2.探究熔化和凝固过程中温度的变化规律（大单元教学课件）物理人教版2024八年级上册

2. 探究熔化和凝固过程中温度的变化规律 第三单元 物态变化 主讲：XXX 1.学生能够明确物质存在的三种基本状态——固态、液态和气态，以及它们之间的转化过程（熔化与凝固）。 2.理解熔化是物质从固态转变为液态的过程，需要吸收热量；凝固则是物质从液态转变为固态的过程，需要放出热量。 3.通过分析不同物质（如晶体与非晶体）在熔化和凝固过程中的温度变化规律，学生能够进行逻辑推理，理解其背后的物理原理。 4.学生能够利用熔化曲线和凝固曲线等物理模型，解释物质在熔化和凝固过程中的温度变化现象。 5.对于实验数据或现象，学生能够提出质疑并进行合理的分析，培养批判性思维能力。 6.在实验过程中，学生能够保持严谨的科学态度，尊重实验事实和数据，不随意篡改或编造实验结果。 引 入 大家有没有注意过，热天从冰箱里拿出的冰块，过一会儿就变成了水？再过一段时间，水又不见了，变成了水蒸气。这个过程中，冰块的状态发生了什么变化？温度又是如何变化的？ 一、物态变化 1.物质的三种状态 （1）固态： 和 固定，如钢铁、木头等。 （2）液态： 固定， 不固定，如水、酒精、汽油等。 （3）气态： 和 都不固定，如氢气、氧气等。 2.物态变化：物质各种状态之间的相互转化叫 。 形状 体积 体积 形状 形状 体积 物态变化 一、物态变化 3.常见的物态变化 （1）熔化：物体由 变为 的过程； （2）凝固：物体由 变为 的过程； （3）汽化：物体由 变为 的过程； （4）液化：物体由 变为 的过程； （5）升华：物体由 直接变为 的过程； （6）凝华：物体由 直接变为 的过程。 固态 液态 液态 固态 液态 气态 气态 液态 固态 气态 气态 固态 一、物态变化 4.物态变化的辨析： （1）物态变化只是物质的 发生变化，物质的 没有发生变化。 （2）物体只是形状发生改变 物态变化。 （3）物态变化通常与物体的 有关。 状态 种类 不是 温度 典例精析 典例1、（2024·四川成都·模拟预测）读出图中此时温度计的示数为 ℃；水在自然界以不同形态存在。雨、露、雾、霜、水蒸气、“白气”都是水的“化身”，其中属于固态的是 。 典例2、（22-23八年级上·陕西西安·期中）将下列物质按状态分类：糖、酱油、橡皮、氧气、酒精、铅球。 （1）属于固态的有 ； （2）属于液态的有 ；（3）属于气态的有 。 【解析】[1]由图可知，此温度计示数由下往上越来越大，说明示数代表零上，60℃到70℃之间有十个小格，分度值为1℃，示数为64℃。 [2]雨、露、雾、“白气”都是液态的水，水蒸气是水的气态形式，霜是固态的。 64 霜 糖、橡皮、铅球 酱油、酒精 氧气 典例精析 典例3、（2024·江西·中考真题）下图是某物质的三种状态的分子微观模型。甲图中的物质状态变成乙图中的物质状态的过程叫做（　） A．凝固 B．熔化 C．液化 D．汽化 【解析】分析这三个图可见：甲图分子排列十分紧密，是固体分子的排列模型；乙图分子排列没有固定的位置，比较松散，是液体分子的排列模型；丙图分子排列分子极度散乱，间距很大，是气体分子的排列模型；物质由甲图直接变成乙图的过程是由固态变成液态的过程，是熔化现象，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 B 知识点二、实验 探究固体熔化时温度的变化规律 【实验原理和方法】 （1）通过 海波、石蜡，每隔一段时间观察 ，记录一次物质的 ，分析比较物质状态发生变化时， 的规律。 （2）通过 ，作出 ，寻找物质状态发生变化的普遍规律。 （3）水浴法加热：在探究固体熔化时温度的变化规律实验中，利用 给加装入试管中的海波和石蜡加热，这种方法叫水浴法。优点：可以使物质 ，还可以控制物质温度 。 缓慢加热 物质状态的变化 温度 温度随时间变化 描点连线 熔化图像 热水 受热均匀 上升的速度 知识点二、实验 探究固体熔化时温度的变化规律 【提出问题】 。 【猜想与假设】 。 【设计实验】利用如图所示的实验装置， 给不同物质加热，每隔一段时间记录一次物 质温度，直到物质完全熔化。 不同物质在熔化过程中温度如何变化 有的物质在熔化过程中温度不变，有的物质在熔化过程中温度升高 知识点二、实验 探究固体熔化时温度的变化规律 【进行实验】 1.自下而上安装实验装置。 2.用酒精灯外焰对烧杯缓慢加热，观察海波和石蜡 的变化情况，以及温度计示数的变化。 3.待海波和石蜡的温度升至40℃、每隔1min，观察 并记录一次物质状态的变化及温度计的示数，直至海波和石 蜡完全熔化后再记录3～4次。 【收集数据】 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 海波的温度/℃ 石蜡的温度/℃ 知识点二、实验 探究固体熔化时温度的变化规律 【进行实验】 4.熄灭酒精灯，观察海波和石蜡状态的变化情况， 以及温度计示数的变化，每隔1min，记录一次物质状态的 变化及温度计的示数，直至海波和石蜡完全凝固后再记录 3～4次。 【收集数据】 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 海波的温度/℃ 石蜡的温度/℃ 知识点二、实验 探究固体熔化时温度的变化规律 【分析与论证】 1.用方格纸上的纵轴表示温度,横轴表示时间，根据表格中各个时刻对应的温度在方格纸上描点,然后将这些点用平滑的曲线连接，便得到海波和石蜡熔化时温度随时间变化的图象，结合实验现象进行分析。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 海波的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 50 52 54 56 石蜡的温度/℃ 40 41 43 45 46 48 50 52 54 56 58 60 知识点二、实验 探究固体熔化时温度的变化规律 【分析与论证】 2.用方格纸上的纵轴表示温度,横轴表示时间，根据表格中各个时刻对应的温度在方格纸上描点,然后将这些点用平滑的曲线连接，便得到海波和石蜡凝固时温度随时间变化的图象，结合实验现象进行分析。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 海波的温度/℃ 56 54 52 50 48 48 48 48 46 44 42 40 石蜡的温度/℃ 60 58 56 54 52 50 48 46 45 43 41 40 知识点二、实验 探究固体熔化时温度的变化规律 【分析与论证】 3.现象对比 海波 石蜡 (1)AB段:海波为 态,受热温度上升;(2)BC段:海波为 态,受热但温度保持48℃不变;(3)CD段:海波为 态,受热温度上升；（4）EF段：海波为 态,受热温度下降；（5）FG段：海波为 态,受热但温度保持48℃不变;（6）海波为 态,受热温度上升 实验中可见：（1）石蜡先变软,后变稀,最后 为液体。整个过程石蜡温度一直上升， 没有 ；（2）石蜡先变稠,逐渐 为固体。整个过程石蜡温度一直下降， 没有 。 固 固液共存 液 液 固液共存 固 熔化 固定的凝固温度 固定的熔化温度 凝固 知识点二、实验 探究固体熔化时温度的变化规律 【实验结论】 不同的物质在熔化过程中温度变化的规律 : 1.有的物质(如海波),在熔化过程中虽然继续对它加热,但 保持不变; 2.有的物质(如石蜡),在熔化过程中先变软,后变稀,最后 为液体,且继续加热，温度 。 不同物质在凝固过程中的温度变化规律： 1.有的物质(如海波),在凝固过程中持续放热,但 保持不变; 2.有的物质(如石蜡),在凝固过程中先变稠,逐渐 为固体,且继续放热，温度 。 不同 温度 凝固 熔化 一直降低 一直升高 温度 典例精析 典例4、（2024·甘肃武威·三模）小明利用温度计和计时器等实验器材，探究盐水凝固时温度随时间的变化规律，根据实验数据绘制了如图所示的温度与时间关系图像，盐水 在第15min处于 ，在凝固过程中， 物质的温度 ，需要 。 【解析】[1]由图可知，第15min盐水处于凝固过程，物质状态为固液共存。 [2][3]根据晶体的凝固特点可知，持续放热，温度不变，因此在凝固过程中，物质的温度不变。 固液共存 不变 放热 典例精析 典例5、（2024·江苏扬州·二模）在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中，小明所在小组突发奇想在烧杯和试管中都放入适量的碎冰，并各放了一支温度计，组成如图甲所 示的实验装置，完成下面的探究实验。 (1)点燃酒精灯给烧杯加热，一段时间后温度计A的示数如图甲所示，此时温度计的示数为 ； 【解析】（1）由图可知，温度在0℃以下，分度值为1℃，故示数为-2℃。 -2℃ 典例精析 典例5、（2024·江苏扬州·二模）在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中，小明所在小组突发奇想在烧杯和试管中都放入适量的碎冰，并各放了一支温度计，组成如图甲所 示的实验装置，完成下面的探究实验。 (2)实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙，通过分析图像可知 （选填“实”或“虚”）线是试管内碎冰的温度随时间变化的图像； 【解析】（2）实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图象如图乙所示，烧杯中的冰先熔化，通过分析图象可知，虚线是试管内碎冰温度随时间变化的图象。 虚 典例精析 典例5、（2024·江苏扬州·二模）在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中，小明所在小组突发奇想在烧杯和试管中都放入适量的碎冰，并各放了一支温度计，组成如图甲所 示的实验装置，完成下面的探究实验。 (3)第7min时烧杯内的碎冰处于 态；（选填“固”、“液”或“固液共存”）； 【解析】（3）由图乙可知虚线是试管内碎冰温度随时间变化的图象，实线就是烧杯内的温度计变化图线，第4min烧杯中的碎冰开始熔化，第10min冰完全熔化，晶体熔化过程中，处于固液共存态，第7min时烧杯内的碎冰处于熔化状态，固液共存态，此时温度为0℃，没有温度差无法继续吸热，试管内的碎冰不能熔化。 固液共存 典例精析 典例5、（2024·江苏扬州·二模）在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中，小明所在小组突发奇想在烧杯和试管中都放入适量的碎冰，并各放了一支温度计，组成如图甲所 示的实验装置，完成下面的探究实验。 (4)分析图像可知试管内的碎冰的熔化过程共经历了 min。 【解析】（4）图乙中实线为烧杯的温度变化，当烧杯温度大于0℃时，试管内的碎冰才能吸热融化，次过程从第10min至第14min，共经历了4min。 4 典例精析 典例6、（2023·湖北武汉·中考真题）某实验小组用两套如图甲所示的实验装置分别研究海波和石蜡的熔化过程。 （1）如图乙所示，温度计显示的是石蜡在 某时刻的温度，它的示数是 。 （2）海波熔化过程中不断 （填“放出”或“吸收”）热量，温度 （填“升高”“不变”或“降低”）。 【解析】（1）[1]温度计的分度值为1℃，因此此时读数为36℃。 （2）[2][3]海波是晶体，根据晶体熔化特点，晶体在熔化过程中吸热，温度保持不变。 36℃ 吸热 不变 典例精析 典例6、（2023·湖北武汉·中考真题）某实验小组用两套如图甲所示的实验装置分别研究海波和石蜡的熔化过程。 （3）两支试管中分别盛有海波和石蜡，当两者全部 熔化后，该实验小组继续研究海波和石蜡的凝固过程。将两支试管从烧杯中取出，静置于空气中自然冷却，每隔2 min同时记录一次温度，根据记录数据在同一个图像中画出它们的温度随时间变化的曲线，如图丙所示。下列说法正确的是 （填标号）。 A．石蜡的凝固点为48℃ B．实验室内环境温度为20℃ C．0~15 min内的任一时刻，石蜡和海波的温度都不可能相同 【解析】（3）[4]由图可知，室内温度为20℃，海波和石蜡温度组件下降；5min的时候海波和石蜡温度同为48℃，由于石蜡是非晶体，没有固定熔点。故选B。 B 课堂反馈 1．（23-24九年级上·河南驻马店·阶段练习）如图示意图形象的反映了物质气、液、固三态分子排列的特点，下列说法正确的是（　　） A．丙是气态 B．乙是气态 C．甲是气态 D．甲是固态 2．（2024·贵州黔东南·一模）早在公元前1650年，我国劳动人民就掌 握了青铜器铸造技术。如图所示，是用石杓舀出液态铜倒入陶范中冷却 成固态的情境，这一过程所涉及的物态变化是 。 3．（2024·河南周口·模拟预测）开封打铁花被誉为黄河流域十大民间艺术之首。打铁花表演时，在一处空旷场地搭出花棚，棚上密布新鲜柳枝，上面绑满烟花鞭炮等，表演者轮番用花棒将高温的铁汁击打到棚上，形成十几米高的铁花。其中使用的铁汁（铁汁里含有固体小铁块）的温度 （选填“低于”“等于”或“高于”）铁的熔点；耀眼的铁花在空气中 （填物态变化名称）成铁块（固体），这个过程要 （选填“吸收”或“放出”）热量。 A 凝固 等于 凝固 放出 课堂反馈 4．（23-24八年级下·广东广州·开学考试）小阳同学用如图所示的装置做“研究海波熔化温度的特点”的实验。 (1)该装置更合理的组装顺序应该是______（选填“A”或“B”）； A．自上而下 B．自下而上 (2)小明将图组装好之后，用火柴点燃酒精灯，发现少了一样 器材，你认为他缺少器材是 ； (3)他用温度计测量海波在加热过程中的温度时，主要步骤有： A．将温度计的玻璃泡与海波充分接触，不要碰到容器底或容器壁 B．了解海波熔化时的温度，选择一支合适的温度计 C． 温度计玻璃泡仍和海波接触，读取温度 D．观察温度计的量程和分度值 上述步骤合理的顺序依次是 ；（只填写序号） B 秒表 BDAC 课堂反馈 4．（23-24八年级下·广东广州·开学考试）小阳同学用如图所示的装置做“研究海波熔化温度的特点”的实验。 (4)小阳组根据实验数据描绘如图是海波温度随时间变化的 图像，当t=10min时海波处于 状态，海波熔化过 程持续了 min； (5)另一组的同学用同样的装置每隔5min记录一次数据，却发现海波从固态变为液态，温度一直在升高，请你帮助他们分析最有可能的原因是 。 液态 4 记录间隔太长，海波已经熔化结束 课堂反馈 5．（23-24七年级下·内蒙古巴彦淖尔·期末）在探究“固体的熔化特点”的实验中，将质量相等的A、B两种固体物质分别放入两支相同的试管中，再将两支试管同时放入装有水的大烧杯中加热，如图甲所示。图乙为根据实验数据绘制出的A、B两种物质的温度随时间变化的图像。 （1）组装器材时，某时刻温度计的示数如图甲所示，温度为 ℃； （2）分析乙中的图像可知，一定属于晶体的是 （A/B）物质；晶体熔化时的特点是吸收热量，温度 ； （3）若要在第4min时使物质A、B的温度相同，可以适当 （增加/减少）A物质的质量。 B -2 不变 减少 课堂小结 作业 1.P69练习与应用第2-3题。 2.完成分层练习。 $$