内容正文:
第2节 熔化和凝固
序号 学习任务 核心素养
1 能区别物质的气态、液态和固态三种形态;知道熔化和凝固的概念 物理观念
2 知道晶体和非晶体的区别;知道晶体的熔点和凝固点 物理观念
3 通过实验探究,了解熔化和凝固过程中的吸热和放热现象 科学探究
4 理解熔化和凝固图像的物理意义;能根据图像区分晶体和非晶体 科学探究
2
知识点一 物态变化
1.物质常见的三种状态: 、 和 。
2.物态变化: 。
例1 下列成语有关物态变化的是( )。
A.斗转星移 B.冰雪消融
C.木已成舟 D.斩钉截铁
固态
液态
物质各种状态间的变化
气态
B
知识点二 熔化和凝固
1.熔化:物质从 态变成 态的过程。例如,冰块慢慢变成水、糖变成糖浆等。
2.凝固:物质从 态变成 态的过程。例如,水结冰、铁水变成铁锭等。
3.研究固体熔化时温度的变化规律。
固
液
液
固
【实验器材】酒精灯、铁架台、陶土网、烧杯、水、试管、海波、石蜡、搅拌棒、 、 。
【实验过程】组装实验器材如上图所示。把海波和石蜡分别放入内有温度计的试管中,再把试管放入盛有水的烧杯里,用酒精灯加热,并用搅拌棒不断搅动,当温度计的示数升至 40 ℃时,每隔1 min 记录一次温度,并记下不同时刻海波和石蜡的状态变化情况。
【实验图像】
温度计
海波的熔化
石蜡的熔化
秒表
【实验结论】海波:熔化前吸热,温度不断升高,熔化时温度 ,熔化后温度继续升高。
石蜡:熔化过程中吸收热量,温度 。
不变
升高
4.研究液体凝固时温度的变化规律。
对液态海波停止加热后,液态海波温度逐渐降低,当温度降低到48 ℃ 时,液态海波开始凝固。在凝固过程中,海波的温度保持不变,直至凝固完毕,温度才会继续下降。石蜡的凝固过程则不同,停止加热后,石蜡由稀变稠,又变成固态,温度不断降低。
例2 某物质发生某种物态变化时的温度变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )。
A.图像为非晶体熔化时的温度变化曲线
B.图像为晶体凝固时的温度变化曲线
C.图像中FG段表示物质在吸热
D.图像中GH段表示物质处于液态
B
知识点三 熔点和凝固点
1.晶体和非晶体。
晶体:在熔化过程中尽管被不断加热,温度却 ,有固定的熔化温度的固体。常见物质有海波、冰、萘、食盐及各种金属等。
非晶体:在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就不断地 ,没有固定的熔化温度的固体。常见物质有石蜡、玻璃、松香、沥青等。
2.熔点和凝固点。
熔点:晶体熔化时的 。
凝固点:液体凝固形成 时的温度。
保持不变
上升
温度
晶体
项目 晶体 非晶体
熔点和凝固点 有 没有
熔化条件 温度达到熔点,继续吸热 吸热
熔化过程 吸收热量,温度不变 吸收热量,温度升高
凝固条件 温度降到凝固点,继续放热 放热
凝固过程 放出热量,温度不变 放出热量,温度降低
熔化图像
凝固图像
3.晶体与非晶体的比较。
例3 在探究晶体熔化和凝固规律的实验中,绘制出了如图甲所示的图像。
(1)如图乙所示,实验时,组装器材要以 (填“从上到下”或“从下到上”)的顺序;不直接将装有晶体的试管放在酒精灯上加热,而是放入盛有水的烧杯中加热,这样做的好处是 。
从下到上
使晶体受热均匀
甲
乙
(2)图甲中,晶体的熔化过程是 段(用图中字母表示)。熔化过程经历了 min,此过程中晶体处于 状态,此过程中晶体
(填“吸”或“放”)热。
(3)图甲中,晶体在E点是 态,在G点是 态。(均填“固”或“液”)
(4)由图像知该晶体的熔点和凝固点 (填“相同”或“不相同”)。
BC
3
固液共存
甲
液
固
相同
吸
知识点四 熔化吸热 凝固放热
1.晶体在熔化时虽然温度不变,但是必须对它继续加热,熔化过程才能完成。可见,晶体在熔化过程中吸收的热量,不是用来升高温度的,而是用来完成熔化的。
2.非晶体熔化时也要吸收热量,凝固时需要放出热量。
3.应用举例。
(1)高烧的病人用冰袋降温,在这个过程中冰 。
(2)在北方的冬天,为了很好地保存蔬菜,人们通常会在菜窖里放几桶水,这应用了水 ,使菜窖内的温度不会太低。
熔化吸热
凝固放热
例4 秋天是螃蟹成熟的季节。如图所示,人们将结了冰的矿泉水和螃蟹一起放在泡沫塑料箱中,从而制成了一个简易“冰箱”,实现了在运输过程中给螃蟹保鲜的目的。这样做的原因是( )。
A.低温的冰升温吸热和熔化需要放热
B.矿泉水降温和结冰需要放热
C.低温的冰升温和熔化需要吸热
D.矿泉水降温和熔化需要吸热
C
知识点一 物态变化
1.物质各种状态间的变化叫作物态变化,例如冬天河水结冰,是液态水变为固态冰。下列三个变化中属于物态变化的是——————(选填序号),请你仿照示例,写出物态的变化情况:——————————————————————————————————————————————————————————————————————————。
①钢锭在高温下化成钢水 ②铁块在炉火中被烧红 ③玻璃杯被打碎了
①
变为液态的钢水
钢锭在高温下化成钢水,是固态的钢锭
知识点二 熔化和凝固
2.(传统文化)我国古代科技著作《天工开物》中, 对釜的铸造有 “铁化如水,以泥固纯铁柄杓从嘴受注”(如图所示)这样的记载。其中“铁化如水”描述的物态变化是 。
熔化
知识点三 熔点和凝固点
3.关于熔化和凝固,下列说法正确的是( )。
A.每种固体都有自己的熔点
B.同一种晶体的熔点和凝固点不同
C.非晶体在熔化过程中不需要吸热
D.冰的温度升高到0 ℃,它不一定会熔化
D
4.某合金材料,将它长时间握在34 ℃的手中不熔化,而放在 60 ℃的水中会熔化。则该合金的熔点可能是( )。
A.16 ℃ B.30 ℃
C.47 ℃ D.70 ℃
C
知识点四 熔化吸热 凝固放热
5.(生活应用)有一种“55 ℃水杯”,将沸水倒入这种杯中摇一摇,便可使水温快速变为55 ℃并在一定时间内保持温度不变。这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒,这种颗粒是 (填“晶体”或“非晶体”),使沸水降温利用了它 的特点。
晶体
熔化吸热
1.(传统文化)西周晋侯鸟尊是我国青铜器中罕见的珍品,是山西省博物院的“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( )。
B
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固过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
2.在降雪来临之际,某市政下发了“以雪为令、雪停路净”的命令,要求全市相关部门做好及时融雪、除雪工作,保障百姓的安全出行。下列有关雪的说法正确的是( )。
A.大雪过后,万籁俱寂,是因为声音在传播过程中被大雪吸收了一部分
B.在雪中撒融雪剂是为了提高雪的熔点
C.谚语“雪后寒”,是因为雪熔化过程中需要放热,有降温作用
D.若环境为0 ℃,则雪可以熔化
A
3.以下物质全部属于晶体的是( )。
A.食盐、冰、铜、沥青、玻璃
B.冰、食盐、海波、水晶、铜
C.冰、食盐、海波、水晶、橡胶
D.食盐、冰、铜、玻璃、橡胶
B
4.图甲为某物质的凝固图像,从图中可知,以下说法正确的是( )。
A.该物质一定是冰
B.该物质是非晶体
C.第17 min时该物质处于固液共存态
D.将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙所示),则试管内冰的质量将不变
C
甲
乙
5.由于出现高温天气,道路上的沥青被烤化,斑马线变得扭曲模糊,如图所示。关于这个情景的说法正确的是( )。
A.沥青被烤化属于熔化现象
B.沥青属于晶体
C.沥青被烤化的过程中放热
D.沥青被烤化时其温度不变
A
6.把10 ℃的固态金属镓(如图甲所示)放入图乙的装置中并进行加热,水的温度恒定,为50 ℃,测得镓的温度随时间变化的图像如图丙所示。第 8 min时,镓已完全变成了液态,则( )。
A.镓的熔点为30 ℃
B.镓的熔化时间为16 min
C.由实验数据可以判断镓的沸点为50 ℃
D.镓在熔化的过程中不需要吸热
甲
乙
丙
A
7.小明用水浴法探究某固体熔化的特点。小明将装有该固体的试管放入热水中,用温度计A、B分别测量固体和热水的温度,如图甲所示。每隔 15 s记录一次温度计的示数。
(1)实验中用水浴法对固体加热的好处是————————————————————
————————————————————————————————————————————。
(2)15 s时温度计的示数如图乙所示,此时热水的温度为——————℃。
慢,便于记录实验温度
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固体受热均匀,且温度变化比较
(3)根据温度计A和B的示数,绘制的固体和热水的温度随时间变化的图像如图丙所示,由图像可知,该固体是 (填“晶体”或“非晶体”),原因是 。
(4)由图丙可知,该固体的升温特点是 。
(5)实验完成后,将温度计从热水中抽出来,到温度计上的水刚好全部蒸发完毕的过程中,温度计B的示数变化是 。
晶体
晶体熔化时具有固定的熔点
先升高后保持不变
先变小后变大最后不变
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