接”的引课

图片展示：展示一些变化的图片.

师：我们已经知道，我们周围的物质总是在发生各种各样的变化，如：太阳的升降、月亮的圆缺、细胞的分裂、生长和分化和物质的物态变化等.你能说出这些变化的现象吗？（冰山消融，钢铁生锈，电热丝升温，木炭燃烧）

这样的引课，笔者的本意是觉得对于变化，学生在小学时已经有了一定的认识，因此开门见山的引课会更自然，但这样的引课毫无新意，俗话说，好的开头是成功的一半，这样的引课在学生中起不到渲染力，不能吸引学生的眼球，因此被笔者的指导老师立马否定了.引课方向看来还是应该回归学生，想想如何吸引学生的注意力.

（2）第二堂“以实验为基础”的引课

师：什么是物质的“变化”？你能举例吗？[HJ1.3mm]

生：（一部分学生根据经验做出判断，一部分学生查阅《现代汉语词典》，学生会举出很多例子.）

师：现在小组间合作完成以下实验，观察下列现象的变化.（学生动手做实验：水的沸腾，向透明的石灰水中吹气，点燃蜡烛等）

这样的引课，在课堂气氛上的确活跃了不少，学生的兴趣也是很浓厚的，但是总觉得仍然缺乏新意，对于《物理性质和化学性质》这个课题，笔者总觉得自己的思维很局限，没有新意，[JP3]直到看到一个调皮学生的校服时，想到了一个相对新颖的引课.

（3）第三堂“以爱国情感渲染气氛”的引课

[TP1CW83.TIF，Y#]

师：首先，请同学们仔细瞧瞧（图1），这是什么地方？

生：钓鱼岛.（学生一口同声）

师：真厉害，钓鱼岛是钓鱼岛列岛的主岛，位于中国东海，面积约4.4平方公里，周围海域面积约为17万平方公里.无论从历史，地理还是从法理的角度来看，钓鱼岛都是中国的固有领土，中国对其拥有无可争辩的主权.（学生非常激动）

师：日本为什么千方百计来争夺钓鱼岛呢？其中一个重要的原因就是钓鱼岛有丰富的资源，例如天然气.天然气有什么用处呢？我们来看看这段文字，哪些文字描写了天然气发生了变化？（天然气是世界上继煤和石油之后的第三大能源.它的密度约0.65 g/L，比空气轻，无色、无味.天然气在压缩和降温的条件下变成了液态.能燃烧，因为天然气的主要成分为甲[JP3]烷，燃烧时产生明亮的淡蓝色火焰，生成了二氧化碳和水等物质.）

笔者用钓鱼岛引课，因为时下（2012年）最热门，最敏感的话题就是钓鱼岛，而有一位学生把他的愛国情绪体现在他的校服上，他在校服上写了几个大大的字“钓鱼岛是中国的！”正因为如此，笔者相信当我出示钓鱼岛图片时，学生一定会沸腾，这样的沸腾，不仅在教学一开始激起了学生的学习兴趣，更重要的激起了学生强烈的爱国情感，这是我需要的，也是学生需要的.因此，这样的引课，在最后市公开课时，效果显著.

2.2试教中对“物理变化和化学变化”知识的不同教学

（1）第一堂“物理变化和化学变化”知识教学

请同学们看以下的几种变化，想一想这些变化有何特点？

根据实验观察，将相关信息记录到表1.

小结：自然界中有许许多多的变化，我们可以将他们分成两类：一类像冰山消融、电热丝升温一样，在变化中没有其他的物质生成，我们把这类变化称为物理变化；另一类像钢铁生锈、木炭燃烧一样，在变化中有其他的物质生成，我们把这类变化称为化学变化.

物理变化：没有别的物质生成的变化.

化学变化：有别的物质生成的变化.

讨论：两者的根本区别是什么呢？（变化中有没有别的物质生成）

这样的教学，与教师是一个引导者是相违背的，尽管一直由学生在做实验，但是表格的设计将学生的思维一直限定在今天要学的“物理变化和化学变化”上，尽管在小结中对物质的变化进行了分类，但因为表格的引导，会让学生直接得出一类是物理变化一类是化学变化，对分类思想，没有很好的渗透，学生对分类的理解很肤浅.因此，这样的教学设计笔者否定了.

（2）第二堂“物理变化和化学变化”知识教学

师：那日本为什么千方百计来争夺钓鱼岛呢？其中一个重要的原因就是钓鱼岛有丰富的资源，例如天然气.天然气有什么用处呢？我们来看看这段文字，文段中，那些文字描写了天然气发生了变化？（天然气是世界上继煤和石油之后的第三大能源.它的密度约0.65 g/L，比空气轻，无色、无味.天然气在压缩和降温的条件下变成了液态.能燃烧，因为天然气的主要成分为甲烷，燃烧时产生明亮的淡蓝色火焰，生成了二氧化碳和水等物质.）

生：天然气在压缩和降温的条件下变成了液态.燃烧时产生明亮的淡蓝色火焰，生成了二氧化碳和水等物质.

师：生活中也有很多这样的变化，看老师手中的白纸，也可以发生很多变化，例如对折、撕破、甚至燃烧（边说边拿出口袋里的打火机将纸点燃）.现在给你们以下几种物体，你能让它们发生哪些变化？好，4个同学为一组，小组间讨论，把讨论结果写在活动单上，看哪一小组发生的变化最多，现在开始.

（小组间讨论很激烈.）

师： 非常好，同学们举了很多变化，那物质世界处于不断变化之中，我们一一研究，将无法穷尽，但我们可以寻找共性，进行分类研究.现在老师把大家提出的变化列在表格中，对于这些变化，你将如何分类，注意分类要有一定的标准，现在小组讨论，看哪组分类的类型最多（表2）.

生：剥开，切开两半，弯曲，折断，是形状变了.冰变成水蒸气，是状态变了.

腐烂，生锈，是物质的成分变了.

师：看来，分类要有一定的标准，分类标准不同，分类结果也不同.那么，是否产生新物质，是比较合理的分类标准.今天我们就重点来研究这一分类标准.针对这些物质发生的变化，哪些变化没有产生新物质？

生：桔子剥开，苹果切成两半，铁丝弯曲，折断，火柴折断，水变成冰，变成水蒸气.

师：我们把这一类变化称为物理变化.说一说哪些变化产生了新物质？

生：桔子腐烂，铁生锈.

师：我们把这类变化称为化学变化.大家都认为铁生锈是化学变化，请问它生成了什么新物质？

生：铁锈.

师：如何证明铁和铁锈是不同的物质？

生：颜色不同.

师：光凭颜色能证明是不同物质吗？粉末状的铁是黑色的，铁块是银白色的，但它们是同种物质.

生：用磁铁吸引.

师：你的猜想是？

生：铁粉能被磁铁吸引，而铁锈不能被磁铁吸引.

师：好，或许可以，那么就请这位帅哥来给我们做做这个实验，来验证猜想.

（学生上台做实验）

师：你来说说观察到的现象.

生：鐵粉吸起，而铁锈没吸起.

师：说明了什么？

生：铁和铁锈不是同种物质.

师：进而得出铁生锈属于什么变化？

生：化学变化.

师：现在同学们一起来动手制造变化？我们来看看两种溶液混合会发生什么变化？步骤如下：（1）先在试管中倒入少量的黄色氯化铁溶液，注意试剂瓶的瓶塞要倒立放置桌面上，倾倒时试剂瓶的标鉴要正对手心，倒入后，及时盖上瓶塞.（2）再用滴管滴加2～3滴NaOH，注意，滴加时，滴管应位于试管口上方.要求大家操作规范，及时记录观察到的现象，实验后，将废液保留在试管中，最后将整支试管正放入大烧杯中.现在开始.

（学生小组间展开活动）

师：请这一小组的组长来说说你们观察到的实验现象.

师：其余小组有不同现象吗？这些沉淀物质其实是FeCl3与NaOH反应后，生成的新物质，叫做Fe（OH）3因此，这两种溶液混合属于什么变化？

生：化学变化.

师：可见，化学变化总常伴随着一些颜色的变化，产生沉淀现象.但是否发生了化学变化的根本依据是？

生：是否产生了新物质.

师：好，现在考考大家，判断以下变化属于什么变化？并说明理由.蜡烛燃烧属于化学变化，那还有没有其它变化呢？现在我们一起来研究蜡烛燃烧时有哪些变化？

（学生小组活动）

师：蜡烛燃烧时发生的变化？

生：蜡烛熔化成蜡油，蜡油凝固成蜡块，蜡烛变短.

师：烧杯壁发生的变化？

生：变烫了，有白雾.

师：将蜡烛慢慢靠近杯底，出现什么现象？

生：蜡烛熄灭了.

师：白雾是什么？

生：CO2.

师：CO2什么状态？

生：气态.

师：空气中的CO2，看得到吗？

生：看不见.

师：所以是CO2吗？那是什么？

生：小水滴.

师：为什么会熄灭？

生：产生了CO2，能灭火.

师：因此，蜡烛燃烧产生了哪些新物质？

生：CO2，H2O.

师：由此，体现出蜡烛燃烧属于什么变化？

生：化学变化.

师：蜡烛变短了，蜡烛熔化成蜡油，蜡油凝固成蜡块.属于什么变化？

生：物理变化.

师：理由？

生：因为没有产生新的物质.

师：蜡烛燃烧既发生了化学变化，也发生了物理变化，但因为它产生了新物质.所以总的来说它属于化学变化.因此，化学变化中通常伴随着物理变化.那么，烧杯壁烫了，说明蜡烛燃烧产生了热.蜡烛燃烧时发光吗？

生：发光.

师：对，可燃烧物燃烧时都伴随着发光发热现象.那么发光发热现象一定存在于化学变化中吗？打开电灯，灯泡发光吗？有产生新物质吗？

师：因此判断物质发生了物理变化还是化学变化不能单一根据这些现象，必须要根据是否产生新物质这一分类标准，这是物理变化和化学变化的根本区别.

这样的教学设计从生活中普通物质发生的变化，进行分类，让学生体会物质世界处于不断变化之中，如果一一研究，将无法穷尽，但可以寻找共性，进行分类研究.并且感悟分类要有一定的标准，分类标准不同，分类结果也不同.从而提出，是否产生新物质，是比较合理的分类标准，进入新课的教学.在接下来的教学中，从铁生锈，两种溶液的混合到蜡烛的燃烧，整个过程非常顺利，蜡烛的燃烧中，出现了一系列的现象，这个过程，笔者继续渗透分类思想，哪些现象体现的是物理变化，哪些现象体现的是化学变化，并让学生体会化学变化中往往伴随着物理变化.通过这样的教学学生深刻体会了物理变化和化学变化的本质区别以及发生物理变化和化学变化时会产生的现象，同时渗透了分类思想，上升了知识的高度.

另外，在这个环节的教学中，笔者进行了与他人不同的蜡烛燃烧实验.

（1）点燃蜡烛，仔细观察1分钟，记录蜡烛燃烧时发生的变化（图2）.

（2） 1分钟之后，用一只干冷的小烧杯罩在火焰上，注意[JP3]火焰靠近杯壁内壁，时间不要太长，观察记录烧杯壁发生的变化.

（3）蜡烛在杯口燃烧一段时间后，将点燃的蜡烛慢慢靠近杯底，观察记录蜡烛发生的变化.

通过上述三个步骤，将蜡烛燃烧时产生的现象描述的更加清晰到位.

2.3试教中对“物理性质和化学性质”知识的不同教学

（1）第一堂“物理性质和化学性质”知识教学

师：在前面的学习中，我们了解到物质具有许多性质，如颜色、气味、软硬、晶体的熔点、液体的沸点、物质的溶解度、金属的延展性、酸碱性和可燃性等等，哪些是在化學变化过程中表现出来的，哪些不需要？

第一堂这样的教学，在给出了这些性质的时候，学生很容易进行分类，但在试教过程中发现这样的教学与前面学习物理变化和化学变化没有一个很好的过渡，并且不能很好的体现学生的主体地位，因此被笔者否认了.

3第二堂“物理性质和化学性质”知识教学

（之前刚分析蜡烛燃烧是化学变化）

师：（出示一只燃烧着的蜡烛）蜡烛被点燃了，（出示一只没有被点燃的蜡烛）能燃烧吗？

生：能.

师：这体现了蜡烛的什么性质？

生：能燃烧的性质.

师：蜡烛燃烧的这个变化体现了蜡烛能燃烧的性质，可见，变化体现性质.（出示一根铁棒）铁是一种常见的金属物质，说说铁具有哪些性质？

生：银白色，固态，拉成铁丝，能导电，能导热，能被磁铁吸引，能熔化成铁水，会生锈.

师：你能把这些性质进行分类码？你的分类标准？

师：这些性质中，哪些不需要化学变化就能表现出来，哪些只有在化学变化中才能表现出来？

生：银白色，固态，拉成铁丝，能导电，能导热，能熔化成铁水，能被磁铁吸引，不需要化学变化就能表现出来.会生锈需要在化学变化中才能表现出来.

因此，我们把这些只能在化学变化中才能表现出来的性质称为化学性质.把这些不需要化学变化就能表现出来的性质称物理性质.铁具有延展性这种性质，因此，在外力作用下会发生拉成丝的变化.因此，性质决定变化.

好，现在考考大家，判断一些变化属于什么性质的变化？

现在同学们能判断钓鱼岛上的天然气发生的变化是什么变化了吗？文段中哪些文字描述了天然气具有物理性质或化学性质？

这就是今天我们学习的物理性质和化学性质.

这样的教学设计充分体现了分类思想的渗透，并且在变化和性质知识点的教学有一个很好的过渡，在性质的分类中，都给学生机会，让学生来表达，充分体现学生的主体性.最后在结课时能首尾呼应，以钓鱼岛中的天然气结课，不仅评价了学生对本节知识点的学习，更重要的是最后“让老师深深体会钓鱼岛是中国的宝藏，而你们是中国的希望.”将本节课推上了一个高潮，情感和知识得到升华.

[BP（]4课后反思

4.1生活热点，重视引课的意义，激发学生的兴趣

我用钓鱼岛引课，因为时下（2012年）最热门，最敏感的话题就是钓鱼岛，而有一位学生把他的爱国情绪体现在他的校服上，他在校服上写了几个大大的字“钓鱼岛是中国的！”正因为如此，我相信当我出示钓鱼岛图片时，学生一定会沸腾，这样的沸腾，不仅在教学一开始激起了学生的学习兴趣，更重要的激起了学生强烈的爱国情感，这是笔者需要的，也是学生需要的！因此，这样的引课，在最后市公开课时，效果显著！

4.2以学生为主体，发挥教师的主导作用

构建主义的学习观认为，学习不是被动地接受知识，而是对知识意义的自主构建.本课例探究过程的教学，教师给学生[JP3]自己探究的机会.蜡烛燃烧实验的探究，成功的体现了这一理念.

4.3贴近学生的生活，灵活运用生活中的教学资源，感受科学与生活的紧密联系

本教学注重学生情感的培养，运用了许多生活中的例子，比如引课和结课中的钓鱼岛，生活中常见物质的变化，蜡烛的燃烧等等，对于《物理性质和化学性质》的内容，原本源于生活，因此，在整个教学过程中所选用的例子、习题、探究的内容均来自于生活，不仅有利于教学的进行，更重要的是让学生体会科学源于生活，又回归生活的理念.

4.4点亮一盏“灯”，照亮一片人，利用学生资源，碰撞出智慧的火花

心理学研究表明：对学生而言，同龄伙伴的影响远远超过成人对他们的影响.以此，笔者在整个教学过程中，利用学生个别回答的方式，点亮一盏“灯”，用学生教会学生，照亮一片人.同时始终与学生保持交流和对话，重视组织学生之间的思想交流，让学生从做中学，引导学生自己得出结论，碰撞出教育的智慧火花，有利于学生科学素养的提高.

4.5整个课堂教学渗透分类思想，上升知识高度

在教学活动中，笔者逐步引导学生建立分类的思想，学会分类的方法，揭示分类思想的本质，从而自觉合理的运用分类思想解决相应的科学问题，提高自身的科学素养.在整个教学中，有意识地分阶段渗透分类思想.从一开始利用生活中普通物质发生的变化，进行分类，到蜡烛燃烧时一系列现象的分类，最后到铁棒性质的分类，逐步渗透，启发诱导，适时揭示分类思想的本质，让学生体会物质世界处于不断变化之中，如果一一研究，将无法穷尽，但可以寻找共性，进行分类研究，并且感悟分类要有一定的标准，分类标准不同，分类结果也不同.

硅的物理性质和化学性质是什么 篇4

硅原子位于元素周期表第IV主族，它的原子序数为Z=14，核外有14个电子。电子在原子核外，按能级由低硅原子到高，由里到外，层层环绕，这称为电子的壳层结构。硅原子的核外电子第一层有2个电子，第二层有8个电子，达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子，它对硅原子的.导电性等方面起着主导作用。

加热下能同单质的卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶于一般无机酸中，可溶于碱溶液中，并有氢气放出，形成相应的碱金属硅酸盐溶液，于赤热温度下，与水蒸气能发生作用。

原子属性：

原子量：28.0855u;

原子核亏损质量：0.1455u;

原子半径：(计算值)110(111)pm;

共价半径：111pm;

范德华半径：210pm;

外围电子层排布：3s23p2;引

电子在每个能级的排布：2，8，4;

电子层：KLM;

氧化性(氧化物)：4(两性的)。

硅的用途

(1)高纯的单晶硅是重要的半导体材料。

(2)金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。

(3)光导纤维通信，最新的现代通信手段。

物理性质 篇5

1、知识与技能

（1）认识金属与人类生活和社会发展的密切关系

（2）了解常见金属的物理性质，了解物质的性质与用途的关系（3）认识合金及其特性，知道几种重要的常见合金

2、过程与方法

（1）由学生的生活经验和对实物性质的讨论导入，让学生了解金属常见的物理性质（2）通过对生活中常见的一些金属制品材料选择的讨论及物质的性质在很大程度上决定了物质的用途但不是唯一的决定因素的认识，培养学生分析问题和解决问题的能力。

（3）通过实验比较铝合金和铝片的硬度，焊锡和铅、锡的熔点，认识加入其它金属可以改良金属特性，以及合金具有更广泛的用途。

（4）学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。

3、情感态度与价值观（1）利用日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，让学生认识到金属材料和人类文明进步的密切关系。（2）利用考虑金属的用途除了要了解金属性质的基础上还要考虑如价格、资源、是否美观、是否便利以及废料是否易于回收等因素，让学生形成多方位、多角度考虑问题的观念。（3）进一步培养对生活中化学现象的好奇心和探究欲，激发学习化学的兴趣。教学重点

1、金属的物理性质和合金的特性

2、物质性质与用途的关系 教学难点

1、培养学生运用探究方法得出相关结论的能力

2、提高学生综合分析问题的能力 教具准备

教师用具：投影仪、金属制品的图片、铁片、钢片、铝片、铝合金、铜片、黄铜片、焊锡、铅、锡、砂布、烧杯、酒精灯、镊子、火柴等。教学方法

通过多媒体课件展示、学生阅读材料、学生实验等多种形式 课时安排：1课时 教学过程 教师活动：根据生活经验你所知道的金属制品有哪些？你见过那些金属制品？说出他们的元素符号和名称。

学生活动：写出金属的元素符号和名称。

设计意图：让学生感知学习的对象，激发学习的兴趣。小结：其实生活中常见的金属很多，例如：展示金属标本。

展示幻灯片，和学生一起讨论，注意引导学生观察金属的颜色和状态。教师提问：你知道我们在什么地方使用了金属吗？想一想，你会发现我们的生活离不开金属。学生回答完以后，展示幻灯片，提问：图片中的生活日用品都是用哪些金属制成的？ 交流与讨论；性质决定了用途，反过来用途也可以反映性质，请分析屏幕上的金属制品图片，体现了该金属哪些物理性质？

教师活动：展示幻灯片，让学生总结。板书：

一、金属的物理性质

1、大多数的金属是银白色的固体（铜是紫红色，金是黄色）

2、金属的熔点一般较高（汞常温是液态）

3、金属的密度硬度一般较大

4、有导电性和导热性

5、有延展性

教师活动：金属不仅具有以上共性还有各自的特点。

展示幻灯片，常见金属的物理性质和学生讨论交流并提问，投影展示：

1、为什么菜刀、镰刀、剪刀等用铁制而不用铅制？

2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？

3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ 学生分组讨论后汇报交流，请学生起来回答。

教师总结投影展示：物质的用途主要由性质决定，还需要考虑价格、资源、是否美观，使用是否便利，废料是否容易回收利用以及对环境的影响等。练习：以下铁的用途中，涉及了铁的哪些性质？

1、铁锭可以轧成铁板或拉成铁丝。

2、油罐车行驶时罐内石油震荡产生静电，易发生火险，因此车尾有一条拖地的铁链。

讨论：投影展示：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？

引导学生从日常生活出发回答：资源丰富，无毒轻便，耐磨耐腐蚀，美观易加工。提问：一毛钱硬币是用铝合金制成的，为什么不用纯铝制造呢？ 设疑：那么，什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同？合金的应用范围怎样？我们常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？ 阅读：课本P8的内容

归纳：合金是指由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。比较：合金与组成他们的金属性质有什么不同呢？ 学生分组进行实验6-2 结论：填入课本

过渡：合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢？下面我们以焊锡为例，进行研究。老师演示实验，学生观察，回答现象。

老师总结：合金和组成成分金属相比较：硬度增大，熔点降低。讲解：合金比纯金属具有更广泛的用途。

幻灯片展示：几种常见合金的主要成分、性能和用途。

过渡：合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是科学技术日益发达的今天，新的金属和合金一直在被不断的发展和应用。例如，钛和钛合金就是近30年来引起人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。

幻灯片展示：钛合金以及新型金属材料。

总结本节课内容，学生通过本节课的学习可以做一个趣味活动，抢答“金属之最”，本活动目的是引起学生兴趣，巩固之前学习的内容。板书设计：第六章第一节奇妙的金属性质

一、金属的物理性质

1、常温下多数是固体（汞是液体）

2、都有金属光泽

3、具有导电性和导热性

4、具有延展性（可以拉成细丝，可以展成薄片）

5、金属的硬度、密度一般较大，熔点较高。

二、合金

1、合金：由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质

物理性质 篇6

1 研究区概况

研 究区设在内蒙古自治区鄂尔多斯市沙棘生态建设区,位于东经110°05′~117°27′、北纬39°16′~40°20′之间,居于干旱、半干旱农业区向农牧区、牧区过渡地带。年日照时间为3000h以上,年均气温6.2~8.7℃,1月份平均气温在-12.9℃~-10.8℃,极端最低气温-32.8℃,7月份平均气温25℃~29℃,极端最高温度39℃,无霜期145d,年降水量为400mm左右。土质松散,沙性大,有机质含量低,由于气候干旱、少雨、多风沙,地表支离破碎,沟谷纵横,土壤侵蚀,沙化剧烈,生态环境十分脆 弱。

2 材料与方法

2.1 样地的选设

于2006年7月在鄂尔多斯市沙棘生态建设区选定立地条件相近的2~8a生的沙棘林地7块,并以立地条件相近的荒坡地为对照地。具体情况见表1。

2.2 植物群落结构调查

在沙棘林地内,选取具有代表性地段建立10m×10m的标准地,进行每木调查,详细记载测定林分的林龄、郁闭度、密度、树高、胸径和生物量等因子,对林下植被作生物学调查[3]。

2.3 土样采集与测定

分别在各样地内,每木调查和测量后,找出平均木,首先测定沙棘的各层的生物量,然后在平均木下挖掘采样的土壤剖面,按由下向上的顺序逐层取样,用环刀和土盒采集的土样封存后带回实验室进行测定[3]。

每个样地选取3个剖面,按由下向上分3个层次取样,取土样后逐层回填。土壤水分-物理性质的测定参照中华人民共和国林业行业标准《森林土壤分析方法》。依据LY/T1215—1999,采用环刀法测定土壤容重、最大持水量(饱和持水量)、毛管持水量、最小持水量(田间持水量)、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度等[4]。

3 结果与分析

3.1 沙棘林地土壤容重与孔隙度特征及其变化

土壤容重和孔隙度是衡量土壤松紧程度的指标,其土壤容重值愈大和孔隙度愈小,表明土壤愈紧实,紧实的土壤会显著降低土壤入渗速率和土壤蓄水量,一般来说,径流量和流速与土壤入渗速率成反比,土壤入渗速率愈快,径流量和流速愈小,土壤侵蚀发生的可能性和程度必然减轻[5,6,7]。

从表2可看出,不同林龄土壤容重的平均值分别为1.338,1.369,1.429,1.481,1.421,1.425,1.511,1.537g/cm3。方差分析显示,土壤容重随林龄的变化达到极显著水平(F=9.342,显著水平<0.01)。说明在不同林龄条件下,不同程度的有机质积累导致了容重出现极显著的差异,因而植被状况成为影响容重的主要因素之一。不同深度土壤容重平均值分别为1.333,1.440, 1.548g/cm3。方差分析显示,土壤容重随土壤深度的变化达到极显著水平(F=30.819,显著水平<0.01)。说明土壤熟化程度在各层之间存在着显著差异,土壤容重也反映了土壤的熟化程度间的差异,表层土壤容重较小的原因则是由腐殖质在表层的积累而引起。与对照地相比,沙棘林地土壤在不同深度的容重分别是对照地在同一深度处的0.875,0.908,0.935倍。说明沙棘林的枯落物和根系的作用可以降低土壤容重。

续表

不同林龄土壤毛管孔隙度的平均值分别为45.32%,41.42%,45.86%,42.40%,42.75%,43.61%,42.23%。方差分析结果显示,毛管孔隙度随林龄的变化不显著(F=1.973,显著水平>0.05)。说明不同林龄即不同植被情况下的毛管孔隙度差异无显著规律。不同深度土壤毛管孔隙度的平均值分别为46.92%,46.08%,37.11%。方差分析结果显示,土壤毛管孔隙度随土壤深度的变化极为显著(F=21.213,显著水平<0.01)。说明土壤深度是影响土壤毛管孔隙的主要因素之一,引起这一结果的原因一方面可能是土壤在不同深度的熟化程度不同,另一方面可能是树木的根系作用引起。与对照地相比,不同深度的土壤毛管孔隙度分别增加了6.2%,22.3%,6.4%。

不同林龄土壤非毛管孔隙度的平均值分别为5.19%,7.36%,5.29%,4.38%,2.31%,3.19%,4.19%。方差分析结果显示,非毛管孔隙度随林龄的变化不显著(F=0.942,显著水平>0.05),说明土壤非毛管孔隙度随林龄无确定的变化规律。不同深度土壤非毛管孔隙度的平均值分别为3.40%,4.93%,5.67%。方差分析结果显示,土壤非毛管孔隙度随深度的变化极为显著(F=5.315,显著水平<0.01)。这说明土壤深度也是影响土壤非毛管孔隙度的主要因素。与对照地相比,不同深度的土壤非毛管孔隙度分别增加了43.8%,39.1%,22.4%。

不同林龄土壤总孔隙度的平均值分别为51.23%,48.78%,51.16%,46.78%,45.06%,46.80%,46.43%,方差分析的结果显示,总毛管孔隙度随林龄的变化不显著(F=0.968,显著水平>0.05),说明土壤总孔隙度与树龄之间不存在确定变化规律。不同深度土壤总孔隙度的平均值分别为50.32%,51.00%,42.78%,方差分析结果显示,土壤总孔隙度随土壤深度的变化极为显著(F=17.043,显著水平<0.01)。说明土壤总孔隙度与土壤的熟化程度和林木根系的影响较大,土壤深度是影响土壤总孔隙度的主要因素之一。与对照地相比,不同深度的土壤总孔隙度增加了8.7%,23.9%,9.4%。

3.2 沙棘林地土壤水分物理特征及其变化

从表2可得出,不同树龄土壤最大持水量的平均值分别为38.64%,35.76%,34.96%,33.12%,31.93%,31.13%,30.47%。方差分析显示,土壤最大持水量随树龄的变化为显著(F=10.521,显著水平<0.05)。不同深度土壤最大持水量的平均值分别为37.86%,35.54%,27.74%,方差分析结果显示,土壤最大持水量随土壤深度的变化极为显著(F=15.472,显著水平<0.01)。与对照地相比,不同土壤深度的最大持水量分别增加了20.4%,31.1%,14.8%。这说明沙棘林木通过根系作用增加了土壤的总孔隙度,进而增加了蓄水能力。

不同林龄土壤毛管持水量的平均值分别为34.25%,30.35%,31.44%,30.07%,30.39%,29.05%,27.72%,方差分析结果显示,土壤毛管持水量随林龄的变化为显著(F=9.024,显著水平<0.05)。不同深度土壤毛管持水量的平均值分别为35.31%,32.01%,24.08%,方差分析显示,土壤毛管持水量随土壤深度的变化极为显著(F=11.671显著水平<0.01)。说明土壤的不同深度存在不同的孔隙状况,土壤深度是影响毛管持水量的主要因素之一。与对照地相比,不同深度的毛管持水量增加了18.2%,29.4。%,14.8%。说明沙棘林可以增加土壤的毛管持水量。

不同林龄土壤最小持水量的平均值分别为25.91%,23.67%,15.48%,23.17%,22.93%,21.29%,18.51%。方差分析结果显示,土壤最小持水量随树龄的变化为显著(F=9.121,显著水平<0.05)。不同深度土壤最小持水量的平均值分别为26.16%,21.25%,17.29%。方差分析结果显示,土壤最小持水量随土壤深度的变化极为显著(F=10.114,显著水平<0.01)。与对照地相比,不同深度的土壤最小持水量增加了5.1%,18.3%,17.5%。

4 结论

沙棘人工林地土壤容重随林龄和土壤深度的变化而变化,方差分析极为显著。土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均与林龄之间无确定的变化规律,随土壤深度的差异极为显著。

与对照地相比,沙棘人工林通过枯落物和根系的作用可以降低土壤容重,并不同程度地改善土壤孔隙状况。土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度的增幅分别为8.7%~23.9%,6.2%~22.3%,22.4%~43.8%。

沙棘人工林地土壤最大持水量、毛管持水量和最小持水量随林龄的差异为显著,且随深度的差异极为显著。与对照地相比,沙棘人工林通过枯落物和根系的作用改善了土壤的孔隙状况,从而增强了土壤的持水能力。最大持水量、毛管持水量和最小持水量的增幅分别为14.8%~31.1%,14.8%~18.2%,5.1%~18.3%。

因此,在砒砂岩地区营造沙棘人工林有利于改善土壤水分物理状况,从而在保持水土、涵养水源和改善土壤利用状况方面起着重要的作用,具有明显的蓄水、保水和减少水土流失的作用。

参考文献

[1]胡建忠.沙棘的生态经济价值及综合开发利用技术[M].郑州:黄河水利出版社,2000.

[2]陆增祥,孟好军,阎春鸣等.沙棘生长规律及土壤性质改良的研究[J].甘肃科技,2006,22(10):220-221.

[3]胡建忠.植物引种栽培试验研究与方法[M].郑州:黄河水利出版社,2002.

[4]张万儒.森林土壤分析方法[M].北京:中国标准出版社,1999.

[5]张社奇,王国栋,刘建军等.黄土高原刺槐林地土壤水分物理性质研究[J].西北林学院学报,2004,19(3):11-14.

[6]贾忠奎,马履一,徐程扬等.北京山区幼林侧柏林主要林分类型土壤水分及物理特性研究[J].水土保持学报,2005,19(3):160-164.

物理性质 篇7

【关键词】木材；物理性质；木材质量；木材的水分

木材检验是林业企业生产木材的重要工作环节，它贯穿于生产全过程，其工作质量直接影响到产品的质量以及企业的经济效益。近年来，我国森林资源越来越匮乏，此时林木资源的价值也越来越高，这就要求在木材生产过程中抓好木材检验工作。如何抓好木材检验工作呢？除了要求工作人员在工作岗位上认真负责，更需要工作人员了解木材的物理性质，运用不同的木材来生产不同的产品，以满足人们的需求。下文首先分析了木材的质量与检验工作的关系，然后阐述了木材的物理特性对木材检验工作的影响与作用。

1.木材的质量与检验工作的关系

无论是怎样的物质，都有它自身的密度存在，木材也是一样，其密度是由若干管状的细胞组成，所以在木材当中存在一定的空隙、水与空气。通常情况下，我们会根据木材的密度来表示木材的质量，也就是说木材的密度=木材单位体积的质量。由于木材的质量与其中的含水率有密切联系，所以在生产木材的过程中，往往会采用气干密度的方式进行生产。

木材内部或者细胞壁物质的密度也就是我们常说的木材实质密度。在木材中，由于各个细胞壁的组成成分类似，所以各类型木材的实质密度也没有太大的差别，一般在1.46～1.56g/cm3，平均密度为1.50g/cm3。了解木材的质量有利于提高木材检验的工作效率与质量。

2.了解木材中的水分是检验工作的必备常识

水分是木材中的又一重要物质，是促进树木生长的不可缺少的物质，也是输送其他影响物质的重要管道。但是木材在储存过程中，过多的水分会腐蚀木材，在木材生产过程中会耗费大量的人力、物力，甚至无法加工与利用，造成较大的经济损失。

各个品种的木材含水量都有所差异，就算是同一株树木，由于其生长季节有所差异，其含水量也有很大的差别，另外，在木材中各个部位的含水量也有所差异，例如树木的根部、树干与树梢等。在木材生产加工的过程中，木材中的水分直接影响到它的强度与各种特性。通常情况下，我们会以含水率来表示木材中的水分，并将含水率进行分类，可分为绝对含水率与相对含水率。在实际工作中，要想检测木材中的水分，最为常见的方法也就是：蒸馏法、滴定法、炉干法、电测法等。采用蒸馏法测定出的含水率往往精确度不高；采用滴定法的成本比较高，所以我们一般不会采用这两种方法；如果采用炉干法来测定木材的含水率，虽然测定的结果精确多较高，但是所需时间较长；通过分析证明，采用电测法是当前最为合理的方法。

我们通过含水率的变化来对木材进行分类，大致分为几种：（1）生材。也就是人们在森林中刚刚砍伐的树木，这种木材的含水率一般在50～140%。（2）湿材。这种木材是人们砍伐之后长期储存在水中的木材，这种木材的含水率大于生材的含水率。（3）气干材。这是存放在大气中的木材，此时木材中的含水率与大气中的湿度相对平衡，经测定，该木材的含水率在12～18%。（4）窑干材。这是存放在干燥窑内的木材，此时木材中的水分会逐渐蒸发，其含水率比气干材还要低，一般在4～12%。（5）绝干材。也就是人们采用各种方法将木材中的水分蒸发，使得木材的含水率为0。

所谓木材的纤维饱和点也就是木材的细胞壁中的吸附水达到了饱和状态，并且细胞腔与各细胞之间已经没有多余的水分，此时细胞壁就会逐渐干燥，最终提高木材的强度。一般来说，很多木材的纤维饱和点都是0.3ml/g。木材的纤维饱和点是木材物理特性随含水率变化的转折点，如果木材的含水量超过了纤维饱和点，那么木材的强度就不会随着含水率的变化而变化；如果含水率小于纤维饱和点，那么木材的强度会随着含水率的增加而不断减小。另外，木材的含水率还与干缩、膨胀成反比，而木材的导电性能、导热性能也与木材纤维饱和点有密切联系。

木材的吸湿性。干木材从空气中吸收水蒸气的性能，称为吸湿；湿木材向空气中蒸发水蒸气的性能，称为解吸，木材的这种性能称为湿性，木材在一定相对温度和温度的空气中，如吸收水分和蒸发水分的速度相等，这时的含水率达到相对的稳定，称为平衡含水率，木材的含水率随空气温度和湿度的变化而变化，与树种关系很小，在实际生产中要考虑各地区的平衡含水率。

3.木材的干缩和湿胀对木材利用的影响

湿材因干燥而缩减尺寸的现象称为木材干缩。干材因吸收水分而增加足寸与体积的现象，称为木材湿胀。木材的干缩与湿胀均发生于木材含水率在纤维饱和点以下时，木材细胞壁里的吸着水进行蒸发或吸收水分而使木材水分子收缩或膨胀；当木材含水率在纤维饱和点以上时，其尺寸、体积是不会发生变化的。

木材干缩湿胀的各向异性，木材的干缩和湿胀与树种，密度以及木材的方向均有较大关系。一般来说，凡结构致密、密度大的硬阔叶树材较结构疏松、密度小的针叶树材干缩和湿胀性大、同时，一块木材也有纵向、横向的区别，横向又有径向、弦向之分。根据实验证明，木材的纵向干缩率仅为0.1；径向干缩率为3～6；弦向干缩率为6～12。弦向胀缩最大，约为径向胀缩的两倍，这种各个方向胀缩不一致的现象是造成木材开裂、翘曲的主要原因，对木材利用有很大影响。木材具有干索性和湿胀性的原因是：木材在失水或者吸湿时，木材内所含水分向外蒸发，或干木材有空气中吸收水分，使细胞壁内非结晶区的相邻纤丝间、微纤丝间和微晶间水层变薄（或消失）而靠拢或变厚而伸展，从而导致细胞壁乃至整个木材尺寸和体积发生变化。

4.了解木材的导热、导电及传声性能。对鉴别木材的优劣起到很大的作用

木材的导热。木材是具有很多空气孔隙的多孔性材料，所以导能力很低，属于热的不良导体。木材的导热性用导热系数表示。木材的导热系数和密度、含水率有密切关系。由于木材的实体物质（细胞壁物质）和水的导热性都比空气高，所以木材的导热性随着密度或含水率的增加而增高，因此，一般地说，干木材的导热系数是比较小的，可在建筑中用做保温隔热材料，以及在民用品中用于炊具把柄等，尤其是密度小的木材，导热系数更小，几乎和石棉相似。

木材的导电性。木材的导电性是极小的，特别是绝干木材可视为绝缘体，所以木材为交通、电讯及其他工业上常用的绝缘材料。但是在一定的条件下，木材具有导电性能。

木材的传声性。木材的传声性是指木材传播声音的性能。由于木材是由细胞组成的，细胞中的空隙成为空气的跑道，空气可以传播声音，使声音从一个细胞传到另一个细胞，木材是声音传播的很好“跑道”。因此，可利用木材的传声性来鉴别木材的优劣。

5.结束语

通过上述，我们了解到了木材的物理性质，有木材的密度、含水率、纤维饱和点、干缩与膨胀、导电、导热与传声等，并且对各个性质进行了详细的分析，相信大家也有了一定的了解。在林业企业生产过程中，由于木材检验工作贯穿于整个生产过程，所以工作人员必须要对木材的物理性质熟悉掌握，了解其在木材检验工作中的作用，从而保证木材的生产质量，提高企业的经济效益。

【参考文献】

[1]齐向东，王桂荣，李永喜.实用木材检验技术[M].化学工业出版社，2008，（6）.