第二节 熔化与凝固（培优教学课件）物理沪科版2024九年级全一册

义务教育教科书 第十三章  温度与物态变化 第二节 熔化与凝固 上海科学技术出版社 致老师、同学 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，约68MB. ppt共有50张、1段视频，可根据需要选择点播. 视频 资源 演示实验—《探究固体熔化时温度的变化规律》 免责 声明 视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。 ppt版权归本工作室，如涉及侵权问题，将追究责任。 水能在不同条件下分别呈现固态、液态或气态。与水类似，物质在一定条件下能从一种状态向另一种状态变化，人们将此称为物态变化。 本节我们先来学习物态变化中的熔化与凝固现象。 导入新课 学习目标 知道熔化与凝固，知道物质的熔点、凝固点，能运用熔化与凝固过程中的吸热和放热特点说明自然界中的有关现象。 学习目标 1. 熔化及其特点 2. 凝固及其特点 3. 课堂总结 4. 作业 5. 综合提升训练 一、熔化及其特点 第二节 熔化与凝固 一、熔化及其特点 1. 熔化 物质从固态变成液态的过程称为熔化。例如，冰熔化为水的过程就是熔化。 想一想：在什么条件下固体可以变为液体？不同固体在熔化过程中的温度变化情况相同吗? 下面，我们通过实验进行探究。 冰雪熔化 一、熔化及其特点 2. 探究不同固体熔化的特点 【提出问题】在探究冰的熔化特点时，我们也许会提出这样一些问题：冰在什么情况下由固体变为液体？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相同吗？ 【猜想和假设】探究这些问题时，我们可能会猜测：当给冰和石蜡加热时，它们可能都会熔化，但其熔化过程可能相同，也可能不同，它们熔化时温度可能保持不变，也可能发生变化，等等。 【设计实验】这些猜想对吗？我们需要通过实验来检验。让我们分别加热碎冰（或海波）和石蜡，多次测量其加热过程中的温度，比较其温度变化规律。 一、熔化及其特点 【实验仪器与组装】 铁架台、酒精灯、陶土网、烧杯、水、冰、石蜡、温度计、停表、搅拌器、火柴。 （1）实验时用两套完全相同的实验装置，试管中分别加入适量碎冰和石蜡。 （2）安装实验装置的顺序是从下往上依次安装。 （3）烧杯中水以热传递的方式给试管中的物质加热的方法称为“水浴法”。 陶土网 一、熔化及其特点 【进行实验与收集证据 】 （1）分别将碎冰和石蜡放入两支试管中，取两个相同的酒精灯，按如图所示的器材自下而上地把仪器组装好，并且把试管放入水中合适位置，然后分别加热碎冰和石蜡，实验过程中还需不断搅拌试管中的碎冰或石蜡，使其受热均匀，观察碎冰和石蜡在熔化过程中温度及状态的变化。 （2）当温度升到-10℃时开始计时，每隔1min记录一次温度，同时认真观察冰、石蜡的状态变化，直到全部熔化后再记录3~4次。数据记录如下表。 一、熔化及其特点 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 冰的温度/℃ -4 -3 -2 -1 0 0 0 0 1 2 3 4 石蜡的温度/℃ 40 41 43 45 46 48 50 52 54 56 58 60 【分析论证】 在方格纸上，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，用平滑的曲线连接，便得到熔化时温度随时间变化的图像。 一、熔化及其特点 （1）冰的温度随时间变化的图像 AB段：碎冰为固态，碎冰吸热温度升高。 BC段：碎冰处于固、液共存状态，碎冰吸热但温度不变。在B点时是固态，开始熔化，C点熔化完成，是液态。 CD段：碎冰全部熔化为液态后，温度继续升高。 （2）石蜡的温度随时间变化的图像 石蜡在吸收热量的过程中温度一直升高。 （3）结论：碎冰有固定的熔化温度，石蜡没有固定的熔化温度。 一、熔化及其特点 【实验结论】 由进一步的探究可知，在1个标准大气压下，冰在0℃时会熔化，并且在熔化过程中即使继续加热，其温度也保持不变。 而石蜡在熔化过程中只要外界不断加热，其温度便不断升高。 一、熔化及其特点 【交流与评估】 （1）酒精灯要用点火工具点燃，绝不能用一盏酒精灯去点燃另一盏酒精灯；用完酒精灯必须用灯帽盖灭，不能用嘴吹灭； （2）实验时为了使碎冰和石蜡受热均匀，试管应该选细一些的，且装入碎冰和石蜡的量不要太多； （3）实验时，温度计的玻璃泡要与碎冰或石蜡充分接触，但不能碰到试管壁或试管底； （4）0℃时，冰的状态不确定，有三种可能：固态、液态或固液共存态； （5）海波由固态变成液态的温度为48℃左右，因此，有时也可用海波替代碎冰做实验。 演示实验——《探究固体熔化时温度的变化规律》 一、熔化及其特点 【例题1】在用海波和石蜡“探究不同固体熔化的特点”实验中： （1）组装图甲所示的器材时，应按照由_____________（选填“ A→B→C”或“C→B→A ”）的顺序进行组装； （2）开始实验后，某一时刻温度计的示数如图乙所示，温度为____ ℃； （3）根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图像如图丙所示，实验中可以观察到，第2分钟时试管中的海波是_______态；由图像可知海波熔化过程持续了________min； （4）实验中可以看到海波熔化时 的特点是________________ ，石蜡 熔化时的特点是 __________. C→B→A 吸收热量，温度不断上升 42 固 6 吸收热量，温度不变 一、熔化及其特点 一、熔化及其特点 【解析】 （1）如图甲，组装实验器材时，酒精灯用外焰加热，温度计、铁圈等实验器材安装到合适位置，要自下而上安装，即应按照由C→B→A的顺序进行组装。 （2）如图乙所示，温度计的分度值是1℃，示数从下往上变大，是零上，液柱在40℃到50℃之间，温度为42℃。 （3）如图丙所示，第2分钟时，试管中的海波还未熔化，是固态。由图像可知，海波从第4min开始熔化，第10min结束熔化，这个过程持续了6min。 （4）根据图像可知，海波熔化时的特点是吸收热量，温度保持不变，有固定的熔点，是晶体；石蜡熔化时的特点是吸收热量，温度不断上升，没有固定的熔点，是非晶体。 一、熔化及其特点 （1）晶体 有些固体，在熔化过程中尽管外界不断加热，其温度仍保持不变。这类固体有确定的熔化温度，称为晶体。 在1个标准大气压下，冰在0℃时会熔化，而且在熔化过程中即使继续加热，其温度也保持不变。 3. 晶体和非晶体 常见的晶体：金属、海波、钻石、冰、食盐、石墨等。 皇冠上的钻石、黄金等属于晶体。 食盐 一、熔化及其特点 常见的非晶体： 石蜡、塑料、玻璃、松香、沥青等。 （2）非晶体 有些固体，在熔化过程中只要外界不断加热，其温度就能不断上升。这类固体没有确定的熔化温度，称为非晶体。 在1个标准大气压下，石蜡则不一样了，在熔化过程中只要外界不断加热，其温度便不断升高。 一、熔化及其特点 4. 熔点 （1）熔点：物理学中将晶体熔化时的温度叫做熔点。所以，晶体有熔点，而非晶体则没有熔点。不同晶体的熔点是不一样的。 （2）常见晶体（固态）的熔点 （在1个标准大气压下） 一、熔化及其特点 （4）影响熔点的因素 晶体的熔点也会由于外界压强的变化或杂质的存在等原因而变化。 例如，往装有冰块的烧杯中放些盐并搅拌，这时烧杯中冰的熔点会低于 0 ℃。再如，下雪天，人们为了出行方便，常常向积雪的公路上撒盐，因为盐能尽快地融雪，而盐水在 -20 ℃以下才结冰。尽管盐融雪使交通畅通了，但却会腐蚀车辆、道路，污染地下水，破坏植被，甚至危害人体等，因此，应慎用盐融雪的方法。 工作人员在撒盐融雪 （3）晶体熔化的条件 一是温度达到熔点；二是继续吸收热量。晶体熔化时虽然温度不变，但是必须加热，若停止加热熔化也会马上停止，即熔化过程要吸热。 一、熔化及其特点 （5）拓展——熔化吸热的微观解释 通过探究冰的熔点可知，当晶体熔化时，温度不变 ；但若停止加热，熔化过程就会停止，这是为什么呢？ 当晶体被加热时，分子运动更加剧烈，分子间的束缚随之减弱，以致有的分子能较自由地“游动”，呈流动性。这时，晶体便处于熔化过程。 要使熔化过程继续，需对晶体继续加热，以便更多的分子能“游动”。所以，在熔化过程中外界所提供的热量，用于减小分子间的束缚，并不能使晶体的温度升高。这也说明熔化是吸热过程。 晶体熔化时的分子运动模型 【解析】 一、熔化及其特点 【例题2】如图所示是某物质的熔化图像。下列说法不正确的是（　　） A．这种物质是晶体 B．物质熔化过程历时10分钟 C．物质的熔点是48℃ D．CD段物质是液态 A. 由图象知，该物质的温度先升高再不变后又升高，该物质熔化过程温度不变，是晶体，故A正确，不符合题意； B．该物质从4min开始熔化，到10min结束，物质熔化过程历6分钟，故B错误，符合题意； B 故选B. C．随时间的增长温度不变的一段为熔化过程，对应的温度为该种物质的熔点。故熔点为48℃，故C正确，不符合题意； D．该物质在CD段已熔化完毕，物质处于液态，故D正确，不符题意； 二、凝固及其特点 第二节 熔化与凝固 二、凝固及其特点 1. 凝固 寒冬时节，河水结冰。像水结成冰那样，物质从液态变为固态的过程称为凝固。凝固是熔化的相反过程。 水凝固成冰 冰 水 冰熔化为水的过程叫做熔化； 水结冰的过程叫做凝固。 二、凝固及其特点 在1个标准大气压下，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，冰熔化成水； 当温度低于冰的熔点时，水就凝固成冰。 （1）凝固点 晶体形成也有确定的温度，这个温度叫凝固点。凝固是熔化的相反过程。同一种晶体的熔点和凝固点是相同的。 非晶体既没有熔点，也没有凝固点。 （2）凝固放热 晶体在熔化过程中要吸热，在凝固过程中则会放热。 （3）晶体凝固的条件 一是温度达到凝固点；二是继续放出热量。 二、凝固及其特点 2. 凝固放热及其应用 （1）地窖放水 北方冬季贮菜，人们常在地窖放几桶水，以防止地窖的菜被冻坏。因为当气温下降至0℃以下时，桶里的水会凝固成冰，在凝固过程中，水会放出热量，该热量可使地窖的温度不至于降得太低，从而避免蔬菜被冻坏。 （2）聚乙烯材料 现在人们研究出一种聚乙烯材料，将这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁。这种材料在15~40℃的范围内凝固或熔化，天气热时颗粒熔化从周围空气中吸热，天气冷时又凝固成颗粒向周围空气中放热，从而起到调节室内温度的作用。 二、凝固及其特点 【例题3】寒冷的冬天，小园用舌头去舔室外的铁管，不料舌头被粘在了铁管上，这是________现象。若想将其分开，需要在舌头与铁管的交界处洒点_______（选填“水”、“冰”或“盐”），因为这样可以_______（选填“升高”或“降低”）冰的熔点。 凝固 盐 降低 【解析】 寒冷的冬天，小园用舌头去舔室外的铁管，不料舌头被粘在了铁管上，这是因为舌头上的水分遇到温度低的铁管凝固成了冰。 若想将其分开，需要在舌头与铁管的交界处洒点盐，因为这样可以降低冰的熔点，使冰尽快熔化，将舌头和铁管分开。 三、课堂总结 第二节 熔化与凝固 课堂总结（1） ①熔化：物质从固态变为液态的过程称为熔化. ②晶体：在熔化过程中尽管外界不断加热，但温度仍保持不变. ③ 非晶体：在熔化过程中，外界不断加热，其温度持续上升. ④熔点：晶体熔化时的温度叫做熔点. ⑤熔化规律：晶体熔化过程不断吸热，温度保持不变； 非晶体熔化过程中不断吸热，温度持续升高. ⑥晶体熔化条件：温度达到熔点；不断吸热. ①凝固：物质从液态变为固态的过程称为凝固. ②凝固点：晶体形成有确定的温度，这个温度叫凝固点. ③凝固规律：晶体在凝固时放热，温度保持不变. 非晶体在凝固时放热，温度持续下降. ④晶体凝固的条件：温度达到凝固点；不断放热. 熔化与凝固 凝固 熔化 课堂总结（2） 晶体和非晶体在熔化、凝固时的比较 晶体 非晶体 相同点 不同点 有无熔点 温度变化 图像 熔化或凝固过程中温度不变 熔化过程中温度一直上升， 凝固过程中温度一直下降 有熔点（凝固点） 无熔点（凝固点） 熔化过程吸热、凝固过程放热 四、作业 第二节 熔化与凝固 作业 1．将盛有锡块的坩埚放在电炉上加热，请从下列关于锡熔化过程的描述中，选择合理的选项并说明理由。 A．不断吸热，温度不断上升 B．不断放热，温度不断上升 C．不断吸热，温度保持不变 D．不断放热，温度保持不变 【解析】 C正确。 锡是晶体，晶体在熔化过程中的特点是吸收热量，但温度保持不变。 作业 2．用铜块浇铸铜像的过程中会发生哪些物态变化? 【解析】 用铜块浇铸铜像时，先将固态的铜变为液态的铜，这是熔化过程；然后将液态的铜变为固态的铜，这是凝固过程，因此发生的物态变化是先熔化后凝固。 作业 3．根据表列出的几种物质的熔点，选择下列说法中正确的选项并说明理由。 A. 白炽灯的灯丝用钨制成，永远不会熔化 B. 纯金掉在钢水里不会熔化 C. 汞温度计在-40℃时无法使用 D. 在-265℃时氧是液态的 A.钨的熔点是3410℃，温度高于熔点时，灯丝会熔化，A错误； B.纯金的熔点低于钢的熔点，因此纯金掉在钢水里会吸热熔化，B错误； C.水银凝固点为-39℃，汞温度计在-40℃时无法使用，C正确； D.固态氧熔点是-218℃，在-265℃时氧气是固态的，D错误． 故选C． C正确. 作业 4．如图所示是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线，由图可知，该物质是 ________（选填“晶体”或“非晶体”），它的熔点是 _____℃。它在熔化过程中要________（选填“吸热”或“放热”）。 吸热 晶体 80 【解析】从图像上区分物质是晶体还是非晶体的关键是看熔化图像中是否有一段平行于时间轴的水平线段，有则为晶体，没有则为非晶体。 由题中图像可看出该物质为晶体，且水平线段对应的温度为80℃，表示该物质的熔点为80℃，它熔化时要吸收热量。 作业 1. 如何解释民间谚语：“下雪不冷，化雪冷”？ 答：雪熔化时从空气中吸热，使空气温度降低。 2. 示例：为什么吃雪糕有时舌头会“粘”在雪糕上? 答：从冰箱冷冻室取出的雪糕温度低于0C，舌头接触雪糕时，舌头上的水放热降温，凝固成冰，舌头便会“粘”在雪糕上。 五、综合提升训练 第二节 熔化与凝固 【解析】 A．晶体熔化的特点是吸热但温度保持不变，根据图像，在BC段，该物质吸收热量，但温度保持不变，所以此物质属于晶体，故A错误； BCD．晶体熔化过程中吸热温度保持不变，由图像知，该物质从第20min开始熔化，到第50min熔化结束，BC段为该物体熔化过程，持续时间为30min；在AB段物质还没开始熔化，处于固态，故第10min时，该物质为固态，故BC错误，D正确。 综合提升训练 故选D. 观察下面物体熔化图像，正确的是（ ） A．该图为非晶体熔化图像 B．10min时物体属于液态 C．该物体的熔化过程持续了20min D．该物体在BC段，温度不变，但仍然持续吸热 D 【解析】 海波是晶体，晶体凝固前放热温度降低，凝固时放热但温度保持不变。 A．在整个过程中温度上升，是熔化图象，有一段时间内物质吸热，温度不变，说明有一定的熔点，因此为晶体的熔化图象，故A不符合题意； B．在整个过程中温度上升，没有一定的熔点，是非晶体的熔化图象； C．整个过程中温度下降，是凝固图象，无凝固点，是非晶体凝固图象，C不符题意； D．在整个过程中温度下降，是凝固图象，又因为有一段时间内物质放热，温度不变，说明有一定的凝固点，因此为晶体的凝固图象，故D符合题意。 综合提升训练 故选D. 2. 如图所示的四幅图象中，能大致体现液态海波凝固特点的是（ 　） D A B C D 【解析】 A. 塑料、沥青、蜂蜡都是非晶体，没有固定的熔点，故A不符题意； B．萘、铁是晶体，有固定的熔点，松香是非晶体，没有固定的熔点，故B不符合题意； C．水晶、食盐是晶体，有固定的熔点，玻璃是非晶体，没有固定的熔点，故C不符合题意； D．冰、食盐、海波都是晶体，有固定的熔点，故D符合题意。 综合提升训练 故选D. 3. 下列物质中，均属于晶体的一组是（　　） A．塑料、沥青、蜂蜡 B．萘、铁、松香 C．水晶、玻璃、食盐 D．冰、食盐、海波 D 【解析】 在其它条件相同时，积雪上洒盐水相当于掺有杂质，积雪的熔点降低，使积雪熔化，交通方便；故ACD不符合题意，B符合题意。 综合提升训练 故选B. 4. 雪天路面上积有厚厚的一层白雪，为了使雪很快熔化，常看到洒水车往路面上喷洒盐水，这是因为（　　） A．盐水使冰的熔点升高 B．盐水使冰的熔点降低 C．使冰的温度升高到0℃而熔化 D．洒上盐水后雪变成了冰水混合物，温度为0℃，而使水熔化 B 综合提升训练 5. 下列说法不正确的是（　　） A．人们说“下雪不冷化雪冷”是因为化雪是熔化过程，熔化要吸热，从而使周围温度降低 B．我国北方的冬天，在结冰的路面上撒盐，是因为这样可以升高冰的熔点 C．将温度0℃的冰放入温度为0℃的房间内，冰不会化成水，是因为此时冰无法从外界吸热 D．冬天北方农村的菜窖里放几桶水，菜就不易冻坏，这是因为水凝固时会放出热量，因此窖内温度不致太低 B 【解析】 A．人们说“下雪不冷化雪冷”是因为化雪是熔化过程，熔化时要从周围空气中吸热，从而使周围温度降低，使得气温比不化雪更低一些，故A正确，A不符合题意； B．我国北方的冬天，在结冰的路面上撒盐，是因为这样可以降低冰的熔点，有利于冰的熔化，故B错误，B符合题意； C．晶体熔化的条件是达到熔点，继续吸收，将温度0℃的冰放入0℃的房间内，此时冰和室内空气没有温度差，冰无法从外界吸热，不会化成水，故C正确； D． 冬天北方农村的菜窖里放几桶水，菜不易冻坏，这是因为当气温达到0℃以下时，水凝固成冰时会向外放出热量，因此窖内温度不致太低，故D正确。 综合提升训练 故选B. 综合提升训练 6. 根据下表中的熔点数据，下列说法中正确的是（　　） A．-120℃的酒精是液态 B．可以将铅放到铜制容器中熔化 C．水的凝固点不是0℃ D．在-40℃的寒冷北极，能用水银温度计测气温 B 物质 酒精 水银 冰 铅 铜 熔点/℃ -117 -38.8 0 328 1083 【解析】 A．-120℃时低于酒精的熔点，所以酒精是固态，故A错误； B．因为铅的熔点低于铜的熔点，所以可以将铅放到铜制容器中熔化，故B正确； C．晶体的熔点也是其凝固点，冰是晶体，标准大气压下，冰的熔点也是水的凝固点，都是0℃。故C错误； D．水银的凝固点是-38.8℃，所以在-40℃的寒冷北极，水银变成固态，所以不能用水银温度计测气温，故D错误。 故选B. 综合提升训练 【解析】 人的正常体温为37℃，手心的温度高于镓的熔点，所以它会熔化为液体；在熔化过程中，它要从手上吸收热量，因为镓是金属，有熔点，所以它是晶体。 综合提升训练 7. 神奇的金属“镓”，熔点只有28℃，如图所示，将其托在手心里它会______（填物态变化名称）为液体，在这一过程中，它要______（选填“吸收”或“放出”）热量，由此可知，镓是______（选填“晶体”或“非晶体”）。 晶体 熔化 吸收 综合提升训练 8. 图甲是某小组“探究海波熔化时温度变化规律”的实验装置，每隔1min记录一次温度值。实验数据记录如下表： （1）实验中需要的测量工具是温度计和______ ； （2）在1min时，温度计的示数如图乙所示，此时的温度为______； （3）由记录的实验数据可知海波是_______（选填“晶体”或“非晶体”）； （4）由实验知，海波熔化需要的条件是： ①________________；②继续吸收热量； 停表 时间/ min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 海波的温度/℃ 40   44 46 48 48 48 48 48 48 50 53 42℃ 晶体 温度达到熔点 综合提升训练 （5）另一小组在利用相同的器材进行这一实验时，观察到海波熔化过程中温度计示数缓慢上升。产生这一现象的原因可能是_______（填字母）。 A． 烧杯中的水少 B． 对试管内的海波不断搅拌 C． 温度计的玻璃泡碰到了试管壁 D． 海波熔化过程中吸热，温度升高 C 【解析】 （1）由表中数据知，需要测量温度和时间，需要的测量工具是温度计和停表。 （2）如图乙，温度计的分度值为1℃，读数为42℃。 （3）由记录的实验数据可知，海波在固定的温度开始熔化，熔化时温度不变，因此海波是晶体。 （4）通过实验可知，海波熔化需要达到48℃，熔化过程中，需要继续加热，由此可知海波熔化需要的条件是：①温度达到熔点；②继续吸收热量。 （5）海波在固定的温度开始熔化，熔化时温度不变，进行这一实验时，观察到海波熔化过程中温度计示数缓慢上升； A．该物质是晶体，熔化过程中温度不变，烧杯中的水少，不会影响温度计的示数，故A不符题意； B．对试管内的海波不断搅拌，试管中海波受热更加均匀，不可能出现以上情况，故B不符合题意； C．温度计的玻璃泡碰到了试管壁，因为烧杯中水的温度高于海波的温度，温度计示数缓慢上升，故C符合题意； D．海波是晶体，熔化过程中吸热，但温度保持不变，故D不符合题意。 综合提升训练 Lavf59.27.100 $$