第十二章 温度与物态变化第二节 熔化与凝固-2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

第十二章 温度与物态变化 第二节 熔化与凝固 一、熔化：[固态→液态] 1、定义：物质从固态变为液态的过程称为熔化；（春天冰雪消融） 2、说明：物质初始状态是固态，末状态是液态 二、实验探究固体熔化时温度的变化规律 【提出问题】 1、 冰在什么情况下由固体变为液体？ 2、 冰在熔化过程中与其他固体（如石蜡）在熔化过程中的温度变化情况是否相同？ 【猜想与假设】 熔化过程可能相同也可能不同；熔化时温度可能不变也可能变化等； 【设计实验】 通过分别加热碎冰和石蜡，多次测量其加热过程中的温度，比较温度变化规律； ( 装置组成：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、试管、温度计、秒表 安装顺序：自下而上 实验方法 ：水浴加热法 水浴加热法 优点：能够使物质均匀受热，实验进度便于控制 石棉网作用：使烧杯受热均匀 酒精灯：酒精灯要用外焰加热 )实验装置如图所示： 【实验过程】 将碎冰和石蜡分别放入实验装置的试管内，温度计的玻璃泡放入固体中，用酒精灯加热，同时用秒表计时， 每隔相同时间记录碎冰和石蜡中的温度计温度，以及碎冰和石蜡的状态填入如下表格中； 熔化记录表格 时间t/min … 冰的温度t/℃ 冰的状态 石蜡的温度t/℃ 石蜡的状态 【数据处理】 在坐标纸上，分别以横坐标为时间，纵坐标为温度建立平面直角坐标系，将表格中的数据在坐标纸上描点，然后将这些点用平滑的曲线连接起来，作出冰和石蜡温度随时间变化的图像； ( 分析冰熔化过程特点： 吸收热量，温度逐渐升高， 由硬变软，最后变为液体 )【实验分析】 分析冰熔化过程特点： 时间段：0-2min 物质存在状态：固态 温度如何变化：吸收热量，温度逐渐升高 时间段：2-4min 物质存在状态:固液共存状态 温度如何变化：吸收热量，温度保持不变 时间段：4-5min 物质存在状态:液态 温度如何变化：吸收热量，温度逐渐升高 【实验结论】 冰在熔化过程中温度变化的规律： ； 石蜡在熔化过程中温度变化的规律： ； 【实验优化】 如果加热时间过长，要缩短加热时间，可以在烧杯上加盖、减少水量、提高水的初温（用热水替代冷水）等。 1、某小组在做“探究海波的熔化”实验时，实验装置如图甲所示。请完成下列问题： （1）安装实验装置应将装有海波的试管浸没在水中进行实验是为了让海波 ； （2）图甲温度计示数为 ℃；小组成员每隔相等时间记录下温度并绘制出温度随时间的变化图象如图乙所示，从图象中发现海波的熔化过程共用了 min； （3）若在第10min时将装有海波的试管从热水中取出置于空气中，则此时海波 （选填“会”或“不会”）继续熔化。 2、利用图甲的装置探究海波熔化时温度的变化规律。图乙中的ABCD和AEFG分别是根据实验数据绘制的海波温度随时间变化的图像。 （1）图甲中，将装有海波的试管放入水中加热是为了使海波 ； （2）实验中需要测量的物理量是时间和温度，并及时观察海波的 ； （3）分析图乙中的图像AEFG，在4∼5min时间内，试管内的海波处于 态； （4）分析图乙中的两个图像可以看出，海波熔化时尽管不断吸热，但温度 ； （5）图乙中的两个图像有所不同，可能的原因是海波的 不同。 三、熔点 由固体熔化实验可知，在一个标准大气压下，冰在0℃时会熔化，且在熔化过程中吸收热量，温度保持不变； 而石蜡却不同，在熔化过程中，吸收热量温度不断升高。在自然界中有些固体像冰一样，有些像石蜡一样； 晶体：有确定熔化温度的固体被称为晶体； 熔点：物理学中将晶体熔化时的温度叫做熔点 常见晶体：金属、钻石、冰、食盐、石墨等 微观粒子排列情况：分子间整齐规则排列 晶体性质：晶体在熔化过程中，温度达到熔点，要不断地吸热，但温度保持在熔点不变。 非晶体：没有确定熔化温度的固体被称为非晶体； 常见非晶体：石蜡、塑料、玻璃、松香、沥青等 微观粒子排列情况：分子间杂乱无章的排列 非晶体性质：非晶体没有熔点，非晶体在熔化过程中，要不断地吸热，且温度不断上升。 不同晶体熔点不同，在1个标准大气压下常见晶体的熔点如下表 晶体的熔点受气压变化、掺入杂质等因素的影响。 如：往装有冰块的烧杯中加入一些盐并搅拌，此时烧杯中冰的熔点会低于0℃。 北方冬日向积雪路面撒盐后能降低雪的熔点，到达快速融雪的目的。 1、如图甲是“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。 （1）把石棉网垫在烧杯下，并将试管放在水中加热，是为了使固体粉末受热 （填“均匀”或“不均匀”）。 （2）将温度计插入试管中时，温度计的玻璃泡要全部插入固体粉末中，不要碰到试管底或 。若某时刻温度计的示数如图乙所示，则此时温度计的读数为 ℃。 （3）下表是实验中记录的数据。根据表中数据可知，该物质的熔点是 ℃；该物质是 （填“晶体”或“非晶体”）。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 50 53 （4）能反映上述固体熔化时温度变化规律的是图丙中的 。 2、在研究“固体熔化时温度的变化规律”实验中，同学们选用不同物质进行实验。甲同学选择的实验物质是石蜡，实验装置如图（a）所示。 （1）除了图（a）中实验器材外，还需要的测量工具是 。 （2）实验时，要把石蜡块研磨成颗粒状，石蜡颗粒 （选填“大”或“小”）一些好。 （3）实验中，为了使温度计所测温度能够反映试管中所有石蜡颗粒的温度，应该进行下列哪个操作？ （将正确选项前的字母填写在横线上） A．用搅拌器不断搅拌烧杯中的水                    B．用温度计不断搅拌石蜡颗粒 C．用搅拌器不断搅拌石蜡颗粒                         D．用酒精灯直接加热试管 （4）甲同学进行了正确操作，当温度升到42℃开始计时，第2min发现试管中出现少许液体，第7min时石蜡已经全部变成液态。他根据实验数据画出的图像如图（b）所示。 ①根据图像可以得出的探究结论是：石蜡熔化时，温度 。 ②由图像可知，石蜡是 （选填“晶体”或“非晶体”）。 （5）乙同学是在家中做实验，他选择的实验物质是冰，从冰箱冷冻室取出碎冰装在试管中，发现还没有加热就有一部分冰熔化了，如图（c）所示。因此，他认为：冰熔化不需要吸收热量。请简要分析他的观点是否正确。 3、探究“物质熔化规律”，实验装置如图所示。 （1）实验器材在组装时要 （填“自下而上”或“自上而下”），除了图中所示的实验器材外，还需要的实验器材是 ； （2）实验中某时刻温度计示数如图，该物质此时的温度为 ℃； （3）根据图像可知甲、乙两种物质中， （填“甲”或“乙”）是晶体，该晶体的熔点是 ，所以该物质是 ；BC段乙物质处于 态，熔化经历了 min，乙物质在熔化时 热，温度 ；甲是 （填“晶体”或“非晶体”），熔化时 热，温度 。 4、小刚选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”，设计的实验装置如图甲所示； （1）将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热，而不是直接用酒精灯加热，目的是为了使试管内的物质 ； （2）将温度计正确插入海波中，温度计示数如图乙所示，正确读数是从 （A、B或C）视角去观察；以C视角去观察，与实际值相比温度计的示数 （偏大、偏小或不变）； （3）图丙是小丽绘制的海波的熔化图像，图中BC段表示海波的熔化过程，此过程中海波吸收热量，温度 （选填“升高”“降低”或“不变”）：加热到第11min时，物质的状态为 （选填“液态”、“固态”或“固液共存”）； （4）为了使海波均匀受热，还应该采取的一个关键措施是 ； （5）图丁是小刚绘制的蜂蜡的熔化图像，蜂蜡在熔化过程中温度 （选填“升高”“降低”或“不变”），该物质是 （选填“晶体”或“非晶体”）。 四、凝固：[液态→固态] 在标准大气压下，冰的熔点是0℃。当温度为0℃时，冰和水可以共存； 当温度高于0℃时，冰熔化成水；当温度低于0℃时，水凝固成冰； 凝固点：晶体形成的温度叫做晶体的凝固点； （1）晶体凝固必要条件：温度达到凝固点、不断放热。（重点） （2）凝固规律： 晶体在凝固过程中，要不断地放热，但温度保持在凝固点不变。 非晶体在凝固过程中，要不断地放热，且温度不断下降。 晶体凝固图像 非晶体凝固图像 （3）凝固过程放出热量在生活中的应用：北方冬季菜窖内放几桶水，防止菜被冻坏等； 1、冰，在我们的生活中随处可见，它有多种用途。如： （1）夏天，如果我们要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上几个冰块，而不是直接加冷水。一方面是因为冰块的温度更低，另一方面是因为冰块熔化成水的过程中 ，从而使饮料的温度下降得更多。 （2）请再举出一个冰的应用实例 。 2、我国自“天宫课堂"推出以来，已成功举行了三次太空授课，取得了良好的社会反响。如图所示，在《太空“冰雪”实验》中，用沾了结晶核的毛根触碰过饱和乙酸钠溶液形成的液体球，液体球迅速 （填物态变化名称）成“冰球”。用手摸上去，“冰球” 竟然是热乎乎的，这是因为此过程中会 热量。空间站中的宇航员在飞船内不用借助电子通讯设备就可以直接对话，那么在飞船外工作时 （选填“能”或“不能”）直接对话。 3、小明看新闻看到一则消息：北方一行人被楼顶檐上的冰溜子砸成重伤，小明分析了冰溜子形成的原因。原来是雪后楼顶上集聚一层雪，白天在太阳照射下，一部分雪 （填一物态变化名称）成水，水从楼顶檐流下时又遇冷 （填一物态变化名称）成冰溜子。请举出一个生活当中利用此物态变化放热的例子： 4、夏天在农贸市场卖海鲜产品的摊位上，经常看到摊主将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜，这主要是因为冰在 （填物态变化名称）过程中要 （填“吸收”或“放出”）热量。 5、用质量相等的0℃的水和0℃的冰来冷却物体， 的冷却效果较好，因为它在 过程中要 热量且温度 。 6、严寒的北方，人们用地窖贮藏过冬的蔬菜，在地窖里放盛水的缸，目的是 ，道理是： ；   7、夏天吃冰棒可以消暑，原因是冰棒在嘴里会 （填物态变化的名称及热量变化），从而会降低人体温度。 8、有一种聚乙烯材料可以在15℃～40℃范围内熔化和凝固，则这种材料属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。把它掺在水泥里，制作储热地板和墙壁，可以起到调节室温的作用，这是因为它在室温高时 吸热，室温低 时 放热。（两空均填写物态变化名称） 9、中国的航母舰载机用到了先进的3D打印技术，可以打印钛合金机身骨架及高强度钢起落架等。3D打印的技术之一是在高能激光的作用下，钛合金粉末 （填“吸收/放出”）热量， （填物态变化）成液态，然后按构件形状重新 （填物态变化）成型。 10、图是北方冬季湖水温度分布示意图。根据图象及水的性质，下列描述正确的是（　　） A．图中A处水的温度为10℃ B．图中，从A到E，湖水的温度逐渐降低 C．水在4℃时的密度最大 D．湖水结冰时要吸收热量 11、俗话说“下雪不冷、化雪冷”请你解释其中的道理。 ( 6 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$