5.2 熔化与凝固（教学课件）物理教科版2024八年级上册

第2节 熔化与凝固 八年级物理上册 •教科版 第五章—物态变化 教学引入 1 　　寒冬时节，雪花漫天飞舞，为我们呈现一副美轮美奂的景色。当你仔细观察雪花的形状，你会发现，更为惊奇的画面：每片雪花都由六角形小冰粒组成! 各种各样的雪花形状 认识晶体和非晶体 2 晶体 　　自然界中有许多类似雪花这样有规则结构的固体，如食盐、糖、海波、许多矿石和各种金属等。这些固体都属于晶体。 食盐 石英 黄铁矿 黄金 美丽的晶体 认识晶体和非晶体 2 非晶体 　　玻璃也是固体，但压碎后的碎块却没有规则形状。像玻璃这样的固体还有松香、蜂蜡、沥青等，它们都是非晶体。 松香 沥青 固体的熔化 3 冰块熔化成水 蜡烛燃烧熔化 铁水冷却钢铁 湿的路面结冰 物质从固态变成为液态 物质从液态变成为固态 物质由固态和液态间的相互转化 固体的熔化 3 熔化 熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。 熔化 液态 固态 固体的熔化 3 铜锭在高温下能熔化成铜水，倒进模具中冷却，浇铸成各种形状。 玻璃管在高温下能被工艺师吹拉成漂亮的工艺品。 晶体和非晶体有不同的熔化规律 为什么浇铸铜器和加工玻璃器皿，有不同的加工过程？ 固体的熔化 3 【提出问题】 晶体和非晶体的熔化有什么不同的规律呢? 探究实验：固体熔化过程的规律 熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量，这时温度可能也是不断上升的。 【猜想与假设】 温度计、秒表、试管、烧杯、铁架台、酒精灯、陶土网、蜂蜡、海波、等。 【实验器材】 固体的熔化 3 实验前，需思考： 【注意事项】 自下而上 ①安装顺序是“自上而下”还是“自下而上”？ ②怎样让被加热物质受热均匀慢慢熔化？ “水浴法”加热 粉末状固体、较细的玻璃管、搅拌 固体的熔化 3 ③如何使温度计的测温泡与待测物质充分接触，并能准确测量它们熔化时的温度? 温度计的液泡要浸没在待测物中。 ④在熔化过程中需要观测记录哪些数据和现象? 观察温度的变化和物质状态的变化 固体的熔化 3 实验1：将海波放入试管中，并用酒精灯加热。温度计插入试管后，待温度升至40℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度；观察不同温度下它们的状态变化，在海波完全熔化后再记录4～5次。把数据填入表格。 【实验过程】 【视频欣赏】 固体的熔化 3 【实验数据】 时间t/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 温度t/℃ 海波状态 43 固 固液共存 44 46 47 48 48 48 50 52 54 48 48 48 56 48 固 固 固 液 液 液 液 固体的熔化 3 　　图像能直观、形象地表示一个量随另一个量变化的过程。在方格纸上画一条横轴表示时间，画一条纵轴表示温度。对应每一组加热时间和温度值，在方格纸上确定一点。这样，在方格纸上可以描出一个个的点，然后用平滑曲线把这些点连接起来，便描绘出了物体的熔化曲线。 我们得到的实验数据，应怎样反应固体熔化时的温度变化规律呢? 有没有一个直观的办法? 用温度传感器与计算机组成数字化实验系统，计算机可实时描绘出被测物质的温度—时间变化曲线。 固体的熔化 3 时间/min 温度/℃ D A B C 固态 吸热 温度升高 固态共存 吸热 温度不变 液态 吸热 温度升高 海波熔化的时间图像 熔点：晶体熔化时的温度 当海波正在熔化时，将试管拿出水面，还能继续熔化吗? 不能 晶体熔化的条件：达到熔点，持续吸热。 固体的熔化 3 实验2：把海波替换成蜂蜡放入试管中，利用相同的方法进行试验，并记录数据。 【视频欣赏】 固体的熔化 3 【实验数据】 时间t/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 温度t/℃ 海波状态 38 固 39 41 42 43 46 48 54 55 56 44 50 52 57 53 固 固 固 液 液 液 液 变软 变软 变稀 变稀 变稀 液多 液多 固体的熔化 3 0 1 2 3 4 5 6 7 30 40 50 60 温度/℃ 时间/min 固态 变稀变软 吸热 液态 吸热 吸热 熔化特点：吸热温度不断升高 固态--变软--变稀--液态 蜂蜡熔化的时间图像 固体的熔化 3 【分析论证】 海波的熔化图象 蜂蜡的熔化图象 熔化过程中吸热恒温 熔化过程中，温度持续上升 熔化条件：持续吸热 熔化条件：达到熔点，持续吸热 固态--固液共存--液态 硬--变软--变稀--液态 固体的熔化 3 【实验结论】 ①晶体（海波）熔化需要达到一定的温度（熔点），熔化过程中需吸收热量，但温度保持不变，是固液共存态。 ②非晶体（蜂蜡）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。 所以不同固体熔化过程中，温度的变化规律不同。 固体的熔化 3 固体分类 1.晶体： 熔化时具有固定的熔化温度的固体海波、冰、石英、水晶、食盐、萘、明矾及各种金属等。 晶体熔化的条件：达到熔点，继续吸热。 2.非晶体： 熔化时没有一定的熔化温度的固体松香、玻璃、蜂蜡、沥青、橡胶、塑料等非晶体。 熔化的条件：持续吸热。 固体的熔化 3 -272 固态氦 48 硫代硫酸钠 1083 铜 -259 固态氢 232 锡 1200左右 各种铸铁 -210 固态氮 327 铅 1300-1400 各种钢 -117 固态酒精 660 铝 1535 纯铁 -39 固态水银 962 银 3410 钨 0 冰 1064 金 3550 金刚石 熔点 物质 熔点 物质 熔点 物质 一些物质的熔点 ℃（标准大气压） 非晶体的熔化过程与晶体不同，随着温度的逐渐升高，由硬变软，然后逐渐变成液体，没有固定的熔化温度。 固体的熔化 3 为什么晶体在熔化过程中吸热而温度不变呢? 它吸收的热量到哪里去了呢? 　　晶体中分子呈有规则的排列，每个分子只能在自己的固有位置附近振动。加热时，分子振动的幅度变大。当温度足够高时，有些分子振动的幅度大到可以脱离它的固有位置，熔化就开始了。 液体的凝固 4 凝固 凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。 凝固 液态 固态 液体的凝固 4 【视频欣赏】 液体的凝固 4 海波的熔化和凝固图像 DB段表示_____热量，温度_____，物质为___态; BC段表示_____热量，温度_____，物质为________态； CA段表示_____热量，温度_____，物质为___态。 放出 降低 液 放出 不变 固液共存 降低 放出 固 同种晶体的熔点和凝固点相同 晶体凝固的条件：达到凝固点，持续放热 液体的凝固 4 讨论交流 火山爆发后 　　突然间，炽热的熔岩从火山口喷出，像炼钢炉里流出的钢水一样流淌，这就是火山爆发。 　　岩浆是多种成分组成的液体，在流淌过程中温度不断降低，按下列顺序，在火山口周围形成具有层理构造的矿物：橄榄石-辉石-角闪石-黑云母-正长石-白云母-石英。对火山周围矿物的熔点高低与分布的关系，你有什么推测? 从火山口向下，矿物质的熔点依次降低。 熔化和凝固规律的应用 5 2.熔化吸热，凝固放热的应用 凝固放热 熔化吸热 熔化吸热 冰袋降温 冷冻保鲜 北方寒冷的冬天，菜窖里放几桶水，菜就不容易被冻坏。 课堂练习 6 1. 如图所示是晶体的凝固图像，下列分析正确的是（　　 ） A．晶体在 EF 段呈液态，温度上升 B．晶体在 FG 段处于凝固过程，温度上升 C．晶体在 FG 段处于凝固过程，温度不变 D．晶体在 GH 段呈固态，温度不变 C 课堂练习 6 2.根据下表中所列出的几种物质的熔点，以下判断错误的是（ ） A．在―265°C时，氢是固态 B．可用铝锅炼锡 C．在很冷的地区要使用酒精温度计 D．1083°C的铜一定是固态 D 课堂练习 6 3.以下关于熔化和凝固的说法中正确的是( ) A．同一种晶体的熔化温度比它的凝固温度高 B．非晶体没有一定的熔点，但有一定的凝固点 C．晶体在熔化过程中要吸热，但温度不变 D．晶体在熔化过程中，温度不变，所以不吸热 C 课堂练习 6 4.如图所示是某种物质发生物态变化过程中“温度—时间”图像．该物态变化过程可能是( ) A．冰的熔化过程 B．蜡的熔化过程 C．玻璃的凝固过程 D．海波的凝固过程 D 晶体和非晶体 课堂小结 7 融化和凝固 熔化和凝固规律的应用 固体的融化 晶体和非晶体熔化特点 液体的凝固 晶体和非晶体的凝固特点 发展空间 8 应用电冰箱进行速冻实验 　　蔬菜速冻是以低温速冻方式保存蔬菜的加工方法。通过速冻，使蔬菜中的液态水形成冰晶，在不加防腐剂和添加剂的情况下，较大程度地抑制微生物的生长繁殖和酶的活性，保持蔬菜原有的色泽、 风味和各种营养素，使蔬菜得以长期保存。 　　不同种类蔬菜形成冰晶的温度不同，不同 蔬菜速冻保鲜的工艺流程也有差异。请通过阅 读食品加工方面的书籍或网络搜索，了解蔬菜 速冻工艺，并和父母一起制作一份速冻蔬菜。 家庭实验室 发展空间 8 太空材料 　　在太空中，把要合成的各种材料放进特制的太空炉，对材料加温使其熔化，再降温变成固体，然后随卫星或飞船返回地球。这样加工成的材料，叫作太空材料。有关太空材料的更多内容，请查询互联网进行了解。 “天宫二号”空间实验室里面的综合材料实验炉 $$