5.2熔化和凝固（教学课件）物理新教材教科版八年级上册

物理八年级上册 • 教科版 第五章 光的世界 第2节 熔化和凝固 学习目标 物理观念 1. 认识熔化、凝固，知道熔化吸热、凝固放热； 2. 区分晶体、非晶体，理解熔点，能用规律解释生活现象。 科学思维 会绘制、分析熔化和凝固的温度 - 时间图像，借助图像模型归纳晶体与非晶体的变化规律。 实验探究 完成晶体熔化实验，正确使用温度计，采集实验数据；理解水浴加热的优点，初步评估实验。 科学态度与责任 如实记录实验数据，秉持实事求是的科学精神；了解熔化凝固在生产、科技中的应用。 重点难点 教学重点 1. 认识熔化、凝固现象，掌握熔化吸热、凝固放热的规律。 2. 晶体熔化、凝固的特点，理解熔点与凝固点概念。 3. 读懂晶体、非晶体熔化和凝固的温度 — 时间图像。 科学难点 1. 理解晶体熔化时持续吸热，但温度保持不变的特点。 2. 区分晶体、非晶体图像差异。 3. 运用熔化、凝固规律解释生活、自然中的相关现象。 课堂引入 、雪、 冰、霜 这些我们早已习以为常的自然与生活场景，日复一日在我们身边上演。 春日 · 冰雪消融 炎夏 · 冰棍融化 寒冬 · 河水结冰 这些现象背后，究竟隐藏着怎样的物理奥秘？ 知识点1　认识晶体 知识点1：认识晶体 雪花形状各异，但你也许会发现：每片雪花都有六个角。 在放大镜下，你会有更惊奇的发现 ——每片雪花都由六角形小冰粒组成! 还有许多类似雪花这样有规则结构的固体：食盐、糖等.....它们的内部藏着怎样的秩序? 知识点1：认识晶体 1. 晶体 （1）定义：有规则结构的固体叫作晶体。 （2）常见物质：食盐、糖、海波、许多矿石和各种金属等。 食盐 石英 黄铁矿 金属 知识点1：认识晶体 2. 非晶体 （1）定义：没有规则结构的固体叫作非晶体。 （2）常见物质：玻璃、松香、蜂蜡、沥青。 沥青 松香 玻璃 松香 典例分析 例1 通常情况下，下列物质均为晶体的是（　　） A．冰、玻璃、松香 B．沥青、松香、橡胶 C．石膏、海波、铁 D．冰、铁、蜂蜡 C 典例分析 【解析】A．冰有固定的熔化温度是晶体，玻璃、松香没有固定的熔化温度是非晶体，故A不符合题意； B．沥青、松香、橡胶没有固定的熔化温度，都是非晶体，故B不符合题意； C．石膏、铁、海波都是晶体，故C符合题意； D．蜂蜡是非晶体，冰和铁是晶体，故D不符合题意。 故选：C。 典例分析 例2 分类是认识和研究问题的重要方法，通过科学的分类，有助于我们更好地理解和应用物体的某种特性，揭示其内在规律，从而在工程、技术和科学研究中实现更高效的应用和创新。请仿照示例，写出一种分类方式，并对每个类别举出一个实例。 【示例】分类方式：根据物体是否容易导电，将物体分为导体和绝缘体。 对应实例：金属属于导体，橡胶属于绝缘体。 分类方式：_________________________________________________。 对应实例：_________________________________。 根据固体是否有有规则结构，将固体分为晶体和非晶体 海波等属于晶体，石蜡等属于非晶体 典例分析 【解析】分类方式：根据固体是否有规则结构，将固体分为晶体和非晶体；对应实例：海波等属于晶体，石蜡等属于非晶体。 知识点2　固体的熔化 知识点2：固体的熔化 1. 固体的熔化 （1）熔化：物质从固态变成液态的过程。　　 （2）凝固：物质从液态变成固态的过程。　 固态 液态 熔化 ➔ ← 凝固 知识点2：固体的熔化 冰块熔化成水 湿的路面结冰 液体 固体 凝固 固体 液体 熔化 知识点2：固体的熔化 玻璃管在高温下能被工艺师吹拉成漂亮的工艺品。 铜锭高温熔化为铜水，注入模具冷却后，铸成不同形状。 固体 液体 固体 液体 固体 熔化 凝固 凝固 知识点2：固体的熔化 2. 实验：固体熔化过程的规律 提出问题： 实验器材： 晶体和非晶体的熔化有什么不同的规律呢? 温度计、秒表、试管、烧杯、铁架台、酒精灯、陶土网、海波（晶体）、 蜂蜡（非晶体）等。 知识点2：固体的熔化 ①怎样让被加热物质受热均匀，慢慢熔化？ 制作方案： · 采用水浴法加热：采用水浴法加热试管，依靠水的对流使受热均匀，规避直接酒精灯加热造成的局部过热问题。 　　 · 物理预处理 + 动态搅拌：把固体研碎，扩大受热接触面积；加热过程中不断轻轻搅拌，消除局部温差，使固体整体温度均匀。 　　 知识点2：固体的熔化 ②实验中如何判断固体开始熔化和完全熔化? · 开始熔化——出现液态固体 · 完全熔化——固态物质全部消失 观察固体从开始加热到完全熔化，以及熔化后液体阶段的状态变化细节（是否变软、是否有固液共存态等）。 知识点2：固体的熔化 ③在熔化过程中需要观测记录哪些数据和现象？ 加热时间t/min 1 2 3 4 5 ... 温度T/°C 固体的状态 知识点2：固体的熔化 进行实验与收集证据： ①组装实验装置，在试管中加入适量海波，插入温度计。 ②点燃酒精灯加热，待温度升至40°C左右时开始计时。 ③每隔1min记录一次温度值，同时观察物质状态变化。 ④完全熔化后再记录3-4次数据，熄灭酒精灯，整理器材;根据数据绘制温度-时间图像。 （1）研究海波在熔化过程中温度随加热时间变化的规律 知识点2：固体的熔化 知识点2：固体的熔化 加热时间t/min 1 2 3 4 5 ... 8 ... 14 15 16 17 温度T/°C 42 44 46 47 48 48 48 48 48 50 52 54 海波的状态 固 固 固 固 固液共存 固液共存 固液共存 固液共存 液 液 液 液 实验数据记录 海波在熔化前，随着加热时间的增加，温度不断升高。 海波在熔化时，随着加热时间的增加，温度保持不变（48°C）。 海波在熔化后，随着加热时间的增加，温度继续升高。 知识点2：固体的熔化 海波时间图像 　　以方格纸纵轴代表温度、横轴代表时间，根据表格实验数据依次描点，再用平滑曲线连接各坐标点，绘制出海波温度随时间变化的图像。 A B C D 第一段(AB)： 海波在熔化前，吸收热量，温度不断升高。 第二段(BC)： 海波在熔化时，吸收热量，温度保持不变。 第三段(CD)： 海波在熔化后，吸收热量，温度继续升高。 加热时间越长， 物体吸收热量越多 48℃ 知识点2：固体的熔化 （2）把海波替换成石蜡放入试管中，利用相同的方法进行试验，　　　　　　　 并记录数据。 知识点2：固体的熔化 加热时间t/min 1 2 3 4 5 ... 8 ... 14 15 16 17 温度T/°C 41 43 44 46 48 56 60 72 78 81 石蜡的状态 固 固 固 固 固 固液共存 固液共存 固液共存 固液共存 固液共存 液 液 实验数据记录表 石蜡在熔化时，随着加热间的增加，温度不断升高。 知识点2：固体的熔化 石蜡时间图像 　　以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表中的数据分别在两方格纸上描点，然后再将所有的点用平滑的曲线连起来，得到石蜡温度随时间变化的图像。 知识点2：固体的熔化 实验结论 所以不同物质熔化过程中，温度的变化规律不同。 海波熔化需要达到一定的温度（48℃），熔化过程中需吸收热量，但温度保持不变，是固液共存态。 石蜡熔化没有固定的熔化温度，熔化过程吸收热量，温度一直升高。 知识点2：固体的熔化 分析论证 相同点 ①从固态变成了液态。 ②在熔化过程中都需要吸热。 不同点 ①海波熔化时温度会保持不变。 ②石蜡熔化时，温度持续上升。 海波与石蜡在加热过程中的异同 知识点2：固体的熔化 3. 熔点 （1）定义：晶体熔化时的温度叫作熔点。 固态冰 冰水共存 冰块开始熔化 （0℃） 液态水 知识点2：固体的熔化 （2）晶体熔化原理 加热升温 温度升高，分子振动幅度变大。 开始熔化 部分分子脱离固有位置。 晶体结构 分子有规则排列， 在固有位置附近振动。 知识点2：固体的熔化 非晶体没有固定的熔化温度。 典例分析 例1 （2025•河北）下列物态变化属于熔化的是（　　） A．露珠的形成 B．饮料中的冰块体积变小 C．铁水浇铸成工件 D．空气中的干冰迅速消失 B 典例分析 【解析】A．露珠的形成：是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，属于液化现象。 B．饮料中的冰块体积变小：冰块是固态，在饮料中吸收热量变成液态的水，是物质从固态变为液态的过程，属于熔化现象。 C．铁水浇铸成工件：铁水是液态，浇铸后变成固态的工件，是物质从液态变为固态的过程，属于凝固现象。 D．空气中的干冰迅速消失：干冰是固态二氧化碳，在空气中直接变成气态二氧化碳，是物质从固态直接变为气态的过程，属于升华现象。 故选：B。 典例分析 例2 （2024•阿坝州）随着气温升高，冰雪逐渐消融，这是_______（选填“熔化”或“凝固”）现象。在这个过程中，冰雪会_______（选填“吸收”或“放出”）热量。 熔化 吸收 典例分析 【解析】气温升高，冰雪逐渐消融，这是熔化现象，冰雪熔化时会吸收热量。 故答案为：熔化；吸收。 典例分析 例3 一种合金魔术道具，久握在34℃的手中不熔化，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 典例分析 【解析】久握在34℃的手中不熔化，放在60℃的水中会熔化，说明该合金的熔点t：34℃＜t＜60℃，故ABD选项错误，C选项正确。 故选：C。 典例分析 例4 如图是某物质熔化时温度随加热时间变化的图象， 由图可知（　　） A．该物质是晶体 B．该物质的熔点为60℃ C．该物质熔化过程经历了10min D．该物质在B点时全部变成了液态 A 典例分析 【解析】由图可知，从3min～6min过程中，温度保持48℃不变，即熔点为48℃，故该物质为晶体。故A正确、B错误； 该物质从3min到6min是熔化过程，经历时间：6min-3min=3min；第3min即将开始熔化，物质在B点处于固态，故CD错误； 故选：A。 知识点3　液体的凝固 知识点3：液体的凝固 1. 实验：液体凝固的过程 实验目的： 实验过程 探究水凝固成冰过程中的温度变化规律。 　　将温度传感器固定在小杯水上方，开启自动采集存储，放入冰箱冷冻，让水凝固成冰，传感器自动记录凝固全过程温度数据。 知识点3：液体的凝固 实验现象 1. 水降温阶段：液态水放出热量，温度不断下降。 2. 凝固阶段（水凝固成冰）：当温度降到0℃时开始凝固；凝固过程中持续放热，但温度保持不变；此时固、液（冰、水）共存。 3. 完全凝固后：水全部变成冰，继续放热，温度再次下降。 知识点3：液体的凝固 水的凝固时间图像——计算机绘制 第一段(AB)： 水为液态，放出热量，温度不断降低。 第二段(BC)：物质为冰水混合物处于固液共存状态，放出热量，但温度保持不变（0℃）。 第三段(CD)： 冰为固态，放出热量，温度持续降低。 凝固点：液体凝固形成晶体时的温度。 知识点3：液体的凝固 实验结论 液体凝固需要达到一定的温度，凝固过程中需放出热量，但温度保持不变，是固液共存态。 知识点3：液体的凝固 实验拓展 　　按照下图装置组装，将完全凝固的冰进行加温，接入温度传感器与计算机组成数字化实验系统，观察实验现象。 冰熔化的曲线 知识点3：液体的凝固 同一种晶体，熔点 = 凝固点 这是物质本身的固有属性，对于确定的晶体来说，二者数值永远相等，不会随外界条件发生改变。 BC是冰熔化过程，熔点是0℃ EF是水凝固过程，凝固点是0℃. 知识点3：液体的凝固 知识点3：液体的凝固 大量实验表明： 晶体凝固时，持续放热，温度不变；凝固点等于熔点。 非晶体凝固时没有固定温度，温度持续下降，没有水平段。 晶体的熔化图像 非晶体的凝固图像 知识点3：液体的凝固 讨论交流 火山爆发后 岩浆降温凝固时，熔点高的矿物先结晶，熔点低的矿物后结晶。 结晶顺序橄榄石→辉石→角闪石→黑云母→正长石→白云母→石英（熔点依次降低） 高熔点矿物靠近火山口，低熔点矿物分布在火山外围。 典例分析 例1 （2026•贵州）“小寒冻土，大寒冻河”是一句关于节气的谚语，其中“冻河”是指大寒时节河水发生了下列哪一物态变化（　　） A．熔化 B．液化 C．凝固 D．升华 C 典例分析 【解析】A．熔化是固态变为液态，对应冰雪融化，故A不符合题意； B．液化是气态变为液态，比如水蒸气形成白气，故B不符合题意； C．凝固是液态变为固态，河水结冰属于凝固，故C符合题意； D．升华是固态直接变为气态，比如干冰消失，故D不符合题意。 故选：C。 典例分析 例2 南极科考队在南极使用酒精温度计而不用水银温度计是由于酒精的（　　） A．沸点低 B．沸点高 C．凝固点低 D．凝固点高 C 典例分析 【解析】使用酒精温度计和水银温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的，要求酒精和水银都是液体，在南极气温比较低，酒精和水银都会凝固，此时指的是凝固点，酒精的凝固点比水银的凝固点低，不容易凝固，所以选择凝固点比较低的酒精温度计。 故选：C。 典例分析 例3 （2023•岳阳）铸造青铜器时，工匠将铜料化为铜液注入模具，铜液冷却成形。下列说法正确的是（　　） A．固态铜料化为铜液需要放热 B．固态铜料化为铜液是熔化过程 C．铜液冷却成形需要吸热 D．铜液冷却成形是凝华过程 B 典例分析 【解析】AB．铜料化为铜液的过程叫做熔化，熔化过程要吸收热量，故A错误、B正确； CD．铜液冷却成形的过程叫做凝固，凝固过程要放出热量，故CD错误。 故选：B。 典例分析 例4 （2023•恩施州）如图所示，是某物质温度随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．该图是某晶体的熔化图像 B．该物质在第4min时是固态 C．在第12min时不吸热不放热 D．该物质的凝固点为80℃ D 典例分析 【解析】A．由图象可知：物质降温，是物质的凝固过程，所代表的物态变化过程为凝固，故A错误； B．该物质在第4min时是在凝固过程前，为液态，故B错误； C．8～18min时段，是该物质的凝固过程，不断放热，温度保持不变，故C错误； D．由图可知这种物质的凝固点为80℃，故D正确； 故选：D。 从物理走向生活 凝固放热 熔化吸热 熔化吸热 冰袋降温 冷冻保鲜 北方寒冷的冬天，菜窖里放几桶水，菜就不容易被冻坏。 从物理走向生活 凝固放热 熔化吸热 舌头上的水遇到低温冰棍凝固，液态水放热形成冰，把舌头与冰棍暂时粘在一起。 冰棍粘住舌头 下雪时，水蒸气凝华形成雪花，凝华放热，所以不冷； 化雪时，雪熔化为水，熔化吸热，吸收空气热量，气温降低，感觉更冷。 下雪不冷，化雪冷 课堂小结 融化和凝固 晶体和非晶体 固体的融化 晶体和非晶体的熔化特点 液体的凝固 晶体和非晶体的凝固特点 课堂练习 1. （2026•广西）在常温饮料中放入冰块，冰块会逐渐变小，冰块发生的物态变化是（　　） A．汽化 B．凝固 C．凝华 D．熔化 D 2. 冬天，小明发现河水结冰了，但室外咸菜缸中的盐水却没有结冰，这是因为盐水比水的（　　） A．凝固点高 B．凝固点低 C．比热容大 D．比热容小 B 课堂练习 3. （2025•内江）下列物态变化现象中，属于凝固的是（　　） A．晾在室外的湿衣服变干了 B．夏天，揭开冰棒包装纸后会看到冰棒冒“白气” C．冬天，河面上结了一层冰 D．春天，屋顶上冰雪消融 C 课堂练习 4．（2025•无锡）将装有适量碎冰的试管置于瓷杯内的温水中，探究冰的熔化特点。当冰开始熔化时，温度计的示数如图所示，熔化过程中示数不变。下列说法中错误的是（　　） A．冰是晶体 B．冰熔化时的温度为0℃ C．熔化过程中冰不需要吸热 D．温度计的玻璃泡应插入碎冰中 C 课堂练习 5．防冻液是一种用于汽车发动机冷却系统的特殊液体。为判断某防冻液在最低气温为-25℃的地区能否使用，小明利用图示装置进行实验，实验过程中记录的温度与时间关系如图乙。下列说法不正确的是（　　） A．该防冻液不能在该地区使用 B．14～20min防冻液处于固液共存状态 C．该防冻液的凝固点为-35℃ D．装制冷剂的容器外壁出现霜，这是 空气中水蒸气凝华形成的小冰晶 A 课堂练习 6．（2026•常州）图甲是小明“探究某物质熔化特点”实验得到的温度随时间变化的图像。该物质是_______（晶体/非晶体），在t0时测得其温度如图乙所示为_______℃，此时该物质处于___________状态。 晶体 48 固液混合 课堂练习 7．某实验小组用图甲所示装置探究冰熔化时温度的变化规律，并根据实验数据绘制了图乙所示的温度随时间变化的图象。 （1）图甲所示装置中，用“水浴法”加热的好处是_________（写一种即可）。 （2）某一时刻温度计示数如图甲所示， 此时试管中碎冰的温度是_____℃。 （3）由图象可知：冰的熔化过程 历时_____min,这一过程需要 不断_______，温度_______。 受热均匀 -2 10 吸热 不变 发展空间 　　蔬菜速冻是利用低温将蔬菜内水分凝结为冰晶，无需防腐剂，抑制微生物与酶的活性，保留蔬菜原有色泽、风味和营养，实现长期保存。不同蔬菜形成冰晶的温度不同，速冻工艺存在区别；可查阅资料了解工艺，动手制作速冻蔬菜。 家庭实验室 应用电冰箱进行速冻实验 发展空间 物理在线 太空材料 　　太空材料制备：在太空把材料放入太空炉，加热使材料熔化， 再降温凝固；制成的材料随飞船返回地球，可上网查阅相关知识。 课后作业 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 $