内容正文:
实验二、探究固体熔化时温度的变化规律
【知识点回顾】
某实验小组采用如图甲所示的实验装置进行“探究冰熔化时温度的变化规律”实验。
1.实验器材分析
(1)实验需要的测量仪器有 和秒表。
(2)石棉网的作用:使烧杯底部 。
(3)烧杯中装有适量的水,是指 。
(4)试管所装物质要求: 。
(5)温度计位置要求:
2.实验被研究物质的分析
(1)实验中应该选取颗粒较 的冰块,原因是 ; 。
(2)加快冰块熔化时间的方法有:减少冰块的质量、增大酒精灯的火焰、
3.实验加热方法分析
水浴法加热的优点:(1)使被加热物质 。
(2)能使固体物质温度上升较慢,便于记录各个时刻的温度
4.实验操作分析
(1)按 的顺序组装实验装置。
合理的组装顺序是 (填序号:①温度计;②石棉网;③装有适量水的烧杯;④酒精灯;⑤装有冰块的试管),固定装置时 点燃酒精灯。
(2)点燃酒精灯,采取 加热,仔细观察冰块的状态变化情况和温度计的示数。
(3)待冰块的温度变化时,每隔1分钟记录1次温度,把温度值填在下表中。
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1 由表可知,冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),其熔点是 ℃;熔化过程中的特点是持续 ,温度 ;在加热到第6 min时,该冰块处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”);
②实验中记录多组数据是为了 ;
③由实验可知,冰块的温度等于熔点时,冰块可能处于 态。
A.固 B.液 C.固液共存
(4)在冰块熔化过程中撤去酒精灯,冰块还会继续熔化,原因是
5.实验结论
(1)晶体在一定温度下熔化,即有熔点。
(2)晶体熔化吸热,温度 ;而非晶体熔化吸热,温度 。
(3)晶体熔化前为 ,熔化时为 态;熔化完成后为
6.实验延伸
如图乙所示是根据上述实验记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像。
(1) AB段的比热容比CD段的比热容 ,原因是相同质量的固体和液体,吸收相同的热量,固体的温度变化比液体的 。
(2)冰在第6 min时的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)第4 min时的内能,这是因为在第4 min时 态物质多一些,在第6 min时 态物质多一些,冰变成水要 热量,内能 。
(3)AB段与CD段的倾斜程度不同,主要是因为水和冰的 不同,在 (选填“AB”或“CD”)段的吸热能力更强
【精练】
1.如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内,再将试管放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程。
(1)除图甲所示实验器材外,还需要的测量工具是___________;
(2)将试管放入水中加热,这样做的目的是使物质___________,而且温度上升较慢,便于记录;
(3)试管内物质在熔化过程中,某时刻的温度如图乙所示,若按照图示A的读数方法,会使测量结果___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图像如图丙所示,则该物质是___________(选填“晶体”或“非晶体”);
(4)根据图丙,该物质在 BC段处于___________(选填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态,此过程中该物质的温度___________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
2.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象如图甲所示。
(1)从图象中可以看出盐水凝固过程用了______分钟,冷却到第5分钟时呈______态。
(2)仔细观察图象发现,该物质凝固前降温比凝固后降温______(选填“快”或“慢”)。
(3)凝固点为____℃。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变____了。(选填“高”或“低”)
(4)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所示,试管中的冰水混合物中的冰会_______(选填“变多”、“变少”或“不变”)。
3.在探究“固体熔化时温度变化规律”的实验中,取两个相同的试管A、B,在A试管中放入蜂蜡,在B试管中放入冰,已知蜂蜡是非晶体,冰是晶体,且蜂蜡的沸点高于水的沸点。如图甲所示,两个试管放入同一杯水中加热,请你完成下面的探究实验:
(1)开始实验后,某一时刻B试管中温度计的示数如图所示,温度为 ℃。
(2)两种物质熔化前后温度随时间变化关系的图象如图乙所示,通过分析图象可知,晶体熔化特点是持续吸热, 。
(3)22min时B试管中的水 (填“能”或“不能”)沸腾。从12min到第16min,蜂蜡的内能 (填“增加”或“不变”)。
4. 小明在家中发现了爸爸防止血糖过低而食用的葡萄糖粉,想知道它是晶体还是非晶体。于是将葡萄糖粉末带到学校的实验室,组装如图所示装置进行验证。
(1)器材组装过程中,a、b、c三个装置正确安装顺序依次为___________。实验过程中使用搅拌棒搅拌的目的是___________。
(2)实验过程中某时刻温度计的示数如图所示,其显示温度为______℃。
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(3)上表是小明实验记录的部分数据,根据表中数据可知葡萄糖粉______(填“是”或“不是”)晶体。在第5min时,试管中物质处于_______状态。
(4)从第7min到第8min,试管中物质分子热运动剧烈程度_______(填“加剧”“不变”或“减弱”)。
5. 图甲是用海波和石蜡“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的______;(选填“A”“B”或“C”)
(2)开始实验后,某一时刻温度计的示数如图甲所示,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乙所示,由图像可知石蜡是_______(选填“晶体”或“非晶体”),海波熔化持续了_______min;
(4)由实验可得到晶体熔化特点:_________;
(5)由实验可知,晶体的温度是熔点时,可能处于_______态。
A.固 B.液 C.固液共存
6. 用如图所示实验装置,探究室温下冰熔化时温度的变化规律。
(1)将冰打碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中。图中温度计示数为__________℃;
(2)由实验数据绘制成图所示图像,可知, AB段该物质是__________态, BC段__________(选填“需要”或“不需”)吸热; 由实验可知,冰属于__________(选填“晶体”或“非晶体”);
(3)研究表明晶体的熔点与压强有关,压强越大,晶体的熔点越低,如图,在温度较低的环境中,将拴有重物的细金属丝挂在冰块上,金属丝下方与冰接触处的压强__________(选填“增大”或“减小”),从而使冰的熔点__________(选填“升高”或“降低”)了,金属丝下方的冰块熔化,熔化而成的水又很快凝固,金属丝穿冰块而过且不留缝隙。
参考答案
【知识点回顾】
某实验小组采用如图甲所示的实验装置进行“探究冰熔化时温度的变化规律”实验。
1.实验器材分析
(1)实验需要的测量仪器有 温度计 和秒表。
(2)石棉网的作用:使烧杯底部 受热均匀 。
(3)烧杯中装有适量的水,是指 能够浸没试管中装有的固体,且放入试管后水不溢出 。
(4)试管所装物质要求:试管所装物质的部分要浸没在水中,试管不能接触烧杯底或烧杯壁。
(5)温度计位置要求:温度计的玻璃泡要充分接触被研究物质,温度计不能碰到试管壁或试管底
2.实验被研究物质的分析
(1)实验中应该选取颗粒较小的冰块,原因是小颗粒冰块易受热均匀;便于温度计的玻璃泡与冰块充分接触,使测得的温度更准确。
(2)加快冰块熔化时间的方法有:减少冰块的质量、增大酒精灯的火焰、 减少水的质量
3.实验加热方法分析
水浴法加热的优点:(1)使被加热物质 受热均匀 。
(2)能使固体物质温度上升较慢,便于记录各个时刻的温度
4.实验操作分析
(1)按 自下而上 的顺序组装实验装置。
合理的组装顺序是 ④②③⑤① (填序号:①温度计;②石棉网;③装有适量水的烧杯;④酒精灯;⑤装有冰块的试管),固定装置时 需要 点燃酒精灯。
(2)点燃酒精灯,采取 水浴法 加热,仔细观察冰块的状态变化情况和温度计的示数。
(3)待冰块的温度变化时,每隔1分钟记录1次温度,把温度值填在下表中。
时间/
0
1
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①由表可知,冰是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”),其熔点是 0 ℃;熔化过程中的特点是持续 吸热 ,温度保持不变 ;在加热到第6 min时,该冰块处于固液共存态 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”);
②实验中记录多组数据是为了 寻找普遍规律 ;
③由实验可知,冰块的温度等于熔点时,冰块可能处于 A、B、C 态。
A.固 B.液 C.固液共存
(4)在冰块熔化过程中撤去酒精灯,冰块还会继续熔化,原因是 水的温度高于冰块的熔点,冰块可以继续吸收热量
5.实验结论
(1)晶体在一定温度下熔化,即有熔点。
(2)晶体熔化吸热,温度 保持不变 ;而非晶体熔化吸热,温度 升高 。
(3)晶体熔化前为固态,熔化时为 固液共存 态;熔化完成后为液态
6.实验延伸
如图乙所示是根据上述实验记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像。
(2) AB段的比热容比CD段的比热容 小 ,原因是相同质量的固体和液体,吸收相同的热量,固体的温度变化比液体的 慢 。
(2)冰在第6 min时的内能 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)第4 min时的内能,这是因为在第4 min时 固 态物质多一些,在第6 min时 液 态物质多一些,冰变成水要 吸收 热量,内能 增加 。
(3)AB段与CD段的倾斜程度不同,主要是因为水和冰的 比热容 不同,在 CD (选填“AB”或“CD”)段的吸热能力更强
【精练】
1.如图甲所示,是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内,再将试管放入大烧杯的水中,观察固体的熔化过程。
(1)除图甲所示实验器材外,还需要的测量工具是___________;
(2)将试管放入水中加热,这样做的目的是使物质___________,而且温度上升较慢,便于记录;
(3)试管内物质在熔化过程中,某时刻的温度如图乙所示,若按照图示A的读数方法,会使测量结果___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图像如图丙所示,则该物质是___________(选填“晶体”或“非晶体”);
(4)根据图丙,该物质在 BC段处于___________(选填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态,此过程中该物质的温度___________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】(1)秒表(2)受热均匀(3) 偏大 晶体(4) 固液共存 不变
2.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象如图甲所示。
(1)从图象中可以看出盐水凝固过程用了______分钟,冷却到第5分钟时呈______态。
(2)仔细观察图象发现,该物质凝固前降温比凝固后降温______(选填“快”或“慢”)。
(3)凝固点为____℃。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变____了。(选填“高”或“低”)
(4)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所示,试管中的冰水混合物中的冰会_______(选填“变多”、“变少”或“不变”)。
【答案】(1)(1)10;液;(2)快;(3)-2;低;(4)变多
3.在探究“固体熔化时温度变化规律”的实验中,取两个相同的试管A、B,在A试管中放入蜂蜡,在B试管中放入冰,已知蜂蜡是非晶体,冰是晶体,且蜂蜡的沸点高于水的沸点。如图甲所示,两个试管放入同一杯水中加热,请你完成下面的探究实验:
(1)开始实验后,某一时刻B试管中温度计的示数如图所示,温度为 ℃。
(2)两种物质熔化前后温度随时间变化关系的图象如图乙所示,通过分析图象可知,晶体熔化特点是持续吸热, 。
(3)22min时B试管中的水 (填“能”或“不能”)沸腾。从12min到第16min,蜂蜡的内能 (填“增加”或“不变”)。
【答案】(1)﹣4;(2)温度保持不变;(3)不能,不变。
4. 小明在家中发现了爸爸防止血糖过低而食用的葡萄糖粉,想知道它是晶体还是非晶体。于是将葡萄糖粉末带到学校的实验室,组装如图所示装置进行验证。
(1)器材组装过程中,a、b、c三个装置正确安装顺序依次为___________。实验过程中使用搅拌棒搅拌的目的是___________。
(2)实验过程中某时刻温度计的示数如图所示,其显示温度为______℃。
时间/min
0
1
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温度/℃
57
66
75
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89
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99
(3)上表是小明实验记录的部分数据,根据表中数据可知葡萄糖粉______(填“是”或“不是”)晶体。在第5min时,试管中物质处于_______状态。
(4)从第7min到第8min,试管中物质分子热运动剧烈程度_______(填“加剧”“不变”或“减弱”)。
【答案】(1)cba 使葡萄糖粉(试管内物质)受热均匀 (2) 58 (3)是 固液共存 (4)加剧
5. 图甲是用海波和石蜡“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)组装器材时,应先固定图甲中的______;(选填“A”“B”或“C”)
(2)开始实验后,某一时刻温度计的示数如图甲所示,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乙所示,由图像可知石蜡是_______(选填“晶体”或“非晶体”),海波熔化持续了_______min;
(4)由实验可得到晶体熔化特点:_________;
(5)由实验可知,晶体的温度是熔点时,可能处于_______态。
A.固 B.液 C.固液共存
【答案】 (1)C (2)38 (3)非晶体 6 (4)吸收热量,温度不变 (5)ABC(或“固态、液态、固液共存态”)
6. 用如图所示实验装置,探究室温下冰熔化时温度的变化规律。
(1)将冰打碎后放入烧杯,温度计插入碎冰中。图中温度计示数为__________℃;
(2)由实验数据绘制成图所示图像,可知, AB段该物质是__________态, BC段__________(选填“需要”或“不需”)吸热; 由实验可知,冰属于__________(选填“晶体”或“非晶体”);
(3)研究表明晶体的熔点与压强有关,压强越大,晶体的熔点越低,如图,在温度较低的环境中,将拴有重物的细金属丝挂在冰块上,金属丝下方与冰接触处的压强__________(选填“增大”或“减小”),从而使冰的熔点__________(选填“升高”或“降低”)了,金属丝下方的冰块熔化,熔化而成的水又很快凝固,金属丝穿冰块而过且不留缝隙。
【答案】 (1) -3 (2)固 需要 晶体 (3)增大 降低
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