内容正文:
八年级上册 •人教版
第2节 熔化和凝固
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新课导入
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?
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一、物态变化
自然界中的物质,通常以固态、液态、气态三种形式存在。
液态:水、油等
固态:各种金属块、冰块等
气态:空气、水蒸气等.
物态变化:物质各种状态间的变化叫作物态变化。
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二、熔化和凝固
冰熔为水,水凝成冰;铜锭在高温下可熔为铜水,注入模具冷却后,即凝固成特定形态;玻璃管经高温加热后,也能在工匠巧手中被吹拉成精美工艺品。物理学中将物质从固态转变为液态的过程称为熔化,从液态转变为固态的过程称为凝固。而3D打印技术,从物理本质来看,正是通过材料反复的熔化与凝固,实现物体的逐层成型。
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1. 实验装置应自下而上地组装。
2. 石棉网的作用是使烧杯受热均匀。
3. 采用水浴法是为了使研究物体受热均匀。
二、研究固体熔化时温度的变化规律
海波的熔化实验
时间
温度
状态
二、研究固体熔化时温度的变化规律
利用传感器:冰的熔化实验
二、研究固体熔化时温度的变化规律
通过海波和冰熔化过程的探究,我们对晶体的熔化规律进行了总结!
固态
固液共存态
液态
晶体在熔化的过程中需要持续吸热,温度不变。
另外晶体要发生熔化,需要达成两个条件:
1. 到达熔点(晶体熔化时的温度)
2. 持续吸热(需要外界温度大于自身温度)
熔点
对海波凝固的过程进行观察,我们可以发现几个有趣的现象。首先凝固需要凝结核;其次海波凝固的过程与其熔化刚好处于逆过程;凝固时需要达到凝固点(熔点),持续放热,且温度不变!
(1)晶体
①有固定的熔化温度的固体叫作晶体。
②常见的一些晶体:冰、海波、食盐、石英、萘、各种金属等。
③晶体熔化时温度的变化曲线:
根据固态物质熔化的特点不同,可把固体分为晶体和非晶体。
一些晶体
冰
水晶
食盐
三、晶体和非晶态
(2)非晶体
①没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。
②常见的一些非晶体:如石蜡、松香、玻璃、沥青等。
③非晶体熔化时温度的变化曲线:
玻璃
松香
沥青
橡胶
三、晶体和非晶态
(1)熔点
①晶体熔化时的温度叫作熔点。
②晶体的熔化图象。
CD段:物质处于液态,
表示液体吸热升温过程。
AB段:物质处于固态,
表示晶体吸热升温的过程。
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。
熔点
固态
固液
共存态
液态
四、熔点和凝固点
(2)凝固点
①晶体凝固时的温度叫作凝固点。
②晶体的凝固图象:
凝固点
液态
固液共存
固态
DE段:物质处于液态,物质放热降温的过程。
FG段:物质处于固态,晶体放热降温过程。
EF段:物质处于固液共存态,晶体溶液的凝固过程,
放出热量,温度不变。
四、熔点和凝固点
③同一种物质的凝固点和熔点相同。
例如:在1标准大气压下,水的凝固点是0℃,冰的熔点也是0℃。
BC是冰熔化过程,熔点是0℃.
EF是水凝固过程,凝固点是0℃.
四、熔点和凝固点
根据大家的研究成果,我利用晶体进行了3D打印,发现了几个技术难点!
鉴于晶体材料必须达到其熔点才会发生熔化,这对3D打印工艺的温度控制精度提出了极高要求。此外,晶体在凝固过程中会释放大量潜热,这就要求设备必须配备与之匹配的高效散热系统,其热管理方案也需重新设计。
所以,我们急需探究另一条技术路线。那么,接下来请同学们探究一下“非晶体”的熔化与凝固特点!
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,逐渐变软、变粘、变稀、变成液态。
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,状态逐渐变粘、变稠、变硬,变成固态。
非晶体熔化曲线
非晶体凝固曲线
五、非晶体熔化、凝固时温度的变化曲线
六、熔化吸热、凝固放热
(1)夏天我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上一些冰块,并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更低,冰块熔化成水的过程中要吸收热量,从而使饮料的温度下降的更多。
(2)俗话讲“下雪不冷化雪冷”中的“化雪冷”就包含了熔化吸热的道理。化雪是熔化过程,熔化是吸热过程,从周围的空气吸热,导致空气温度降低,人们感到寒冷.
熔化
吸热
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六、熔化吸热、凝固放热
(1)北方的冬天气温低,在菜窖里放几桶水利用水凝固时放热,使菜窖内温度不致于太低,菜不致于冻坏。
(2)北方的秋季,夜间气温会比较低,果农夜间会给果树洒水、农民夜间会给秧苗周围灌水,就是利用水凝固时放热使果实秧苗不至于被冻坏。
凝固放热
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1.探究固体熔化规律的实验中,某时刻用摄氏温度计测得的温度如图所示,则读数 ℃;图为A、B两种物质熔化时温度随时间变化的图像,可判断 (选填“A”或“B”)物质为非晶体。
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B
2.如图所示是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像,下列说法正确的是( )
A.在 t = 10 min时,该物质处于固液共存态
B.该物质的熔化过程是AD段
C.常温常压下该物质处于固态
D.该物质的凝固点是40℃
C
物质会在固、液、气三种状态之间变化,叫作物态变化.
①熔化:物质从固态变成液态的过程叫作熔化.
②晶体与非晶体:有固定熔化温度的固体叫作晶体.
没有固定熔化温度的固体叫作非晶体.
③ 熔点:晶体熔化时的温度叫作熔点.
④熔化规律:晶体熔化过程不断吸热,温度保持不变;
非晶体熔化过程中不断吸热,温度持续升高.
⑤晶体熔化条件:温度达到熔点;不断吸热.
①凝固:物质从液态变成固态的过程叫作凝固.
②凝固点:液体凝固形成晶体时的温度,叫作凝固点.
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.
熔化和凝固
凝 固
熔 化
物态变化
七、课堂总结
谢谢观看
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说课教育
毕业答辩
学术研究
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