三、熔化和凝固（教学课件）物理苏科版2024八年级上册

该初中物理课件围绕“熔化和凝固”核心内容，以长江冰雪消融现象导入，通过实验探究冰与石蜡的熔化特点，构建晶体与非晶体概念，结合温度-时间图像分析，形成“现象-实验-概念-应用”的学习支架，帮助学生理解物态变化规律。 其亮点在于融合科学探究与核心素养，通过水浴法实验、图像分析培养科学思维与探究能力，融入古代冶炼技术增强科学态度与责任。实例丰富，结构清晰，助力学生深化物理观念，教师可高效开展教学。

第四章 物态变化 物理八年级上册 •苏科版 三、熔化和凝固 学习目标 01 物理观念 知道熔化和凝固的含义，能运用所学知识解释生活中的一些物理现象。知道晶体与非晶体熔化、凝固特点和晶体熔化、凝固条件，了解熔点和凝固点。了解熔化和凝固曲线。 02 科学思维 通过对冰和石蜡熔化实验的分析，培养逻辑推理和归纳总结能力;在分析温度-时间图像过程中，提升数据分析和图像解读能力。 03 科学探究 探究冰和石蜡的熔化特点。 04 科学态度与责任 关注熔化和凝固现象在生活和生产中的应用，增强将物理知识应用于实际的意识；了解我国古代的冶炼技术，增强民族自豪感。 重点难点 教学重点 教学难点 熔化和凝固的含义。晶体与非晶体熔化、凝固特点和晶体熔化、凝固条件。 熔化凝固图像的绘制与解读。 晶体熔化的特点和晶体熔化的的条件相关问题。 课堂导入 长江是我国的第一大河。你可曾想过，这气势磅礴、奔腾万里的滔滔巨流，其源头竟是由各拉丹冬雪山冰雪消融后的点点水滴汇集而成的! 冰雪消融的过程中，物质状态发生了怎样的变化？在状态变化的过程中，冰雪吸热还是放热? 探究新知 熔化和凝固 熔化：物质由固态变为液态的过程。 冰熔化成水 蜡熔化 巧克力熔化 熔化 液态 固态 探究新知 凝固：物质由液态变为固态的过程。 液态 固态 凝固 水凝固 蜡油凝固 岩浆凝固 探究新知 熔化、凝固的特点 从冰箱冷冻室中取出一块冰块放入碗中，在室温下不久冰块就开始熔化，之后一段时间内碗里都是冰和水混合在一起的情况。如果用温度计测量，就会发现尽管冰在逐渐熔化变少，但水的温度并没有升高。这是怎么回事? 想一想：其他物质熔化时的温度是否也不变? 探究新知 活动4.4 探究冰和石蜡的熔化特点 将温度传感器与计算机连接，设置好数据采集软件。如图所示，取适量碎冰放入试管中，插入温度传感器探头，再将试管置于放有水的烧杯中。采集实验数据并观察计算机屏幕上显示的冰熔化的温度—时间图像，同时观察冰的状态变化情况。 水浴法加热 探究新知 将上述装置中的碎冰换成碾碎的石蜡，并且用酒精灯对烧杯加热，如图所示，观察计算机屏幕上显示的石蜡熔化的温度—时间图像，同时观察石蜡的状态变化情况。 活动4.4 探究冰和石蜡的熔化特点 探究新知 实验数据图像 冰熔化时的温度—时间图像   石蜡熔化时的温度—时间图像 探究新知 观察冰的熔化过程：冰吸收热量，温度逐渐上升，温度达到0℃时开始熔化。熔化过程中继续吸热，温度保持不变；熔化完，继续吸热升温。 观察石蜡的熔化过程：吸收热量温度持续上升，在此过程中，石蜡由硬变软变稀，最后熔化为液体。 实验表明：随着酒精灯的不断加热，冰在熔化前温度不断升高，但熔化时温度保持不变，熔化后温度继续升高；石蜡在熔化过程中温度不断升高。 探究新知 晶体与非晶体 固体在熔化时需要吸热。有些固体(如冰)在化过程中尽管不断吸热，但温度却保持不变，即具有固定的熔化温度，这类固体属于晶体。 常见的晶体：冰、海波、各种金属、石英 、水晶、食盐、萘等。 冰 水晶 食盐 金属 探究新知 还有一些固体(如石蜡)，它们在熔化过程中只要不断吸热，温度就会不断升高，即没有固定的熔化温度，这类固体属于非晶体。 常见的非晶体：松香、橡胶、玻璃、塑料等 玻璃 橡胶 松香 塑料 探究新知 晶体熔化时的温度叫作熔点。 一些晶体的熔点（在标准大气压下） 晶 体 熔点 / ℃   晶 体 熔点 / ℃   晶 体 熔点 / ℃ 钨 3 410   铅 328   固态水银 -39 铁 1 535   锡 232   固态甲苯 -95 铜 1 083   钠 98   固态酒精 -117 金 1 064   萘 80   固态氮 -210 银 962   海波（硫代 硫酸钠） 48   固态氧 -218 铝 660   冰 0   固态氢 -259 探究新知 实验研究表明：晶体熔化后再凝固时也有一定的凝固温度，这个温度叫作凝固点。同种晶体的凝固点与熔点相同。 非晶体既没有熔点也没有凝固点。 探究新知 晶体的熔化图像 熔点 固态 固液 共存态 液态 AB段：物质处于固态，表示晶体吸热升温的过程。 1 BC段：物质处于固液共存态，表示晶体熔化过程，吸收热量，温度不变。 2 CD段：物质处于液态，表示液体吸热升温过程。 3 探究新知 思考：把晶体加热到熔点就停止加热，晶体还会继续熔化吗？ 不能，因为晶体不能继续吸热，所以晶体不会继续熔化。 1.达到熔点 2.持续吸热 晶体熔化的条件： 探究新知 晶体的凝固图像 DE段：物质处于液态，表示液体放热降温的过程。 1 EF段：物质处于固液共存态，表示晶体凝固过程，放出热量，温度不变。 2 FG段：物质处于固态，表示晶体放热降温过程。 3 凝固点 液态 固液共存 固态 晶体凝固的条件：1.达到凝固点；2.持续放热。 探究新知 非晶体熔化、凝固时的图像 非晶体熔化曲线 非晶体凝固曲线 （1）非晶体熔化时的特点 非晶体熔化过程中，随着吸热，温度不断地上升，没有固定的熔化温度。 （2）非晶体凝固时的特点 非晶体在凝固过程中，随着放热，温度持续降低，也没有一定的凝固温度。 探究新知 熔化、凝固的应用 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，这表明晶体在熔化时吸热。反过来，液体在凝固成晶体时放热，但是温度不变。非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热，但是温度改变。 物质在熔化时吸收热量，凝固时放出热量 探究新知 熔化吸热 冰饮解暑 食品冷冻保鲜 冰敷受伤部位 超市用冰来冷冻保鲜食品；病人受伤部位可以用冰袋来冷敷；夏天喝冰饮降温解暑。 探究新知 凝固成型，制成生活模具品和工艺品 熔化的麦芽糖被手工艺人塑造成千姿百态的造型；工厂将玻璃加热到熔融状态，然后用它制作各种玻璃制品。 糖塑 将熔融状态的玻璃制成玻璃制品 探究新知 凝固放热 菜窖里面放水 初春，给秧田放水 探究新知 想一想，熔化或凝固会不会对我们的生产和生活造成不利影响? 冰雪天气，道路易结冰，道路湿滑，容易造成交通事故。 可以在积雪中撒盐来改变物质的熔点或凝固点。 探究新知 我国古代冶炼的技术 冶炼技术反映了社会生产力的水平。我国古代的冶炼技术曾走在世界的前列。 早在商周时期，我们的祖先就已经熟练掌握了青铜铸造技术。 他们通过控制铜、锡、铅等金属的比例，熔炼成各种性能的青铜合 金，铸成各种农具、兵器、乐器和祭礼器等。 春秋战国时期，我国发明了生铁冶炼技术，这比欧洲要早约2 000 年。生铁是在 1 150 ~ 1 300 ℃的高温下冶炼出来的，质地比较硬且可铸性强。生铁冶炼技术的进步推动了铁质农具的广泛应 用，出现了铁犁牛耕的生产方式，推动了生产力的发展和井田制的 解体，促进了农业、手工业、土木建筑业的迅速发展。 随着生铁冶炼技术的发展，各种炼钢技术也应运而生。例如，在南北 朝时期普遍使用的灌钢法，它利用“生铁碳高、熟铁碳低” 的特点， 将生铁和熟铁按比例混合熔炼以改变碳含量，从而生产出硬度高、 性能好的钢。这项技术的发明为世界冶炼技术的发展作出了贡献。 灌钢法（《天工开物》） 探究新知 【学习任务一】熔化和凝固现象 炎炎夏季，小明将一杯水放入冰箱的冷冻室里，经过一段时间后，杯中的水变成了冰块，这个过程发生的物态变化是 ；小明在可乐里加入冰块后能降低可乐的温度，这主要是因为冰块 （填物态变化名称）时会 （选填“吸收”或“放出”） 热量。 凝固 解：[1] 水变成了冰块，物质由液态变成固态，发生的物态变化为凝固。 [2][3] 炎热的夏天，由冰箱的冷冻室中取出一些冰块，放进可乐杯中，由于冰块的温度比可乐的温度低，所以冰块从可乐中吸收热量，由固态的冰熔化成液态的水，熔化过程吸收热量。 熔化 吸收 探究新知 【学习任务二】熔点和凝固点 把一个装有碎冰块的试管插入装有适量碎冰块的烧杯中，在烧杯底部用酒精灯加热，下列说法正确的是（　　） A．试管和烧杯中的冰同时熔化 B．试管中的冰先熔化 C．烧杯中的冰完全熔化后试管中的冰才开始熔化 D．试管中的冰始终不能熔化 C 解：冰是晶体，若给烧杯中的冰加热时，烧杯中的冰会熔化，但完全熔化前温度保持不变，所以试管中的冰能达到熔点，但由于温度相同没有热传递，则不能从烧杯中继续吸热，所以烧杯中的冰完全熔化前，试管中的冰不能熔化，若烧杯中的冰完全熔化后，继续吸热，温度升高，此时试管中的冰达到熔点，能继续吸热，所以试管中的冰开始熔化，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 探究新知 【学习任务三】熔化、凝固图像 用如图甲的两套相同装置，分别对相等质量的固体M、N 加热。温度随加热时间变化的曲线如图乙，在35min 内 M 物质从固体熔化成了液体，N 物质始终是固体。关于则下列说法错误的是（　　） A．水浴法让被加热物体受热均匀 B．N的部分数据可能是捏造的 C．M的沸点是80℃ D．N可能是晶体 解：A．水浴法让被加热物体受热面积增大，充分且均匀受热受热，故A正确，A不符合题意； BD．长时间加热N 物质始终是固体温度还没达到其熔点，有固定熔点的是晶体，而晶体的熔化图形在熔化前是一条直线，不是曲线。故BD正确，BD不符合题意； C．M的图像明显是晶体的熔化图像，在熔化过程中温度保持不变；温度保持不变的图像对应的温度是晶体的熔点不是沸点。故C错误，C符合题意。 故选C。 C 课堂小结 熔化和凝固 熔化 凝固 熔化吸热 晶体 晶体熔化条件 从固态变成液态的过程 晶体和非晶体 非晶体 达到熔点 继续吸热 凝固放热 晶体凝固条件 从液态变成固态的过程 达到凝固点 继续放热 有固定熔点（凝固点） 举例：冰、海波、石英、各种金属 没有固定熔点（凝固点） 举例：石蜡、沥青、玻璃、松香 相反 课堂练习 1．为节约运输成本，海鲜运输可使用碎冰保鲜。在泡沫箱里放一层碎冰，再放一层海鲜，直到把泡沫箱装满为止。这是因为冰 （填物态变化名称）时要 （选填“吸热”或“放热”），所以能起到保鲜的作用。 解：[1][2]海鲜运输可使用碎冰保鲜，这是因为冰在热的环境中会吸收热量熔化为水，使得环境温度降低，所以能起到保鲜的作用。 熔化 吸 课堂练习 2．如图甲所示，糖画是我国的一种民间艺术，被列入非物质文化遗产。用糖汁在石板上画出戏曲人物、小动物等造型，待糖汁 （填物态变化名称）后，栩栩如生的“糖人”就制成了，此过程需要 热量。 凝固 解：[1][2]糖汁原本是液态，制成 “糖人” 后变成固态。物质从液态变为固态的过程叫做凝固。凝固过程是一个放热过程，所以此过程需要放出热量。 放出 课堂练习 3．固体分为晶体和非晶体两种，在①海波、②沥青、③玻璃、④铁中，属于晶体的有 （填序号）。如图所示是A、B两种物质的熔化图像，由图可知， （选填“A”或“B”）物质是晶体，它在熔化过程中，温度 （选填“不断升高”“不变”或“不断降低”），其熔点是 ℃。 解：[1]海波和金属铁都有固定熔点，属于晶体，而沥青、玻璃没有固定熔点，属于非晶体。 [2][3]晶体都有固定熔点，在熔化时吸收热量，但温度保持在熔点不变，故图中A为晶体，B为非晶体。 [4]由图像可知，A物质的熔化图像在5-10min温度保持在80℃不变，故该晶体的熔点为80℃。 ①④ A 不变 80 课堂练习 4．我国古代科技著作《天工开物》里记载了铸造“万钧钟”和“鼎”的方法，先后用泥土制作“模骨”，“干燥之后以牛油、黄蜡附其上数寸”，在油蜡上刻上各种图案（如图），然后在油蜡的外面用泥土制成外壳。干燥之后，“外施火力炙化其中油蜡”，油蜡流出形成空腔，在空腔中倒入铜液，待铜液冷却后，“钟鼎成矣”。下列说法正确的是（　　） A．“炙化其中油蜡”是放热过程 B．“炙化其中油蜡”是液化过程 C．铜液冷却成钟鼎是凝固过程 D．铜液冷却成钟鼎是吸热过程 C 解：AB．《天工开物》是我国一部科技巨著。“炙化其中油蜡”是固态的油蜡变成液态的蜡水，是熔化的过程，不是液化过程，且该过程会吸收热量，故AB错误； CD．铜液冷却成钟鼎是液态的铜液变成固态的铜，因此是凝固的过程，该过程会放出热量，故C正确，D错误。 故选C。 课堂练习 5．某物质的熔化图像如图甲所示，则下列说法不正确的是（　　） A．该物质为晶体 B．该物质熔化过程持续时间为20min C．该物质在15min时是固液共存态，要继续吸热 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，试管内冰的质量会逐渐增加 B 课堂练习 解：A．由图像可知，整个过程中温度有上升的趋势，是熔化图像；又因为该物质在熔化过程中温度保持不变，所以该物质是晶体，故A正确，不符合题意；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　BC．由图像知道，物质从第10min开始熔化，到第20min结束，熔化过程共经历了10min，当加热到15min时，该物质处于熔化过程，物质状态是固液共存状态，此过程虽然温度保持不变，但会继续吸收热量，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中时，冰水混合物温度高于该物质，冰水混合物会向该物质放热，温度保持不变，冰水混合物中的水符合凝固结冰的条件，所以冰水混合物中的冰会变多，即冰的质量将变大，故D正确，不符合题意。 故选B。 课堂练习 6．小明利用如图甲所示的实验装置探究冰熔化时温度的变化规律。 (1)如图甲，在组装实验器材时，应按照 （选填 “自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。 (2)下列措施能使冰块受热均匀的有______。 A．加热过程中不断搅拌 B．用水浴法加热 C．选择小颗粒的冰块进行实验 D．用酒精灯外焰进行加热 (3)实验过程中，某时刻温度计的示数如图乙所示，为 ℃。 (4)小明根据实验数据绘制成如图丙所示图像，可知BC段冰处于 态，BC段 （选填“需要”或“不需要”）吸热，由实验可知，冰属于 （选填“晶体”或“非晶体”）。 (5)由实验可知，晶体熔化的条件： ，持续吸热。由图丙可知，晶体熔化的特点：吸收热量，温度 。 自下而上 ABC -3 固液共存 需要 晶体 温度达到熔点 保持不变 课堂练习 解：（1）由于酒精灯需用外焰加热，所以，应先放好酒精灯，再固定铁圈的高度，最后调整温度计的高度，即组装实验器材要按照自下而上的顺序进行。 （2）ABC．加热过程中不断搅拌，使用“水浴法”加热，选择小颗粒的冰块进行实验，都可以使物质受热均匀，故ABC符合题意； D．用酒精灯外焰进行加热，可以提高加热的温度，与是否受热均匀无关，故D不符合题意。 故选ABC。 （3）由图乙知道，温度计的分度值是1℃，示数是-3℃。 （4）[1][2][3]由图丙知道，该物质熔化过程温度保持不变，即段时冰正在熔化过程中，不断吸收热量，此过程中物质处于固液共存态。由于冰有固定的熔点，所以冰属于晶体。 （5）[1]由实验可知，温度达到熔点后，继续吸热，冰才能熔化，得出晶体熔化的条件：温度达到熔点，持续吸热。 [2]由实验可知，冰熔化时需要加热，但温度保持不变，得出晶体熔化的特点：吸收热量，温度保持不变。 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.实践应用作业：（1）查阅资料，我国北方地区的最低气温大致是多少？为什么在寒冷的北方地区不用水银温度计来测量气温？ （2）在生活中，你会见到许多固态物质，如食盐、玻璃等。你想知道它们是晶体还是非晶体吗？查阅资料寻求答案，并与同学交流。 谢谢聆听 谢谢聆听 $