12.2熔化与凝固---2024-2025学年沪科版物理九年级上学期

12.2熔化与凝固 春天来了，冰雪消融，万物复苏，这个过程又有哪些物理现象和规律呢？ 像冰化为水那样，物质从固态变为液态的过程我们称为熔化，像水结成冰那样，物质从液态变为固态的过程称为凝固。 一、熔化 物质由固态变为液态的过程叫做熔化，熔化的过程中物体会吸收热量。 1.熔化实验 观察海波和石蜡的熔化过程，你发现了什么？ 按照如图组装器材，点燃酒精灯，每隔相同时间将测量的温度值填入表中，并建立坐标系描点作图，观察熔化过程 组装器材： 注意事项：①器材按照由下至上组装顺序 ②用外焰加热 ③温度计与被测物体充分接触，但是不能触碰到试管底部 ④石棉网使烧杯受热均匀 ⑤提高海波初温，减少实验时间和燃料 统计数据： 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 海波的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 56 石蜡的温度/℃ 40 41 42 44 46 47 48 49 51 52 54 56 59 描点作图： 分析： ①熔化现象：海波达到一定温度时开始熔化，在熔化过程中固液共存，持续吸热，但是温度保持不变。石蜡在熔化过程中温度不断升高。 ②熔化特点：海波熔化过程中持续吸热，温度保持不变，石蜡熔化过程中持续吸热，温度不断升高。 例题：在探究海波和石蜡的熔化规律时，小明利用如图所示装置进行了以下实验： (1)将装有海波（或石蜡）的试管放入水中加热，而不是用酒精灯直接对试管加热，这样做是为了使试管中的海波（或石蜡）受热___________，而且温度上升较___________（选填“快”或“慢”），便于及时记录各个时刻的温度； (2)试管中的固体颗粒___________（选填“大一点”或“小一点”）好； (3)实验数据记录如下表。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 海波的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 56 石蜡的温度/℃ 40 41 42 44 46 47 48 49 51 52 54 56 59 由实验数据可知：海波在第___________min开始熔化，共经历了___________min，在此过程中，海波处于___________态，且在继续吸热时，温度___________（选填“升高” “保持不变”或“降低”）； (4)石蜡熔化时逐渐变软变稀，不出现___________态，且温度___________（选填“持续升高”“保持不变”或“不断降低”）。 二、熔点 由海波的熔化实验可知，部分物体在熔化过程中温度保持不变，这类有确定的熔化温度的物体我们称之为晶体，而没有确定熔化温度的我们称之为非晶体。 在物理学中，把晶体熔化时的温度叫做熔点。所以晶体有熔点，而非晶体没有熔点。 晶体熔化条件:①温度达到熔点②持续吸热 常见的晶体：金属、砖石、冰、食盐、石墨等 常见的非晶体：石蜡、塑料、玻璃、松香、沥青等 几种晶体的熔点（标准大气压） 晶体 熔点/ 晶体 熔点/ 晶体 熔点/ 钨 3410 铝 660 固态水银 铁 1535 铅 328 固态甲苯 钢 1515 锡 232 固态酒精 灰铸铁 1177 萘 80.5 固态氮 铜 1083 海波 48 固态氧 金 1064 冰 0 固态氢 注意：晶体的熔点在一定条件下也会发生变化，冬天路面撒盐融雪，溜冰鞋滑过后一道水痕。 例题： 1.下列各组固体都是晶体的一组是（　　） A．食盐、铁 B．蜂蜡、玻璃 C．冰、松香 D．铜、沥青 2.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ） A．晶体和非晶体在熔化过程中温度都升高 B．铜有固定的熔点，玻璃没有固定的熔点 C．熔点条件下的海波一定处于固液共存态 D．某物质从100℃开始熔化，直到150℃还未熔化完，则该物质是晶体 3.如图是某种物质熔化时温度随时间变化的图像。根据图像中的信息，说法正确的是（ ） A．该物质为非晶体 B．该物质的熔点是80℃ C．在第5min时物质已全部熔化 D．第10min时物质处于液态 4.如图所示，将装有碎冰的试管插入有冰粒的烧杯中间，然后用酒精灯给烧杯加热，当烧杯中的冰熔化一半时，试管中的冰（　　） A．没有熔化 B．熔化一半 C．熔化小于一半 D．熔化超过一半 三、凝固 物质由液态变为固态的过程叫做凝固，凝固过程中要放出热量。 标准大气压下，冰的熔点是0℃。当温度为0℃时，冰、水可以共存；当温度高于冰的熔点时，冰会熔化成水；当温度低于冰的熔点时，水会凝固成冰。所以晶体的形成也有固定的温度，这个温度我们称之为凝固点。 凝固和熔化是一个相反的过程，同一种晶体的熔点和凝固点相同，晶体在熔化过程中吸热温度保持不变，在凝固过程中则放热温度保持不变。 应用：人们经常利用物态变化过程中的吸、放热应用于生产、生活实践。例如，冬天地窖放水，利用水凝固放热的过程防止菜被冻坏。长途运输水产品等放冰块，利用冰熔化吸热保鲜，下雪不冷化雪冷…… 例题： 1.关于3D打印，其过程是：将固态材料在高温下变成液态材料，喷头按照3D图纸设计轨迹运动，将液态材料喷出，材料迅速冷却后形成立体实物。以上描述的打印过程中，涉及到的物态变化和吸放热，下列表述正确的是（　　） A．先熔化放热，后凝固吸热 B．先升华放热，后液化吸热 C．先熔化吸热，后凝固放热 D．先液化吸热，后凝华放热 2.如图所示，是某种物质凝固过程中温度随时间变化的关系图像。下列说法正确的是（　　） A．该物质属于非晶体 B．该物质的熔点是190℃ C．该物质凝固过程用时8min D．第6min时这种物质处于固液共存状 3.把﹣5℃的冰投入0℃的水中（周围空气是0℃），过了一段时间（　　） A．冰的数量增多 B．水的数量变多 C．冰和水的数量都没变 D．以上三种情况都有可能 4.超市里出售的海鲜周围要铺一层碎冰块，这是因为冰块__________时，要__________热，所以能起到保鲜的作用。 课堂练习 1.小明通过实验寻找冰熔化时需要吸热的证据。用图示两个相同的保温容器，在两个容器中放入同样的适量的温水，然后向甲容器中加冰块，向乙容器中加水，待冰熔化完，比较甲、乙容器中的水温。实验在标准大气压下进行，对于后加入的冰块和水，应满足（　　） A．质量相同，冰块的温度低于0℃ B．质量相同，冰块和水的温度均为0℃ C．冰块的质量比水的大，两者温度相同 D．冰块的质量比水的小，两者温度相同 2.下列时间—温度图象中，属于某种晶体凝固图象的是（　　） A． B． C． D． 3.小红同学在“探究海波熔化和凝固特点”的实验中，某时刻温度计示数如图甲所示，同组的小明同学画出了“温度—时间”图象，如图乙所示，由此可知，下面说法正确的是（ ） A．甲图温度计读数为44℃ B．海波的熔点和凝固点是不相同的 C．海波是晶体，海波在第10min时处于液态 D．图乙可知EF段是吸热过程，且温度不变 4.小明猜想水中加入别的物质后，一定会对水的凝固点产生影响，为了验证这一猜想，他将一些盐放入水中，并把盐水用容器盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程．每隔一定时间，小明就观察盐水状态、测出温度，并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像，如图甲．如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙，则下列说法正确的是（　　） A．由甲图可知，盐水的凝固点为2℃ B．由甲图可知，盐水的凝固过程用时20min C．乙图中，试管中冰水混合物中的冰会变少 D．乙图中，烧杯中盐冰水混合物中水会变多 5.如图所示为锡熔化和凝固的图象，根据图象可知： (1)锡凝固点是__________℃； (2)BC段表示的是___________过程，这一过程要___________热，但温度___________。EF段表示的是___________过程，这一过程要___________热，温度___________； (3)AB段锡所处的状态为___________，CD、DE段锡所处的状态为___________，EF段锡所处的状态为___________。 6.为了比较甲、乙两种晶体熔点的高低，现将固液共存的甲、乙两种物质按图所示方法放置，一段时间后进行观察（不计试管中的甲与空气的热传递）。若试管中固态甲变多，则甲的熔点一定_________乙的熔点；若试管中固态甲的量不变，则甲的熔点一定__________乙的熔点。 7.在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验中，使用的实验装置如图甲所示： (1)组装实验器材时，合理的顺序是______（填序号）。 ①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯⑤装有海波的试管 (2)为了使试管中的海波受热均匀，应选择______的海波进行实验（选填“大颗粒”或“小颗粒”）。 (3)图乙是某时刻温度计的示数，温度是______℃。 (4)图丙是根据实验数据绘制的海波熔化时温度随时间变化的图像，图像中的______段（选填“AB”或“BC”）表示海波的熔化过程。 (5)由实验可知，当海波的温度处于48℃时，其状态是______。 A．固态 B．固液共存状态 C．可能固态、液态，也可能固液共存状态。 学科网（北京）股份有限公司 $$