本次實驗旨在探討將樣品直接放置于液氮罐內的可行性及其對樣品性質的影響。液氮的極低溫度能夠顯著降低樣品溫度，從而影響其物理和化學特性。以下為實驗過程及結果記錄：
實驗日期：2024年7月1日
實驗目的：
評估將樣品直接置于液氮罐內的冷凍效果及其對樣品性質的影響。
實驗材料及儀器：
- 樣品：銅片(尺寸：10mm x 10mm x 1mm)
- 冷凍介質：液氮(溫度約-196°C)
- 實驗儀器：液氮罐，數字溫度計，顯微鏡，電子天平
實驗步驟：
1. 準備工作
- 將液氮罐充分裝滿液氮，使其液位充足。
- 使用安全手套和護目鏡，確保操作安全。
2. 樣品處理
- 將銅片取出室溫下穩定1小時，以確保其溫度穩定。
- 使用電子天平精確測量銅片的質量(m = 5.67g)。
3. 樣品冷凍
- 將銅片迅速放入液氮罐中，確保樣品完全浸沒在液氮中。
- 記錄銅片置于液氮中的時間和環境溫度(T = -196°C)。
4. 冷凍過程
- 在液氮中冷凍銅片的持續時間為10分鐘。
- 定期觀察銅片表面的冰晶形成情況。
5. 取樣與分析
- 將冷凍后的銅片取出，迅速轉移到室溫環境。
- 使用顯微鏡檢查銅片表面的結晶結構和表面形貌變化。
實驗結果分析：
在將銅片置于液氮中冷凍10分鐘后，觀察到銅片表面形成了微小的冰晶。這些冰晶結構顯示出明顯的鋒利邊緣，表明銅片在極低溫度下迅速冷凍的效果顯著。此外，經電子天平稱量后，銅片的質量未見明顯變化，表明液氮冷凍過程中未發生顯著的物質損失或揮發。
實驗結論：
將樣品直接放置于液氮罐內進行冷凍處理，對于銅片這類材料來說，可以有效地實現快速冷凍的效果，同時保持其物質的相對穩定性。液氮的極低溫度能夠有效減緩樣品的分子運動速率，從而在實驗過程中起到關鍵作用。然而，在實際應用中仍需注意操作安全和冷凍時間的控制，以免造成不必要的損壞或變化。
通過本次實驗，進一步驗證了液氮在科學研究和工業生產中的重要性和實用性，為后續相關研究提供了有益的參考和基礎數據支持。
