3.2 熔化和凝固 课件 2024-2025学年人教版物理八年级上册

熔化和凝固 第三章 第2节 露珠 雨水 寒霜 生活中的物质形态 大雪 今天主要从物质形态的角度来进行研究 生活中的物质形态 自然界的物质通常有几种状态？ 关于物态变化，你了解多少？ 常见的物质形态 物态变化 物态变化 常见的物质形态 物质从一种状态变成另一种状态 物态变化 固态 液态 气态 熔化 凝固 笔记P53 同学们说的很好。自然界中最为常见的物质状态有三种：固态、液态和气态。我们以水的三态来举例，天热时，从冰柜中拿出的冰（固态），一会儿就变成了水（液态），再过一段时间水干了，变成看不见的水蒸气（气态），跑的无影无踪。随着温度改变，物质从一种状态变成另一种状态，就称为物态变化。这节课我们主要学习物质在固态和液态之间的相互转化，即：熔化和凝固。 熔化和凝固 蜡烛燃烧熔化 冰雪熔化 冰激凌熔化 熔化：物质从固态变成液态 凝固：物质从液态变成固态 河水结冰 岩浆变成火山岩 铁水冷却后成铁锅 想一想 什么情况下，物质会熔化和凝固呢？不同物质熔化和凝固的规律一样吗？ 你能举出熔化和凝固的例子吗？ 熔化和凝固 想想议议 在什么情况下，物质会熔化和凝固呢？ 不同的物质熔化和凝固的规律相同吗？ 【实验探究】固体熔化时温度的变化规律 现在我把大家的想法汇总一下。先以熔化为例：同学们结合生活经验做出了猜想：将冰块握在温暖的手里，冰块从手中吸热，一会儿就开始熔化了。将巧克力握在温暖的手里，巧克力一会也变软变稀了。可见，对固体物质加热，固体会熔化，同时温度升高。但是，也有同学提出，冰和巧克力熔化时，巧克力受热先变软后再变稀，但冰熔化成水，没有变软的过程。所以，它们在熔化过程中，其状态随温度变化的规律可能不一样”。 （巧克力会变软--这是建立感知的关键） 设计实验 选用什么物质作为被熔化的材料好呢？ 选择比较容易熔化的，且在熔化过程中不会产生有毒有害物质的。我们选用海波和石蜡这两种物质来做固体的熔化实验。 海波（硫代硫酸钠），又名大苏打，无色透明固体。 石蜡，从矿物油中提炼，常用于包装及保鲜。 熔化和凝固 实验仪器 需要哪些器材？如何给海波加热？ 探究实验 探究海波熔化过程温度的变化规律 实验过程 操作中要注意什么？观察什么？记录什么？ 数据&结果 结论是什么？ 实验目的 因为要探究海波熔化时温度随时间的变化，首先需要温度计和秒表。 因为要探究海波熔化时温度随时间的变化，首先需要温度计和秒表。接着考虑如何对海波加热。海波是固体，如果采用酒精灯直接加热会存在受热不均匀的问题。所以在这个实验中我们采用“水浴法“对固体物质进行加热。 （正确地使用温度计） 如图所示，将海波放入试管中，温度计插入海波中，注意温度计的玻璃泡要全部浸入海波中，并且不触底不触壁。试管放在盛水的烧杯中，用酒精灯对烧杯和水进行加热，水再对试管和海波进行加热，这样海波上下受热会更均匀，而且水浴法加热时间比较长，方便我们观察和记录。 然后，按照如图所示装置，从下往上依次组装，调节好后，就可以开始实验。 熔化和凝固 探究实验 探究海波熔化过程温度的变化规律 海波在常温下是固体，加热后才开始熔化；冰只能在零度下，需要在低温环境下做实验，不方便。 为什么选择海波，而不选择冰？ 试管 石棉网 酒精灯 温度计 烧杯 铁架台 海波：学名硫代硫酸钠，又名大苏打。是一种常见的硫代硫酸盐，可以用来去除水中的氯气也可以用来治疗皮肤病。 数据记录表格 熔化和凝固 探究实验 探究海波熔化过程温度的变化规律 温度计 试管 烧杯 酒精灯 石棉网 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ...... 温度t/℃ 海波状态 水浴加热 熔化和凝固 探究实验 探究海波熔化过程温度的变化规律 这就是基本的实验操作规划了，我们按照这样的规划来行动。看看完整的实验过程应当是什么样的。 我们从海波温度到达40摄氏度时开始计时，每分钟记录一次温度值。可以看到，随着加热时间增长,海波的温度逐渐升高，此时海波为固态。继续加热，到达48摄氏度后海波已经有一部分熔化成了液态，一部分仍为固态，我们把这种状态称为固液混合或固液共存态。持续加热，同学们可以看到，试管中的固态海波不断减少，液态海波不断增加，但温度一直保持48℃不变，直到完全变为液态。在随后的加热过程中，海波的温度又明显的呈现逐渐上升的趋势。上升到54摄氏度我们停止实验。 熔化和凝固 温度/℃ 时间/分 0 2 4 6 8 10 12 14 40 45 50 55 A B C D 固态 吸热 温度升高 48℃ 固液共存 吸热 温度不变 液态 吸热 温度升高 以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表中的数据分别在两方格纸上描点，然后再将所有的点用平滑的曲线连起来，得到海波温度随时间变化的图像。 探究实验 探究海波熔化过程温度的变化规律 描点法 笔记P55 图3.2-4 熔化和凝固 探究实验 探究海波熔化过程温度的变化规律 实验反思 使物体受热均匀，且熔化时间延长，便于观察；此方法叫水浴加热。 注意事项： 1.注意温度计和酒精灯的正确使用。 2.熔化过程中搅拌器要不断轻轻搅拌。 为什么把试管放在大烧杯里，而不直接加热？ 不能用一只酒精灯去点燃另一只酒精灯。 用完酒精灯必须用灯盖盖灭（不能用嘴吹）。 用外焰加热。 笔记 14-15 真实的实验数据和最佳实验数据的区别。 （误差分析与改进） 大家可以通过我的实验数据，看出什么？你看过了它的实验过程，你觉得我在做实验的过程中，可能哪些地方做得没那么规范，所以导致实验数据变成这个样子呢？ 熔化和凝固 探究实验 探究石蜡熔化过程温度的变化规律 数据记录表格（记录） 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ...... 温度t/℃ 石蜡状态 把海波替换成石蜡放入试管中，利用相同的方法进行试验，并记录数据。 石蜡，是石油加工产品的一种。其广泛应用于家具抛光，地板增亮，家具防水等等。熔化石蜡所用的器材和前面实验相同，研究方法也是一样的。 可以看到石蜡在40摄氏度左右开始熔化，之前一直为固态，随着加热时间增长，试管外侧的石蜡最先受热已经变成了液态，慢慢的中间的石蜡也开始熔化，先变软，再变稀，最后全部融化成液态。这一过程中石蜡的温度一直上升，直到58度停止收集数据。将刚才的实验数据汇总，记录在表格中。同时做出石蜡熔化过程中，温度随时间变化的曲线。发现，整个过程中石蜡的温度持续升高，并没有温度不变的过程。 熔化和凝固 探究实验 探究石蜡熔化过程温度的变化规律 熔化和凝固 温度/℃ 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 40 45 50 55 固态 变稀变软 吸热 液态 吸热 吸热 以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表中的数据分别在两方格纸上描点，然后再将所有的点用平滑的曲线连起来，得到石蜡温度随时间变化的图像。 描点法 笔记P55 图3.2-4 探究石蜡熔化过程温度的变化规律 熔化和凝固 实验结论 所以不同物质熔化过程中，温度的变化规律不同。 海波熔化需要达到一定的温度（48℃），熔化过程中需吸收热量，但温度保持不变，是固液共存态。 石蜡熔化没有一定的熔化温度，熔化过程吸收热量，温度一直升高。 熔化和凝固 海波的熔化图象 石蜡的熔化图象 相同点 不同点 1.从固态变成了液态。 2.在熔化过程中都需要吸热。 1.海波熔化时温度会保持不变(晶体熔点)。2.石蜡熔化时，温度持续上升。 海波与石蜡在加热过程中的异同 晶体和非晶体 据各种固体熔化特点，将固体分为 非晶体：熔化时没有一定的熔化温度，如松香、玻璃、蜂蜡、石蜡、沥青。非晶体没有确定的熔点和凝固点。 晶体：熔化时具有一定的熔化温度（熔点），如海波、冰、各种金属、水晶、食盐。 松香 石蜡 沥青 玻璃 蜂蜡 冰 海波 各种金属 水晶 食盐 笔记P55 科学家们经过大量的实验发现：确实有很多固体，和海波类似，存在这样一个确定的熔化温度，在此温度下，虽然不断的吸热，但温度不变。例如：萘，当我们对它进行加热时，发现它熔化时，温度保持80.5摄氏度不变。冰也是一样的，它吸收热量，从冰变成水时，温度会保持0摄氏度不变。 还有一部分固体，和石蜡的熔化特点类似。比如松香，给松香加热时，松香也是先变软再变稀，直到全部熔化为液态，温度持续上升。我们把这些固体熔化过程中温度随时间变化的图像放在一起，便可以根据他们的熔化特定对其进行分类。一种是像海波这样的，熔化过程中有自己确定的熔化温度，我们称为晶体。并将这个确定的熔化温度叫做熔点。 晶体和非晶体 熔化的条件 晶体 A点 在A点时停止加热，海波还能继续熔化吗？ 1.温度达到熔点（晶体熔化时温度）2.持续吸热 非晶体 持续吸热 笔记P55 现在我们明白了，不同固体的熔化规律可能不相同。非晶体的熔化规律和我们的猜想是一致的。吸收热量，温度上升。而晶体在熔化过程中，吸收热量，但温度不变，这个过程中，它处于固液共存状态，直到海波全部熔化。下面我们结合海波的熔化图像进一步思考：海波在如果在B点时如果我们撤去酒精灯，海波还能继续熔化吗？是的，不可以，因为没有了酒精灯加热，海波不能持续吸收热量。所以晶体熔化的条件是，温度达到熔点，持续吸热，两个条件都满足海波才可以。 熔化和凝固 探究实验 探究海波凝固过程温度的变化规律 这就是基本的实验操作规划了，我们按照这样的规划来行动。看看完整的实验过程应当是什么样的。 我们从海波温度到达40摄氏度时开始计时，每分钟记录一次温度值。可以看到，随着加热时间增长,海波的温度逐渐升高，此时海波为固态。继续加热，到达48摄氏度后海波已经有一部分熔化成了液态，一部分仍为固态，我们把这种状态称为固液混合或固液共存态。持续加热，同学们可以看到，试管中的固态海波不断减少，液态海波不断增加，但温度一直保持48℃不变，直到完全变为液态。在随后的加热过程中，海波的温度又明显的呈现逐渐上升的趋势。上升到54摄氏度我们停止实验。 晶体和非晶体 熔化的条件 把正在熔化的冰拿到温度为0℃的房间里，冰能不能继续熔化? 不能继续熔化，因为没有温度差，不能吸热或放热。 笔记 吸热：t环境＞t物物体吸走周围热量，t环境 放热；t环境<t物物体向周围释放热量，t环境 【问】对物体加热，物体会熔化，那么如何使液体凝固成固体呢？（空2秒） 【答】对！使物体向外放热，也就是对物体进行冷却。所以要想使液态海波凝固，我们可以将其从水中取出，放在空气中。那么，海波和石蜡凝固时，温度随时间变化的规律相同吗？你怎么想的呢？（停2秒） 同学们分析的很到位！凝固和熔化应该是相反的过程。 所以，我们推测，海波在凝固的过程中应该也像熔化一样有确定的凝固温度。而石蜡在凝固的过程中，温度应该持续降低。这是老师利用在海波和石蜡凝固过程中采集到的实验数据做出的海波和石蜡的凝固图像，甲图是海波的凝固过程，乙图是石蜡的凝固过程。可以看到海波有确定的凝固温度，而石蜡没有确定的凝固温度。和大家的猜想是一样的。 进一步分析海波的凝固图像，我们清晰的看到：海波凝固也分为三个阶段，第一阶段为液态，对外放热，温度降低，直到温度为48摄氏度。第二阶段应该为固液固液共存态，在这个过程中，海波温度保持不变，直到完全凝固成固态。第三阶段，海波为固态，温度持续降低。需要特别注意的是：海波在凝固时温度仍然为48℃，我们把这个温度叫做海波的凝固点。而石蜡在凝固的过程中温度始终在降低。 晶体和非晶体 晶体凝固的条件： A B C D 固态 放热 温度降低 48℃ 固液共存 放热 温度不变 放热 温度降低 液态 凝固点 · 达到凝固点（晶体凝固时的温度） · 持续放热 海波的凝固图象 笔记P55-56 图3.2-5 同一物质的熔点和凝固点相同 熔化和凝固 探究实验 探究石蜡凝固过程温度的变化规律 晶体和非晶体 非晶体凝固的条件： 非晶体凝固图像 非晶体凝固时的特点：非晶体在凝固过程中，随着放热，温度持续降低，也没有一定的凝固温度，状态逐渐变粘、变稠、变硬，变成固态。 持续放热 非晶体没有确定凝固点 笔记P55-56 图3.2-5 变硬 熔化吸热，凝固放热 熔化吸热 凝固放热 晶体和非晶体在熔化的过程中需要吸收热量；凝固的过程中都要放出热量。 想想议议 　　在夏天里我们喝饮料，经常在饮料中加冰块，而不直接加入冰水，原因是什么呢？ 人们常说“下雪不冷化雪冷”，这句话是什么道理？ 熔化吸热 熔化吸热，凝固放热 熔化吸热，凝固放热的应用 冷冻保鲜 冰袋降温 寒冷北方的冬天，菜窖里放几桶水，菜就不容易被冻坏。 凝固放热 熔化吸热 熔化吸热 熔化吸热使周围环境温度降低。 凝固放热使周围环境温度升高。 笔记P56 课堂小结 思维导图 固态 液态 气态 熔化 凝固 非晶体：熔化时没有一定的熔化温度，如松香、玻璃、蜂蜡、石蜡、沥青。无确定的熔点和凝固点。 晶体：熔化时有一定的熔化温度（熔点），如海波、冰、各种金属、水晶、食盐。有确定的熔点和凝固点。 达到熔点 持续吸热 达到凝固点 持续放热 上吸下放 晶体 晶体 非晶体 非晶体 吸热：t环境＞t物物体吸走周围热量，t环境 放热；t环境＞t物物体向周围释放热量，t环境 课堂练习 光滑细嫩的豆腐，经冷冻再解冻后，内部就会出现许多小孔，变成如图2所示的“冻豆腐”，在烹饪时会更易入味。豆腐内的小孔是因为豆腐里的水先________后________而形成的。（均填物态变化名称） 凝固 熔化 第三章 第2节 熔化和凝固 Lavf59.30.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.46.101 $$