巧用中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗的研究

王凱風

摘 要：隨著中性筆在社會中發揮影響越來越大，其在人們生活和學習中，發揮作用也越來越大。為了實現中性筆最大發展目標，提高中性筆實際應用性，需要增加對中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗的研究和關注度。自中性筆出現以來，以其自身應用優勢，在書寫舞臺上，發揮著積極影響。中性筆和鋼筆相比較，利于攜帶和運用，不會出現漏水現象，相對來說較為簡潔和靈活，在書寫時，可以最快的速度書寫，筆芯更換方便，了解其內容的同時為后續相關工作提供一定的經驗參考。

關鍵詞：巧用中性筆；筆芯改進；吸熱與放熱；反應實驗；分析和研究

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0223-02

中性筆在1988年誕生，其最早出現在日本，整合鋼筆和圓珠筆的優勢。應用靈活，手感好，舒適度高，在應用時粘度小，具有利于潤滑的元素，在當下深受高中生喜愛，是高中生應用最為普遍的書寫用具。中性筆結合鋼筆優勢和圓珠筆優勢，涵蓋眾多有機溶劑，粘合度和稠密度低于油性筆筆墨，稠密度高于水性筆。由此可見，中性筆實際應用性較好，為了增加中性筆功能，完善存在弊端，需要對中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗，提高高中生對中性筆實驗知識了解。

1 中性筆改進背景和原因

其一，中性筆改進背景。中性筆是建立在不同介質基礎上，結合水性和油性整合應用。中性筆最初出現在日本，是世界范圍內較為流行的書寫工具[1]。在閱讀相關書籍和資料，請教相關學者之后，了解到中性筆于1988年正式宣告誕生，整合鋼筆和圓珠筆的優勢。隨著中性筆應用性不斷提高，中性筆廠家發生變化，生產廠家不斷增加，在日常中性筆應用中，也改變和單一應用形勢。

其二，中性筆改進原因。中性筆在當下社會發揮影響較大，是高中生應用頻率最多的書寫用具，深受高中生的喜愛和追捧。站在大范圍來說，中性筆在社會不同領域，在不同企業，在不同機構應用較為常見。其和以往書寫工具類型不同，具有自身應用優勢，這也是中性筆越來越深受關注和重視的原因。為了實現中性筆最大應用目標，提高中性筆性能不可忽視，對筆芯開展吸熱和放熱實驗，根據現有資料，吸熱會造成中性筆筆芯溫度升高，書寫用墨增加；放熱則會導致筆芯溫度降低，書寫的難度增加，本文結合實驗對其進行分析，作為后續工作的依據。

2 中性筆優勢和方法闡述

中性筆具有自身優勢，其具有圓珠筆優勢，繼承自來水筆的優勢，在書寫期間，應用靈活，手感好，舒適度高，在應用時粘度小，具有利于潤滑的元素[2]。中性筆芯蕊液體，和圓珠筆與鋼筆都不同，液體為有機性質的溶劑，因此才被叫做中性筆。在內部涵蓋眾多有機溶劑，粘合度和稠密度，低于油性筆筆墨，稠密度高于水性筆。在開展書寫作業時，墨水在筆尖運作后，就會由半固態形式，運作為液態類型墨水。中性筆在書寫時，最大應用優勢，是在書寫時每一滴墨水，全部在筆尖上聚集，發揮性低，不會出現漏水現象。利用中性筆，開展書寫作業時，可以感受到，類似絲滑般感受和體驗，墨水運作流暢和穩定。

中性筆的制作方法包括筆桿、筆套塑料形式制作方法以及其他部位的不銹鋼類型磨制方法。中性筆筆頭，可以劃分為針管形勢和炮彈形式兩種不同類型。筆頭主要是利用銅合金和不銹鋼材料制作，利用工程材料制作。中性筆珠球輸給結合，主要構成材料包括：不銹鋼材料，氧化鋁材料，硬質合金材料等等。中性筆的中字類型珠設置直徑大小，設置為0.69毫米，細筆直徑設置為1.49毫米。中性筆儲水方法涵蓋兩種不同形式，纖維型設計和微纖維類型儲水方法，應用頻率多的墨水有藍色墨水、黑色墨水、紅色墨水和綠色墨水等。

3 中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗

中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗是高中生在學習期間，主要實驗之一，是書本教材中主要知識點。因此，需要做好這一實驗，樹立科學目標，選擇具有實際應用性設備，設計實驗整體布局，建立在實驗標準基礎上，利用科學操作行為和理念。開展改進實驗，發揮高中生自身能力，結合書本知識，開展實驗設計和實驗研究。

3.1 樹立科學目標，設計實驗裝置

為了實現中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗研究最大目標，在實際實驗前期，首先，樹立科學實驗研究目標和改進目標。結合書本和教材中給出信息，結合以往研究經驗，全面設計和開展實驗，明確不同研究和改造工序，建立在目標基礎上，有序開展改進實驗。其次，做好裝置、設備的準備和設計工作。在設備、裝置和準備設計時，需要注意以下幾點[3]。

其一：中性筆筆芯是實驗研究對象，作為實驗的基本材料，應選擇我們平常使用的中性筆筆芯。保證中性筆筆芯的自身性質良好，能夠正常進行書寫，避免因筆芯的自身問題對實驗結果造成影響。除此之外還要做好儀器裝置選擇。儀器裝置的選擇包括廣口瓶設備、橡膠塞選擇、選擇中等大小試管、橡膠塞、隔水夾等等。

其二：對實驗裝置設計利用全新形式開展，實現創新設計目標。具體而言，是指設計只采用原理作為指導，不生搬硬套，結合現實情況，選用合適的材料、方法。例如在固有實驗中所用中性筆筆芯直徑為1.49毫米，而實驗中無法尋得對應筆芯，即采用普通筆芯進行試驗。

其三：明確實驗具體步驟。把實驗需要的裝置和設備構建和組合，在組合和構建完畢后，把不同設備和裝置進行固定處理。中性筆是我們在學習生活中重要的書寫工具，只有合理設計實驗方法，對實驗過程進行有效控制，才能保證實驗結論的準確性，并以此為基礎對中性筆筆芯作出改進，提高其書寫性能。

其四：在固定和處理完畢后，把隔水夾子打開，在U型管中，放入中性筆筆芯墨水，好放置后，及時關閉隔水夾子。在關閉后，向U型管中，放入紅墨水，需要注意的是，在墨水輸入后，先使一側高度高于另一測。中性筆墨水裝入完畢后，液面不再波動后，如果墨水高度一致，則說明器具密閉性良好，可以進行下一步實驗。endprint

其五：把反應物運作到試管中，在出現反應時，由于其反應形式主要以放熱形式和吸熱形式為主，也會導致瓶中氣體溫度出現變化，包括上升和下降。氣體在不同溫度條件下，出現變化，氣體體積膨脹和縮小。在U型管中，右側位置液面出現上升和下降現象[4]。

3.2 細心觀察和總結，保證改造實驗的有序性

在實驗設備和裝置準備完畢后，在實際實驗環節，由于高中生知識有限，實驗經驗優先。因此，在實驗過程中，需要細心觀察和分析，觀察在不同環境下，中性筆發生化學反應，及時記錄，利于為后續實驗奠定堅實基礎。站在高中生角度來說，在中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗環節，利用顯微鏡觀察操作存在復雜性，理論性強的問題，以高中生的知識儲備不容易理解，因此要注意記錄和后續請教[5]。

實驗中，常見放熱反應主要為化合反應（不包括、CO+ O2=O2）。常見吸熱反應包括化解反應（不包括CO2=CO+O2）、電離、水解、銨鹽和放氮氣反應。在實驗期間，需注意關注好中性筆筆芯不同實驗現象。如圖1所示，是中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗反應展示圖。

吸熱放熱能量出現變化，是判斷放熱和吸熱反應的主要依據，在實驗期間，需依據反應熱效應對反應熱的情況進行判斷。出現反應熱現象主要原因是由于，中心筆芯反應物產生全部能量，大于生成物能量。但是需要注意的是，在化學實驗中，能量的變化主要是通過吸熱和放熱來實現，過程的長短不一能量的變化也有區別，分析生成物的特點和能量變化的時長，是判斷能量變化類型的核心依據。熱反應在任何條件下均可以出現，在初期漸熱期間，可能出現吸熱現象，出現放熱反應。中性筆芯熱量反應與加熱行為聯系密切，在實驗期間，控制好預熱溫度。

結合圖形分析我們可以看出，在實驗期間，吸熱和放熱反應物質、總量的變化形式，其在不斷變化。但是生成物質數量，一直呈現一種狀態。在I處，火化分子能量達到頂峰，在II位置處，反應物總量達到頂峰。其實在放熱和吸實驗研究中，高中生不僅了解到物質反應和生成物變化規律，我們也了解到，不同物質放熱能力較為不同。我們在實驗中，得到中性筆筆芯在不同溫度條件下的能量變化情況，并根據實驗進一步得出結論，溫度較高的情況下，筆芯書寫能力較好，反之能較弱。在實際實驗中，為了增加對實驗了解，高中生可以結合實驗情況，建設一個實驗現象反應圖，直觀了解吸熱與放熱反應現象。

例如：對高中生中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗調查和分析，69%高中生認為在顯微鏡下開展實驗作業時，困難大，實驗會出現行為失誤和數據失誤等等。這就要求，高中生在實際實驗環節，做好基礎實驗工作，細致觀察顯微鏡下中性筆芯發生反應。其次，為了增加實驗有效性，在實驗環節，可以結合不同學科知識，在整合不同學科知識和理論后，理解實驗現象。不僅可以提高學生對實驗掌握，也潛移默化提高高中生不同學科學習能力，培養學生自主解決問題能力，使得學生養成樂于思考和高于創新的良好品質[6]。

3.3 增加互動和交流，解決實驗問題

在中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗過程中，因為實驗涉及到不同設備和裝置，存在較多化學反應和物理現象。我們學生對不同設備和裝置觀察時，對不同化學反應觀察時，對不同實驗環節和細節觀察時，存在一定難度。面對這一特點，我們學生需要及時和教師進行交流，在發現不懂問題和不會操作環節，向教師請教。在得到教師指導后，修改自身行為錯誤，利用科學化方法和行為開展實際實驗操作工作，分析不同實驗現象及時做好記錄。在中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗環節，高中生也可以和同學一起完成實驗，發現不懂的問題和同學之間探討和交流，在發現行為操作失誤，儀器實驗同學及時給出修正方法[7]。

4 結語

為了實現中性筆筆芯改進吸熱與放熱反應實驗最大目標，在實際改造實驗期間，選擇滿足實驗要求設備和器具，全面貫徹實驗標準，有序和科學開展。設計實驗裝置，明確實驗裝置位置，細心觀察和總結實驗現象，結合不同學科知識理解實驗現象。需要注意的是，在實驗裝置設計環節，需要合理化設計U型管，在一端利用乳膠管關聯，在另一端利用隔水夾關聯，在墨水輸入后，確保一邊高度高于另一邊高度，中性筆墨水裝入完畢后，處于靜止狀態放置，提高實驗效率和質量。

參考文獻

[1]胡卓林.中性墨水觸變體系建立及觸變性對中性筆書寫性能影響的研究[D].太原理工大學，2010：1-80.

[2]郝瑞光.分散劑選擇對中性墨水穩定性與書寫性能影響的研究[D].太原理工大學，2010：1-71.

[3]裴敏俊.無意識助人目標追求、情緒對道德判斷的影響[D].福建師范大學，2015：1-88.

[4]李月月.顏料型中性墨水的配方優化研究[D].太原理工大學，2014：1-70.

[5]馮博洪.中性墨水流變性及穩定性影響因素研究[D].太原理工大學，2012：1-75.

[6]趙鵬程.應用現代儀器分析技術鑒定字跡形成時間的研究[D].東北師范大學，2009：1-92.

[7]陳娟.知名商品外觀設計的多重保護問題研究[D].西南政法大學，2014：1-31.endprint