第二节 熔化与凝固（导学案）物理沪科版2024九年级全一册

第二节 熔化与凝固 （导学案） 【学习目标】 1.知道熔化和凝固现象 2.知道晶体和非晶体的区别，了解物质的熔点和凝固点 3.掌握用图像表示物理规律的方法，理解熔化图像和凝固图像表示的物理过程 4.知道熔化吸热、凝固放热，并能用来解释生活中的相关现象。 【学习重点】 1.晶体与非晶体熔化的探究过程 2.理解熔化图像和凝固图像表示的物理过程 【学习难点】 理解并根据实验总结固体熔化时的温度的变化规律。 【自主预习】 1．物质从 态变为 态的过程称为熔化，它是 热过程；物质从 态变为 态的过程称为凝固，它是 热过程。 2．自然界中的固体可以分为_______和________两大类，_______有固定的熔点，_______没有固定的熔点。 3．晶体开始熔化时的温度叫 ；晶体形成时的温度叫 。同一种晶体的熔点和凝固点是 的。 4．晶体熔化时， 热，温度 ；非晶体熔化时， 热，温度 ；晶体凝固时， 热温度 ；非晶体凝固时， 热，温度 。 【课堂探究】 探究一、熔化及其特点 学生自主阅读课本P8的内容，学习熔化的概念，完成下列内容。 （1）春天来了，冰雪消融；寒冬来了，河水结冰。像冰化水那样，物质从 变为 的过程称为熔化。 （2）请举例说明熔化的实例。 探究二、探究固体熔化时的温度变化规律 教师引导学生进行实验设计，完成固体熔化时的温度变化规律。 【提出问题】冰在什么情况下会熔化？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】当给冰加热时就会发生熔化，熔化时温度可能一直上升也可能保持不变等等。 【设计实验】让学生阅读课本第8页做中学的内容，结合课本图13-13设计实验，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。 【实验仪器及安装】铁架台、酒精灯、石棉网、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”。 【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。 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 冰的温度t/℃ -4 -3 -2 -1 0 0 0 0 1 2 3 石蜡的温度/℃ 40 41 43 45 46 48 50 52 54 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。 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。 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。 由甲、乙两图可知：碎冰有固定的熔化温度，石蜡没有固定的熔化温度。 【实验结论】不同的物质在熔化过程中温度变化的规律不同。 （1）有的物质（如冰），在熔化过程中虽然继续对它加热，但温度保持不变； （2）有的物质（如石蜡），在熔化过程中先变软，后变稀，最后熔化为液体，且在加热过程中温度一直升高。这表明物质熔化时温度变化取决于其物理性质， 【交流与评估】当撤掉酒精灯后，试管中的碎冰是否会继续熔化？通过实验进行验证。 不会，因碎冰熔化需持续吸热，撤灯后无热源，温度下降，熔化停止。实验需精确控制变量，确保结果可靠。 得出晶体熔化的条件：需持续吸热且达到熔点。 【例1】下列物态变化中，属于熔化的是（    ） A．铁块化成铁水 B．盘子里的水晾干了 C．湖水表面结冰 D．把白糖加水后化成糖水 【答案】A 【详解】A. 铁块（固态）化成铁水（液态），是固态→液态，属于熔化；故A符合题意； B. 水晾干是液态→气态，属于汽化；故B不符合题意； C. 湖水结冰是液态→固态，属于凝固；故C不符合题意； D. 白糖加水成糖水是溶解（化学混合），不是物态变化的熔化（物态变化需同种物质状态改变）；故D不符合题意。 故选A。 【例2】物理知识与生活息息相关，例如把鱼埋在冰块中，主要是利用了冰 （填物态变化）时吸热的特点来保鲜鱼；在冰雪覆盖的路面上撒些盐便于除雪，这是为了降低冰雪的 。 【答案】 熔化 熔点 【详解】[1]冰在熔化过程中会吸收周围环境的热量，从而降低鱼体温度，达到保鲜效果。 [2]盐能降低冰雪的熔点，使冰雪在较低温度下就能熔化，即在0℃以下就雪就开始熔化，便于除雪。 探究三、晶体与非晶体 【自主学习1】 指导学生带着问题自主学习，学生阅读课本P9内容并回答下列问题 什么是熔点？什么是晶体？什么是非晶体？晶体和非晶体的区别是什么？晶体熔化的条件是什么？ 【归纳总结】 ①自然界中有些固体（类似冰），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　，晶体熔化时的温度叫做　熔点　；有些固体和石蜡那样，没有确定的熔化温度，而是随着温度的升高逐渐由硬变软，最后变为液体。在此过程中，外界不断加热，其温度会持续上升。这类固体没有确定的熔化温度，称为　非晶体　，非晶体　没有　熔点。  ②常见的晶体有：金属、钻石、冰、食盐、石墨　等；  常见的非晶体有：石蜡、塑料、玻璃、松香、沥青　等。  【自主学习2】 查看晶体熔点表，讨论如下问题。哪种晶体熔点最高？熔点是多少？冰的熔点是多少？能否用铝锅来熔化铁？俗语说真金不怕火炼，如何科学地解释它？ （1）金刚石的熔点最高，熔点高达3550 ℃。  （2）在1个标准大气压下，冰的熔点是0℃。  （3）能不能用铜制成的锅来熔化铁呢？ 不能，因为铁的熔点高于铜的熔点。 （4）俗语说真金不怕火炼，如何科学地解释它？ 金的熔点是1064℃，普通火的温度达不到此温度，不会使金熔化。 【知识拓展】 阅读课本P10“科学书屋”内容 1.了解晶体的熔点会因外界压强的变化或杂质的存在等原因而变化。找到下雪天撒盐加速融雪的科学原理。 下雪天，为了方便出行，护路工人常常向积雪的公路上撒盐，盐和雪混合后能够降低雪的熔点，使冰在0℃以下也能融化，加速融雪过程。 工作人员在撒盐融雪 2.了解熔化吸热的微观解释 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？结合课本内容找到微观熔化吸热的微观解释？ 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。如果要使熔化过程继续，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 【例4】小明用如图甲的装置来“探究冰熔化前后的温度的变化规律”。 (1)安装实验器材时，小明应按照 的顺序进行； (2)实验时，用“水浴法”给试管加热，而不用酒精灯直接给试管加热，目的是为了 ； (3)根据实验数据画出了图乙中的温度﹣时间图像ABCD，由图像可以推知冰是 （选填“晶体”或“非晶体”），依据是冰在熔化时持续吸热且温度 ； (4)第7min时，试管内物质处于 态； (5)另一小组的同学在利用相同的器材进行实验时，观察到冰在熔化时温度计示数缓慢上升。产生这一现象的原因可能是 ___________ 。 A．温度计的玻璃泡碰到了试管壁 B．对试管内固体不断搅拌 C．烧杯中的水过多 【答案】(1)自下而上 (2)使物质受热均匀 (3) 晶体 不变 (4)液 (5)A 【详解】（1）安装实验器材时，为了保证用酒精灯的外焰加热，并且温度计的玻璃泡要正确放置，应按照自下而上的顺序进行。因为先安装好酒精灯，根据酒精灯外焰的高度确定铁圈的位置，再安装温度计。 （2）实验时用 “水浴法” 给试管加热，而不用酒精灯直接给试管加热，目的是为了使冰受热均匀。因为直接加热可能会导致试管受热不均，冰熔化的情况不准确，而水浴法可以让冰在各个部位都能较为均匀地吸收热量。 （3）由图乙中的温度 - 时间图像可知，冰在熔化时持续吸热且温度保持不变，晶体在熔化过程中具有这样的特点，所以冰是晶体。 （4）由图像可知，BC段是冰的熔化过程，从第2min 开始到第6min 结束，第7min 时已经过了熔化过程，所以试管内物质处于液态。 （5）A ．温度计的玻璃泡碰到了试管壁，试管壁的温度与冰的温度不同，可能导致温度计示数缓慢上升，故A符合题意； B．对试管内固体不断搅拌，会使冰受热更均匀，不会导致温度计示数缓慢上升，故B不符合题意； C ．烧杯中的水过多，只会影响加热时间，不会影响冰熔化时温度计的示数变化，故C不符合题意。 故选A。 探究四、凝固及其特点 【自主学习】 阅读课本P11“凝固及其特点”部分内容，结合生活中的水结冰、熬糖制作糖画等事例，分析讨论并回答以下问题 （1）像水结成冰那样，物质从液态变为固态的过程称为凝固。  （2）晶体的形成也有确定的温度，这个温度叫凝固点，同种晶体的熔点和凝固点是　相同的。非晶体没有凝固点。  （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。（如果撤掉热源，物质吸不到热将不再熔化。） 【例1】如图是“泼水成冰”的游戏，游戏是在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出，将看到成片的冰晶徐徐飘落。“泼水成冰”是水 形成的（填物态变化的名称），此过程需要 （选填“吸热”或“放热”）；市政工人通过向积雪的道路上撒“融雪盐”，以防止交通事故的发生，这是因为“融雪盐”能有效 （选填“提高”或“降低”）道路上积雪的熔点。 【答案】 凝固 放热 降低 【详解】[1][2]“泼水成冰”是水由液态变成固态的冰，属于凝固现象，凝固放热。 [3]影响晶体熔点高低的因素：物质的种类、压力的大小、是否有杂质。物质种类不同，熔点一般不同；压力越大，熔点降低；当有杂质掺入时熔点降低。冰中含盐可以降低水的凝固点，使雪更容易熔化。 【例2】西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品，是山西博物院的“镇院之宝”（如图所示）。制作鸟尊等青铜器时，先用泥土制成“内范”，在其外部涂适当厚度的蜡，将蜡雕刻成所需形状，称之为“模”，然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔（模具），在空腔中倒入青铜液，待青铜液冷却后，打碎“外范”和“内范”，就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是（　　）    A．将蜡加热到液态是熔化过程，会放出热量 B．青铜液冷却到固态是凝固过程，会放出热量 C．青铜液冷却到固态是凝华过程，需吸收热量 D．青铜和蜡熔化过程中，温度均保持不变 【答案】B 【解析】A．蜡从固态到液态是熔化过程，此过程吸热，故A错误； BC．青铜液体变成固体的过程是凝固，此过程放热，故B正确，C错误； D．青铜是晶体，熔化过程温度保持不变，蜡是非晶体，熔化过程温度升高，故D错误。故选B。 【归纳整理】 第二节 熔化与凝固 【课堂练习】 1．如图，下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】凝固图象整个过程中温度有下降的趋势，晶体有凝固点，若在凝固过程中温度保持不变，则为晶体的凝固图象，否则为非晶体的凝固图象，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C 。 2．图示为小明根据实验数据作出的某物质加热熔化时温度随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．该物质属于非晶体 B．该物质在第3min处于固液共存状态 C．该物质在熔化过程中，温度先升高后不变 D．该物质的熔点是48℃，熔化过程用时5min‍ 【答案】B 【详解】A．由图像可知，该物体在熔化过程中有一段时间持续吸热但温度不变，符合晶体熔化时的特征，所以可知该物质属于晶体，故A错误； B．因为该物质属于晶体，所以由图像可知在2-5min内，该物质持续吸热但温度不变，处于固液共存状态，故B正确； C．由图像可知，该物质是晶体，熔化过程中持续吸热但温度保持在熔点不变，故C错误； D．由图像可知，该物质的熔点为48℃，第2min到第5min为熔化过程，时间为3min，故D错误。 故选B。 二、填空题 3．3D打印机是通过逐层堆积材料（塑料、金属、陶瓷等），将数字模型转化为三维实体的设备。某品牌的3D打印机打印过程是将固态的材料在高温下变成液态材料，喷头按照3D图纸轨迹将液态材料挤出，材料冷却后形成立体实物。液态材料冷却后形成立体实物的过程是 （填物态变化名称），该过程需要 （选填“吸热”或“放热”）。 【答案】 凝固 放热 【详解】[1] [2] 物质从液态变为固态的过程叫做凝固，题中液态材料冷却后变成固态实物，属于凝固现象，凝固放热。 4．用如图甲所示装置“探究冰熔化时温度的变化规律”，将碎冰装入试管中，安装好器材开始实验，温度计示数如图乙所示，此时温度为 ℃，熔化过程中试管内的碎冰逐渐变少，此过程中碎冰吸收热量，温度 ； 【答案】 -3 保持不变 【详解】[1]由乙图可知，该温度计的分度值为1℃，液柱的上表面与温度计0刻度线下方的第3条刻度线对齐，则读数为-3℃。 [2]由于冰是晶体，故冰在熔化过程中吸收热量，温度保持在熔点不变。 5．如图是民间艺人正在制作“鲤鱼糖画”，糖浆流动到石板上会很快变成固态附着在木棍上。糖浆变成固态的过程发生的物态变化是 。 【答案】凝固 【详解】物质由液态变为固态的过程叫凝固。所以液态的糖浆变成固态的过程发生的物态变化是凝固。 6．如图是小聪做固体熔化实验时绘制的图像。在CD段时，此物质处于 态（选填“固”、“液”或“固液共存”）；这种物质属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。 【答案】 液 晶体 【详解】[1][2]由图像可知，物质在C点熔化完成，所以CD段物质处于液态；图像的BC段，物质吸收热量，温度保持不变，即物质有固定的熔点，故该物质为晶体。 三、实验题 7．如图甲所示，大雪过后路面结冰，环卫工人会在公路上撒盐，使路面的冰及时融化，确保出行安全。为了弄清其中缘由，小蜀做了一组关于冰熔化的实验。 (1)如图乙为实验装置图，在安装时，如图标注的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置放置非常重要，应当先调整固定 的位置（选填“铁圈”或“铁夹”），在确定铁圈的高度位置时，是根据 来调整的； (2)实验中某时刻温度计的示数如图丙所示，则示数是 ℃，在实验中要尽量使烧杯和冰块均匀受热，以下做法中 能使烧杯和冰块均匀受热； A．取掉烧杯与灯焰之间铁圈上的石棉网 B．将冰块敲碎后再放进试管里 C．将装有冰块的试管直接用酒精灯外焰加热 (3)小蜀每隔1min记录一下温度，他根据记录的实验数据在如图丁中绘制了A图像；接着，小蜀又取了适量淡盐水制成的碎冰，用相同的热源再次加热，得到丁图中B图像，再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰，用相同的热源加热，得到丁图中C图像。由以上实验可知，加入盐后冰的熔点将会 （选填“升高”、“降低”或“不变”）； 【答案】(1) 铁圈 酒精灯外焰的高度 (2) -3 B (3)降低 【详解】（1）[1][2]实验时，需用酒精灯的外焰加热，温度计的玻璃泡需全部浸没在被测物体中，不能碰到时试管壁和试管底；组装实验装置时，应先根据外焰的高度来调整烧杯的位置，即应先固定铁圈的位置。 （2）[1]由图丙知，温度计的分度值为1℃，则温度计的示数为-3℃，所以此时冰的温度是-3℃。 [2]A．取掉烧杯与灯焰之间铁圈上的石棉网，烧杯局部加热，烧杯中的水受热不均匀，故A不符合题意； B．将冰块敲碎后再放进试管里，碎冰块受热均匀，故B符合题意； C．将装有冰块的试管直接用酒精灯外焰加热，冰块受热不均匀，故C不符合题意； 故选B。 （3）分析图丁可知，图线C中的制成碎冰的盐水浓度最大，熔点最低；由以上实验可知，加入盐后冰的熔点将会降低。 8．图甲是“探究海波熔化时温度变化规律”的实验装置。图乙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图象。 (1)由乙图可知海波的熔点为 ℃；第5min海波处于 态。 (2)若用质量为m1的海波做实验，绘制海波的温度随时间变化的图线如图丙中的a。若用质量为m2（m2>m1）的海波做实验，得到的图线可能是图丙中的 （选填“b”“c”或“d”）。 【答案】(1) 48 固液共存 (2)c 【详解】（1）[1][2]由图象可知，2~6min图象是水平线段，这一时间段海波吸热，但温度保持48℃不变，48℃为海波的熔点，所以海波是晶体；第5min时海波处于熔化过程中，所以是固液共存状态。 （2）由题可知，其它条件不变，仅将海波的质量增加，海波的熔点是不变的，初温相同时，加热到刚开始熔化的时间变长，但是b、d表示熔点都变了，所以b、d错误，c正确。 9．小西和同学们利用如图甲所示的装置，做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验。 (1)图甲器材合理的安装顺序是 （选填“自下而上”或“自上而下”）； (2)装有适量碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热，目的是 ； (3)根据实验数据，小西绘制了冰的温度随时间变化的图像，如图乙所示，在第4min时处于 （选填“固”、“液”或“固液共存”）态； (4)在完成上述实验后，小西利用烧杯中的水继续做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。当水沸腾时，温度计的示数如图丙所示，为 ℃，由此判断该地区的大气压 （选填“高于”、“等于”或“低于”）1个标准大气压； (5)将水加热至沸腾的过程中，同学们发现加热时间过长，下列措施中，可以缩短加热时间的是（　　）。 A．减少烧杯中水的质量 B．用“小火”加热 【答案】(1)自下而上 (2)受热均匀 (3)固液共存 (4) 93 低于 (5)A 【详解】（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度，按照自下而上的顺序进行。 （2）将装有适量碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热的方法叫做水浴法，可以使被加热物质受热更加均匀，加热过程更加缓慢，便于记录实验数据。 （3）由乙图知道，从第2min到6min，冰的温度保持0℃不变，所以冰是晶体。2~6min是冰的熔化过程，在第4min，冰处于熔化过程中，所以处于固液共存态。 （4）[1][2]当水沸腾时，温度计的示数如图丙所示，分度值为1℃，示数为93℃，则沸点为93℃；标准大气压下水的沸点是100℃，气压越低，沸点越低，所以该地区的大气压低于1个标准大气压。 （5）A．减少烧杯中水的质量，水沸腾需要吸收的热量减少，则加热时间缩短，故A符合题意； B．用“小火”加热，单位时间内水吸收的热量减少，则加热时间延长，故B不符合题意。 故选A。 10．小明利用如图甲所示装置在常温下探究冰块熔化的特点，她每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。 (1)冰的熔化过程持续了10min，实验装置中没有酒精灯，冰 （选填“会”或“不会”）熔化； (2)图乙是他根据记录的数据绘制的“温度-时间”图像，由图像可知：冰属于 体；图乙中第4min时，物质处于 态； (3)实验结束后，小明接着探究盐冰（浓盐水冻成的冰块）熔化时温度的变化规律，如图丙所示。通过探究可知：为防止事故发生，冬天给结冰（积雪）道路撒盐可以使含盐的冰（雪）在 （选填“更高”或“更低”）的温度下熔化； (4)水的凝固点是0℃，酒精的凝固点是℃，冬天室外已结冰，小明把酒精和水的混合液体放到室外（室外温度大约℃），经过很长时间却发现混合液没有凝固。就这个现象请你提出一个猜想？ 。 【答案】(1)会 (2) 晶 固 (3)更低 (4)见解析 【详解】（1）冰熔化的条件是达到熔点继续吸热，实验装置中没有酒精灯，冰可从周围环境吸热，冰会熔化。 （2）[1][2]图乙是他根据记录的数据绘制的“温度—时间”图像，5-15分钟吸热，但温度保持不变，即有固定的熔点，所以冰属于晶体，图乙中第4min时，物质还没有熔化，物质处于固态。 （3）如图丙所示，盐冰的凝固点为-2℃，盐冰的凝固点低于冰的熔点，为防止事故发生，冬天给结冰（积雪）道路撒盐可以使含盐的冰（雪）在更低的温度下熔化。 （4）把混合液放入温度为-5℃的冰箱的冷冻室中，经过相当长的时间后，水并没有凝固，说明混合液的凝固点降低了，可提出问题：水中加入酒精凝固点降低了吗？ 11．不同物质熔化时，温度的变化规律可能不同。某实验小组选用海波和石蜡进行实验，实验装置如图甲所示。 (1)除了甲图中的实验器材，本实验还需要的测量工具是 。 (2)实验小组根据实验数据画出了海波和石蜡大致的熔化图象分别如图乙、丙所示，分析可知，海波是 （选填“晶体”或“非晶体”），其在熔化过程中的特点是：持续吸热， 。 (3)实验小组提出了新的想法：在环境温度恒为的实验室中，把盛有冰块的大试管插入装满冰块的烧杯中，如图丁所示，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，当烧杯中的冰块只剩下一小块时，试管中的冰（　　）（填标号）。 A．全部熔化 B．熔化一部分 C．一点也不熔化 【答案】(1)秒表 (2) 晶体 温度不变 (3)C 【详解】（1）探究不同物质熔化时，温度的变化规律时需要测量温度和时间，所以本实验还需要的测量工具是秒表。 （2）[1][2]晶体有固定的熔化温度，海波大致的熔化图像如图乙所示，由图乙可知，熔化过程中持续吸热 ,温度不变，所以海波是晶体。 （3）晶体熔化需要吸热，而熔化时保持熔点不变，故大烧杯中的温度为0℃，试管中的冰也是0℃，温度相同，不能吸热，故不会熔化，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二节 熔化与凝固 （导学案） 【学习目标】 1.知道熔化和凝固现象 2.知道晶体和非晶体的区别，了解物质的熔点和凝固点 3.掌握用图像表示物理规律的方法，理解熔化图像和凝固图像表示的物理过程 4.知道熔化吸热、凝固放热，并能用来解释生活中的相关现象。 【学习重点】 1.晶体与非晶体熔化的探究过程 2.理解熔化图像和凝固图像表示的物理过程 【学习难点】 理解并根据实验总结固体熔化时的温度的变化规律。 【自主预习】 1．物质从 态变为 态的过程称为熔化，它是 热过程；物质从 态变为 态的过程称为凝固，它是 热过程。 2．自然界中的固体可以分为_______和________两大类，_______有固定的熔点，_______没有固定的熔点。 3．晶体开始熔化时的温度叫 ；晶体形成时的温度叫 。同一种晶体的熔点和凝固点是 的。 4．晶体熔化时， 热，温度 ；非晶体熔化时， 热，温度 ；晶体凝固时， 热温度 ；非晶体凝固时， 热，温度 。 【课堂探究】 探究一、熔化及其特点 学生自主阅读课本P8的内容，学习熔化的概念，完成下列内容。 （1）春天来了，冰雪消融；寒冬来了，河水结冰。像冰化水那样，物质从 变为 的过程称为熔化。 （2）请举例说明熔化的实例。 探究二、探究固体熔化时的温度变化规律 教师引导学生进行实验设计，完成固体熔化时的温度变化规律。 【提出问题】冰在什么情况下会熔化？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】当给冰加热时就会发生熔化，熔化时温度可能一直上升也可能保持不变等等。 【设计实验】让学生阅读课本第8页做中学的内容，结合课本图13-13设计实验，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。 【实验仪器及安装】铁架台、酒精灯、石棉网、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 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“ ”。 【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。 时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 冰的温度t/℃ -4 -3 -2 -1 0 0 0 0 1 2 3 石蜡的温度/℃ 40 41 43 45 46 48 50 52 54 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。 AB段：碎冰为 ，碎冰吸热温度升高。 BC段：碎冰处于 ，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 。 CD段：碎冰全部熔化为液态后，温度 。 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。 由甲、乙两图可知：碎冰 的熔化温度，石蜡 的熔化温度。 【实验结论】不同的物质在熔化过程中温度变化的规律不同。 （1）有的物质（如冰），在熔化过程中虽然继续对它加热，但温度 ； （2）有的物质（如石蜡），在熔化过程中先变软，后变稀，最后熔化为液体，且在加热过程中温度一直升高。这表明物质熔化时温度变化取决于其物理性质， 【交流与评估】当撤掉酒精灯后，试管中的碎冰是否会继续熔化？通过实验进行验证。 得出晶体熔化的条件： 【例1】下列物态变化中，属于熔化的是（    ） A．铁块化成铁水 B．盘子里的水晾干了 C．湖水表面结冰 D．把白糖加水后化成糖水 【例2】物理知识与生活息息相关，例如把鱼埋在冰块中，主要是利用了冰 （填物态变化）时吸热的特点来保鲜鱼；在冰雪覆盖的路面上撒些盐便于除雪，这是为了降低冰雪的 。 探究三、晶体与非晶体 【自主学习1】 指导学生带着问题自主学习，学生阅读课本P9内容并回答下列问题 什么是熔点？什么是晶体？什么是非晶体？晶体和非晶体的区别是什么？晶体熔化的条件是什么？ 【归纳总结】 ①自然界中有些固体（类似冰），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　 　，晶体熔化时的温度叫做　 　；有些固体和石蜡那样，没有确定的熔化温度，而是随着温度的升高逐渐由硬变软，最后变为液体。在此过程中，外界不断加热，其温度会持续上升。这类固体没有确定的熔化温度，称为　 　，非晶体　 　熔点。  ②常见的晶体有： 等；  常见的非晶体有： 　等。  【自主学习2】 查看晶体熔点表，讨论如下问题。哪种晶体熔点最高？熔点是多少？冰的熔点是多少？能否用铝锅来熔化铁？俗语说真金不怕火炼，如何科学地解释它？ （1）金刚石的熔点最高，熔点高达 。  （2）在1个标准大气压下，冰的熔点是 。  （3）能不能用铜制成的锅来熔化铁呢？ （4）俗语说真金不怕火炼，如何科学地解释它？ 【知识拓展】 阅读课本P10“科学书屋”内容 1.了解晶体的熔点会因外界压强的变化或杂质的存在等原因而变化。找到下雪天撒盐加速融雪的科学原理。 工作人员在撒盐融雪 2.了解熔化吸热的微观解释 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？结合课本内容找到微观熔化吸热的微观解释？ 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。如果要使熔化过程继续，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 【例4】小明用如图甲的装置来“探究冰熔化前后的温度的变化规律”。 (1)安装实验器材时，小明应按照 的顺序进行； (2)实验时，用“水浴法”给试管加热，而不用酒精灯直接给试管加热，目的是为了 ； (3)根据实验数据画出了图乙中的温度﹣时间图像ABCD，由图像可以推知冰是 （选填“晶体”或“非晶体”），依据是冰在熔化时持续吸热且温度 ； (4)第7min时，试管内物质处于 态； (5)另一小组的同学在利用相同的器材进行实验时，观察到冰在熔化时温度计示数缓慢上升。产生这一现象的原因可能是 ___________ 。 A．温度计的玻璃泡碰到了试管壁 B．对试管内固体不断搅拌 C．烧杯中的水过多 探究四、凝固及其特点 【自主学习】 阅读课本P11“凝固及其特点”部分内容，结合生活中的水结冰、熬糖制作糖画等事例，分析讨论并回答以下问题 （1）像水结成冰那样，物质从液态变为固态的过程称为 。  （2）晶体的形成也有确定的温度，这个温度叫 ，同种晶体的熔点和凝固点是 。非晶体没有 。  （3）凝固规律：晶体在凝固时 ，温度 。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 ； 。（如果撤掉热源，物质吸不到热将不再熔化。） 【例1】如图是“泼水成冰”的游戏，游戏是在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出，将看到成片的冰晶徐徐飘落。“泼水成冰”是水 形成的（填物态变化的名称），此过程需要 （选填“吸热”或“放热”）；市政工人通过向积雪的道路上撒“融雪盐”，以防止交通事故的发生，这是因为“融雪盐”能有效 （选填“提高”或“降低”）道路上积雪的熔点。 【例2】西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品，是山西博物院的“镇院之宝”（如图所示）。制作鸟尊等青铜器时，先用泥土制成“内范”，在其外部涂适当厚度的蜡，将蜡雕刻成所需形状，称之为“模”，然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔（模具），在空腔中倒入青铜液，待青铜液冷却后，打碎“外范”和“内范”，就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是（　　）    A．将蜡加热到液态是熔化过程，会放出热量 B．青铜液冷却到固态是凝固过程，会放出热量 C．青铜液冷却到固态是凝华过程，需吸收热量 D．青铜和蜡熔化过程中，温度均保持不变 【归纳整理】 第二节 熔化与凝固 【课堂练习】 1．如图，下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是（　　） A． B． C． D． 2．图示为小明根据实验数据作出的某物质加热熔化时温度随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．该物质属于非晶体 B．该物质在第3min处于固液共存状态 C．该物质在熔化过程中，温度先升高后不变 D．该物质的熔点是48℃，熔化过程用时5min‍ 二、填空题 3．3D打印机是通过逐层堆积材料（塑料、金属、陶瓷等），将数字模型转化为三维实体的设备。某品牌的3D打印机打印过程是将固态的材料在高温下变成液态材料，喷头按照3D图纸轨迹将液态材料挤出，材料冷却后形成立体实物。液态材料冷却后形成立体实物的过程是 （填物态变化名称），该过程需要 （选填“吸热”或“放热”）。 4．用如图甲所示装置“探究冰熔化时温度的变化规律”，将碎冰装入试管中，安装好器材开始实验，温度计示数如图乙所示，此时温度为 ℃，熔化过程中试管内的碎冰逐渐变少，此过程中碎冰吸收热量，温度 ； 5．如图是民间艺人正在制作“鲤鱼糖画”，糖浆流动到石板上会很快变成固态附着在木棍上。糖浆变成固态的过程发生的物态变化是 。 6．如图是小聪做固体熔化实验时绘制的图像。在CD段时，此物质处于 态（选填“固”、“液”或“固液共存”）；这种物质属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。 三、实验题 7．如图甲所示，大雪过后路面结冰，环卫工人会在公路上撒盐，使路面的冰及时融化，确保出行安全。为了弄清其中缘由，小蜀做了一组关于冰熔化的实验。 (1)如图乙为实验装置图，在安装时，如图标注的铁圈位置和悬挂温度计的铁夹位置放置非常重要，应当先调整固定 的位置（选填“铁圈”或“铁夹”），在确定铁圈的高度位置时，是根据 来调整的； (2)实验中某时刻温度计的示数如图丙所示，则示数是 ℃，在实验中要尽量使烧杯和冰块均匀受热，以下做法中 能使烧杯和冰块均匀受热； A．取掉烧杯与灯焰之间铁圈上的石棉网 B．将冰块敲碎后再放进试管里 C．将装有冰块的试管直接用酒精灯外焰加热 (3)小蜀每隔1min记录一下温度，他根据记录的实验数据在如图丁中绘制了A图像；接着，小蜀又取了适量淡盐水制成的碎冰，用相同的热源再次加热，得到丁图中B图像，再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰，用相同的热源加热，得到丁图中C图像。由以上实验可知，加入盐后冰的熔点将会 （选填“升高”、“降低”或“不变”）； 8．图甲是“探究海波熔化时温度变化规律”的实验装置。图乙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图象。 (1)由乙图可知海波的熔点为 ℃；第5min海波处于 态。 (2)若用质量为m1的海波做实验，绘制海波的温度随时间变化的图线如图丙中的a。若用质量为m2（m2>m1）的海波做实验，得到的图线可能是图丙中的 （选填“b”“c”或“d”）。 9．小西和同学们利用如图甲所示的装置，做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验。 (1)图甲器材合理的安装顺序是 （选填“自下而上”或“自上而下”）； (2)装有适量碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热，目的是 ； (3)根据实验数据，小西绘制了冰的温度随时间变化的图像，如图乙所示，在第4min时处于 （选填“固”、“液”或“固液共存”）态； (4)在完成上述实验后，小西利用烧杯中的水继续做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。当水沸腾时，温度计的示数如图丙所示，为 ℃，由此判断该地区的大气压 （选填“高于”、“等于”或“低于”）1个标准大气压； (5)将水加热至沸腾的过程中，同学们发现加热时间过长，下列措施中，可以缩短加热时间的是（　　）。 A．减少烧杯中水的质量 B．用“小火”加热 10．小明利用如图甲所示装置在常温下探究冰块熔化的特点，她每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。 (1)冰的熔化过程持续了10min，实验装置中没有酒精灯，冰 （选填“会”或“不会”）熔化； (2)图乙是他根据记录的数据绘制的“温度-时间”图像，由图像可知：冰属于 体；图乙中第4min时，物质处于 态； (3)实验结束后，小明接着探究盐冰（浓盐水冻成的冰块）熔化时温度的变化规律，如图丙所示。通过探究可知：为防止事故发生，冬天给结冰（积雪）道路撒盐可以使含盐的冰（雪）在 （选填“更高”或“更低”）的温度下熔化； (4)水的凝固点是0℃，酒精的凝固点是℃，冬天室外已结冰，小明把酒精和水的混合液体放到室外（室外温度大约℃），经过很长时间却发现混合液没有凝固。就这个现象请你提出一个猜想？ 。 11．不同物质熔化时，温度的变化规律可能不同。某实验小组选用海波和石蜡进行实验，实验装置如图甲所示。 (1)除了甲图中的实验器材，本实验还需要的测量工具是 。 (2)实验小组根据实验数据画出了海波和石蜡大致的熔化图象分别如图乙、丙所示，分析可知，海波是 （选填“晶体”或“非晶体”），其在熔化过程中的特点是：持续吸热， 。 (3)实验小组提出了新的想法：在环境温度恒为的实验室中，把盛有冰块的大试管插入装满冰块的烧杯中，如图丁所示，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，当烧杯中的冰块只剩下一小块时，试管中的冰（　　）（填标号）。 A．全部熔化 B．熔化一部分 C．一点也不熔化 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$