3.2 熔化和凝固（课件，教材配套版）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理课件聚焦“熔化和凝固”，以工业生产中钢水变工件的问题导入，引导学生思考状态变化及吸放热，从物态变化定义出发，通过实例和实验构建知识支架，衔接晶体非晶体及吸放热应用。 其亮点在于通过海波与石蜡的对比实验培养科学探究能力，结合思维导图和图像分析发展科学思维，联系冰棒解热、菜窖放水等实例深化物理观念。学生能提升理解，教师可高效教学。

第三章 物态变化 第2节 熔化和凝固 人教版物理 八年级上册 3.2 熔化和凝固 · 教学课件 同学们，今天我们来学习第三章物态变化的第二节——熔化和凝固。在生活中，我们经常会看到冰化成水、水结成冰的现象，这些现象背后蕴含着怎样的物理规律呢？让我们通过这节课一起来探究。 要点：(1) 引入本章主题 (2) 明确本节课题 时长：0.5 分钟 问题 工业生产中，钢水是如何变成工件的？ 想一想 工业生产中常将钢水铸造成有一定形状的工件。 钢水在变成工件的过程中，它的状态发生了 怎样的变化？ 在状态变化的过程中，钢水吸热还是放热？ 图3.2-1 浇铸工件 02 / 10 [过渡] 在开始学习之前，我们先来看一个工业生产中的实际问题。 大家看这张图片，这是工厂里用钢水浇铸工件的场景。钢水是液态的，工件是固态的。请同学们思考两个问题：第一，钢水在变成工件的过程中，状态发生了怎样的变化？第二，这个过程中钢水是吸热还是放热？ [互动] 哪位同学能回答一下？ 要点：(1) 从生活/工业现象引入 (2) 提出两个问题激发思考 时长：1 分钟 物态变化 固态 冰、铝、铜、铁等 有固定形状和体积 液态 水、钢水等 有固定体积，无固定形状 气态 水蒸气、氧气、氮气等 无固定形状和体积 物态变化：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。物质各种状态间的变化 叫作物态变化。 03 / 10 [过渡] 要理解刚才的问题，我们首先要知道什么是物态变化。 物质常见的三种状态是固态、液态和气态。比如冰是固态，水是液态，水蒸气是气态。随着温度变化，物质会在三种状态之间转化。天气热的时候，冰柜里的冰变成水，水又变成水蒸气；温度很高时，固态的金属也能变成液态甚至气态；温度很低时，气态的氧气和氮气也会变成液态或固态。物质各种状态间的变化，我们就叫作物态变化。 要点：(1) 三种物态 (2) 温度是变化条件 (3) 物态变化的定义 时长：1.5 分钟 熔化和凝固 熔化 melting 物质从固态变成液态 例：冰块在室温下熔化成水 凝固 solidification 物质从液态变成固态 例：钢水冷却铸造成工件 观察现象：从冰箱取出冰块放入碗中，室温下冰块开始熔化，一段时间内碗里冰和水混合共存。用温度计测量， 冰逐渐变少，但水的温度并没有升高。 04 / 10 [过渡] 在物态变化中，固态和液态之间的转化有两种，分别叫作熔化和凝固。 熔化是指物质从固态变成液态的过程，比如冰块在室温下熔化成水。凝固则是物质从液态变成固态的过程，比如刚才钢水冷却变成工件。大家注意，从冰箱取出冰块后，虽然冰在逐渐变少，但一段时间内碗里冰和水是混合在一起的，而且水的温度并没有明显升高。这是为什么呢？ 要点：(1) 熔化的定义和实例 (2) 凝固的定义和实例 (3) 提出观察中的疑问 时长：1.5 分钟 演示 研究固体熔化时温度的变化规律 图3.2-2 观察熔化现象的实验装置 实验物质 海波（硫代硫酸钠）和石蜡 实验方法 将海波放入内有温度计的试管中， 再把试管放入盛水的烧杯中。 点燃酒精灯加热，温度升至40°C左右开始计时， 每隔1 min记录一次数据。 实验结论 • 海波：熔化前温度升高，熔化时温度保持不变，熔化后继续升高 • 石蜡：熔化过程中温度不断升高 05 / 10 [过渡] 为了探究固体熔化时温度的变化规律，我们来看一个演示实验。 实验选择了两种物质：海波，也叫硫代硫酸钠，和石蜡。实验装置如图所示，将海波放入带有温度计的试管中，再把试管放入盛水的烧杯里，用酒精灯加热。当温度升到40°C左右时开始计时，每隔1分钟记录一次温度。然后换石蜡重复实验。 实验结果表明：海波在熔化前温度不断升高，但熔化时温度保持不变，熔化完成后温度继续升高。而石蜡在熔化过程中温度一直不断升高。这说明不同物质熔化时的温度变化规律可能不同。 要点：(1) 实验装置和方法 (2) 海波的熔化规律 (3) 石蜡的熔化规律 时长：2 分钟 想想做做 用图像分析熔化规律 纵轴表示温度，横轴表示时间。根据数据描点，用平滑曲线连接，得到熔化时温度随时间变化的图像。 图3.2-3 海波熔化图像 图3.2-4 石蜡熔化图像 06 / 10 [过渡] 除了表格，我们还可以用图像更直观地分析熔化规律。 图像的纵轴表示温度，横轴表示时间。根据实验数据在坐标纸上描点，再用平滑曲线连接，就能得到温度随时间变化的图像。左边是海波的熔化图像，右边是石蜡的熔化图像。从图像中可以很清楚地看到，海波有一段温度不变的水平线，而石蜡的曲线一直向上倾斜。 要点：(1) 图像分析方法 (2) 对比海波和石蜡的图像特征 时长：1.5 分钟 熔点和凝固点 晶体（crystal） • 熔化时温度保持不变，有固定的熔化温度 • 例如：冰、海波、各种金属 • 晶体熔化时的温度叫作熔点（melting point） 非晶体（amorphous matter） • 熔化时不断吸热，温度不断上升 • 没有固定的熔化温度 • 例如：石蜡、松香、玻璃 图3.2-5 晶体和非晶体熔化时的温度变化曲线 07 / 10 [过渡] 根据刚才的实验，我们可以把固体分成两类。 像海波、冰、各种金属这样，熔化时温度保持不变的固体，叫作晶体。晶体熔化时的温度叫作熔点。而像石蜡、松香、玻璃这样，熔化时温度不断升高、没有固定熔化温度的固体，叫作非晶体。图3.2-5展示了晶体和非晶体熔化时的温度变化曲线，甲图有水平段，乙图没有。 要点：(1) 晶体和非晶体的定义 (2) 熔点的概念 (3) 熔化曲线的区别 时长：2 分钟 凝固点与一些晶体的熔点 凝固点（solidifying point） • 液体凝固形成晶体时有固定的凝固温度 • 这个温度叫作凝固点 •同一种物质的凝固点和它的熔点相同 • 非晶体凝固时没有固定的凝固温度 表3.2-1 一些晶体的熔点（标准大气压） 图3.2-6 物质凝固图像 08 / 10 [过渡] 熔化是从固态到液态，那么反过来，从液态到固态呢？ 液体凝固形成晶体时，也有固定的凝固温度，这个温度叫作凝固点。同一种物质的凝固点和熔点是相同的。比如冰的熔点是0°C，水的凝固点也是0°C。而非晶体凝固时没有固定的凝固温度。右边这张表列出了一些晶体在标准大气压下的熔点，大家可以注意到钨的熔点最高，固态氦的熔点最低。 [互动] 请大家看想想议议：图3.2-6甲中EF、FG、GH三段分别表示什么？ 要点：(1) 凝固点的定义 (2) 熔点和凝固点的关系 (3) 熔点表的数据 时长：2 分钟 熔化吸热 凝固放热 基本规律 • 晶体熔化时虽然温度不变，但必须继续吸热，熔化才能完成 • 液体凝固成晶体时放热，但温度不变 • 非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热， 但温度会改变 图3.2-7 冰饮 生活中的应用 熔化吸热 夏天喝冰凉饮料时加冰块， 冰块熔化成水时吸热，使饮料更凉。 凝固放热 北方冬天在菜窖里放几桶水， 水凝固成冰时放热，使菜窖内温度不会太低。 09 / 10 [过渡] 我们再来思考一个关键问题：熔化和凝固过程中，能量是如何变化的？ 晶体熔化时虽然温度不变，但必须继续吸热，熔化才能完成。反过来，液体凝固成晶体时会放热，温度也不变。非晶体在熔化或凝固过程中同样吸热或放热，但温度会改变。生活中有很多应用：夏天在饮料里加冰块，冰块熔化时吸热，饮料会更凉；北方冬天在菜窖里放几桶水，水凝固时放热，可以防止蔬菜冻坏。 要点：(1) 熔化吸热 (2) 凝固放热 (3) 生活中的应用 时长：2 分钟 练习与应用 练习题 1.用实验探究固体熔化过程温度的变化规律时， 如果记录相邻两次温度的时间间隔过长， 可能会带来什么问题？ 2.图3.2-8是加热某种物质使其熔化的过程中 温度随时间变化的图像。根据图像的什么特征 可以判断这种物质是一种晶体？它的熔点 是多少？从开始熔化到完全熔化，大约持续 了多长时间？ 3.图3.2-9甲、乙分别是某物质的熔化和凝固图像。 你能从中获得哪些信息？ 4.日常生活中有哪些利用熔化吸热、凝固放热的例子？ 图3.2-8 图3.2-9 10 / 10 [过渡] 最后，我们通过几道练习题来巩固今天所学的内容。 第一题思考记录时间间隔过长的问题；第二题要求根据图3.2-8判断是否为晶体、熔点是多少、熔化持续了多久；第三题从图3.2-9的熔化和凝固图像中获取信息；第四题和第五题联系生活实际和实验探究。请大家课后认真完成。 要点：(1) 巩固基本概念 (2) 图像分析训练 (3) 联系生活实际 时长：1.5 分钟 $