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4.3 熔化和凝固
导学目标
1.知道什么是熔化和凝固。了解熔化吸热、凝固放热。
2.知道晶体和非晶体熔化和凝固的特点。了解熔化曲线的物理含义。知道什么是熔点和凝固点，会查熔点表。
3.能用熔化和凝固的知识说明自然界和生活中的有关现象。
重点难点
重点：1.通过对物质熔化过程的实验探究，认识晶体和非晶体熔化和凝固的特点。
2.学会用图像法对探究结果进行分析论证。
难点：描绘晶体熔化的图像，并根据图像分析晶体和非晶体的特点。
导学过程
【自主学习】
活动一 观察并认识熔化和凝固
我们来看一段钢铁冶炼和玻璃工艺品的制作过程，请同学们看一看在这些过程中物质的状态怎样变化？
归纳总结:物质由______态变成______态叫做熔化,熔化过程物质要_______热（填“吸”或“放”），物质由_______态变成_______态叫做凝固,凝固过程物质要_______热（填“吸”或“放”）
活动二 探究不同物质的熔化特点
1．师生共同探究海波、烛蜡的熔化特点实验注意点：
（1）用水浴法加热，可避免了石蜡熔化速度过 （快或慢），不便现象记录；
（2）用玻璃棒不断搅拌，目的是使物质受热 ；
2．实验过程主要注意两个现象的观察和记录：状态和 ，尤其要注意开始熔化的温度和熔化刚结束时的温度。
（1）加热海波和烛蜡的熔化过程，且每隔一定时间记录一次温度，直到两种物质全部熔化，并将实验数据记录在课本105页表中（石蜡的记录表格仿照海波的表格自行绘制）：
（2）请在课本105-106页左图和右图中画出它们的图像.并总结填入下表
固 体 不 同 点 相 同 点
烛 蜡 熔化过程中温度_____________ 熔化过程_____热
海波 熔化过程中温度_____________ 熔化过程_____热
3．将固体分为两种：
（1）晶体是有_____熔化温度的固体, 如：冰，食盐，明矾，各种金属.晶体熔化时的温度叫_______点，冰的熔点是___________。
晶体熔化的两个必要条件：__________________，__________________.
晶体的温度等于其熔点时，可能是__________态、__________态或__________态。
（2）非晶体没有______熔化温度，如：石蜡，松香，塑料，玻璃，沥青.
（3）学生阅读、查看课本107页晶体熔点表，讨论并回答如下问题：
①哪种晶体熔点最高？熔点是多少？ ②哪种最低？最低是多少？
③能否用铝锅来熔化铁？ ④白炽灯为什么选择钨作为灯丝？
⑤ 水银的沸点、熔点各是多少？水银温度计的测量范围是什么？
活动三 探究不同物质的凝固特点
1．探究熔化实验基础上探究凝固过程，实验现象记录同熔化过程；
液 体 不 同 点 相 同 点 有无凝固点
熔融状态的晶体 凝固过程中温度_________ _____热 _____
熔融状态的非晶体 凝固过程中温度_________ _____热 _____
2．晶体凝固时也有一定的凝固温度，叫做 ，同种晶体的熔点与凝固点 （填“相同”和“不同”），非晶体则 凝固点。
活动四 熔化、凝固在日常生活中的应用
1．了解熔化、凝固的应用；
2．学生用熔化、凝固知识解释在日常生产、生活中的一些做法。①秦王的水晶宫；②在我国寒冷的北方，为防止冬天地窖里的蔬菜被冻坏，常在地窖内放几桶水。
3．讨论熔化、凝固对我们产生的不利影响，应如何避免？
【合作探究】
1．（2023秋 召陵区期末）如图所示为某物质的温度变化图象，下列说法正确的是（　　）
A．该物质的固态为晶体，熔化过程从第15min开始
B．该物质的熔点是0℃，熔化过程用了10分钟
C．第6min处于熔化过程，为固液共存态，吸收热量且温度不变
D．在第11min是气态，吸热温度正在升高
2．（2024 潼南区二模）如图甲所示，为某实验小组进行的“某物质的凝固特点”的实验图像。
①根据图像可知该物质为 　 　（选填“晶体”或“非晶体”）；
②第15min时该物质处于 　 　（选填“固态”、“液态”或“固液共存态”）；
③若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图乙所示），则试管内冰的质量将 　 　（选填“增多”、“减小”或“不变”），不考虑与空气的热传递。
3．（2024 德城区校级模拟）如图甲所示，大雪过后路面结冰，环卫工人会在公路上撒盐，使路面的冰及时融化，确保了行人和车辆的出行安全，为了弄清其中缘由，小张做了一组关于冰熔化的实验。
（1）如图乙，在组装实验器材时，应按照 　 　（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序组装。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示。
（2）加热一段时间后，小张根据记录的实验数据在丁图中绘制了A图象，由此可知冰是 　 　（选填“晶体”或“非晶体”），其在熔化过程中内能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）完成上述实验后，小张又取了适量淡盐水制成的碎冰，用相同的热源再次加热，得到丁图中B图象；
（4）再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰，用相同的热源加热。得到丁图中C图象；由以上实验可知，加入盐后冰的熔点将会 　 　（选填“升高”、“降低”或“不变”）。
当堂检测
1．（2024 福州模拟）如图所示，北方冬季贮菜，为防止地窖的菜被冻坏，人们常在地窖里放几桶水，这是利用了水（　　）
A．凝固放热 B．凝固吸热 C．汽化放热 D．汽化吸热
2．（2024 天宁区校级一模）西周晋候鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品（如图所示）。制作鸟尊等青铜器时，先用泥土制成“内范”，在其外部涂适当厚度的蜡，将蜡雕刻成所需形状，称之为“模”，然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔“模具”，在空腔中倒入青铜液，待青铜液冷却后，打碎“外范”和“内范”，就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是（　　）
A．将蜡加热到液态是熔化过程，蜡会放出热量
B．青铜液冷却到固态是凝固过程，青铜液会放出热量
C．青铜液冷却到固态是凝华过程，青铜液会放出热量
D．青铜和蜡熔化过程中，温度均保持不变
3．（2024 海珠区一模）试管中放有固态物体，把试管放在热油中一段时间后，物体由固态变为甲状态，已知油的沸点低于固态物体的熔点。以下说法错误的是（　　）
A．上述过程发生的物态变化是熔化
B．甲状态时，物体具有流动性
C．该过程发生的物态变化需要吸热
D．甲状态时的物体容易被压缩
4．（2024春 丰泽区校级期中）“糖画”是一种传统民间手工艺。如图，先把糖熬成糖汁，用糖汁在石板上画出造型后，粘在竹签上即可。关于糖的物态变化情况，说法正确的是（　　）
A．先凝固再液化 B．先液化后凝固
C．先凝固再熔化 D．先熔化后凝固
5．（2024 温江区模拟）如图为物质熔化或凝固时的温度变化曲线，下列说法正确的是（　　）
A．图为非晶体熔化时的温度变化曲线
B．图为晶体凝固时的温度变化曲线
C．图中FG段表示物质在吸热
D．图中GH段表示物质处于液态
6．（2024春 延庆区期中）将某种金属制成的勺子放入15℃的水中，它没有熔化；将该勺子放入45℃的水中，发现勺子逐渐熔化。判断该金属的熔点可能是（　　）
A．10℃ B．30℃ C．50℃ D．60℃
7．（2024 安徽模拟）液氮保鲜是利用液氮低温的特性，迅速降低食品的温度，使其中的水 　 　（填物态变化名称）成冰晶，从而在极短的时间内将食物冷冻至极低温度。
8．（2024 南京模拟）同学们见过常温下流动的金属吗？科学家发现除了汞，确实还存在一种金属，如图所示，它的名字叫做镓，熔点只有29.8℃，托在手心它要 　 　（填物态变化名称）成液体，如图所示，在这一过程中，它要 　 　（选填“吸收”或者“放出”）热量，镓是 　 　（选填“晶体”或“非晶体”）。
9．（2024春 延庆区期中）如图所示，是物质A和物质B熔化时温度随时间的变化规律图像，根据图像可判断：物质 　 　（选填“A”或“B”）为晶体，它的熔点是 　 　℃，在t＝30min时，该物质处于 　 　态。
10．（2024 碑林区校级一模）2024年农历新年伊始，陕西西安、宝鸡、商洛等地出现了罕见的冻雨天气。高空中的雪降落进入湿暖气层后，会 　 　成水滴，当这些水滴继续下落，进入近地面温度低于0℃的冷气层时，它们会迅速 　 　热并冻结成冰，形成冻雨。
11．（2024 贵州一模）修复断裂的冰雕作品时，只需要在断面喷洒一些水，当水 　 　后，就把断开的两部分冰雕“焊接”在一起。（填物态变化名称）
12．（2024 市北区一模）探究物质熔化规律：
小明有一个神奇的“恒温杯”。杯中倒满沸水摇一摇，可使水温快速变为58℃并在一段时间内保持温度不变。小明感到好奇，拆开杯子，发现杯子内壁和外壁间贮存了一种白色物质。小明取出部分白色物质进行实验探究。
（1）用酒精灯加热该物质，每隔1min记录温度计示数，并将数据填入表格，某一时刻温度计示数如图甲所示，此时温度为 　 　℃。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
温度/℃ 52 53 55 58 58 58 58 60 62 65
（2）请根据数据表格在图乙画出该物质的“温度——时间”图象；
（3）分析数据表格和图象可知，该白色物质在熔化过程中吸热，温度 　 　。由此可判断：“恒温杯”杯壁夹层中的白色物质是 　 　（选填“晶体”或“非晶体”）。
原来，在杯中装满沸水，沸水不断放出热量，温度降低，白色物质吸热温度升高。当白色物质由固态变为液态的过程中，温度 　 　（选填“大于”“等于”“小于”）58℃，所以水温可以在一段时间内保持不变。
13．（2024 常州模拟）图甲是“探究冰的熔化特点”实验装置，图乙是根据实验数据描绘出冰在熔化时温度随时间变化的图像。
（1）图甲在组装实验器材时，应按照 　 　（自下而上/自上而下）的顺序；图乙是某时刻温度计的示数，温度是 　 　℃。
（2）图丙是根据实验数据绘制的冰熔化时温度随时间变化的图像，图像中的冰的熔化过程经历了 　 　min。冰在5min时的内能 　 　（大于/等于/小于）3min时的内能。
（3）分析图丙所示的图像，若AB段物质的比热容为c1，CD段物质的比热容为c2，则c1＝　 　c2。
（4）重复实验，当试管中的冰开始熔化时，立即将试管浸入到另一只装有冰水混合物的烧杯中，发现冰 　 　（能/不能）继续熔化。
参考答案及解析
【自主学习】
活动一 观察并认识熔化和凝固
由固态变为液态
归纳总结:
固 液 吸 液 固 放
活动二 探究不同物质的熔化特点
1．师生共同探究海波、烛蜡的熔化特点实验注意点：
（1）快
（2）均匀
2．温度
（1）
根据实际测的数据填写
（2）请在课本105-106页左图和右图中画出它们的图像.并总结填入下表
固 体 不 同 点 相 同 点
烛 蜡 熔化过程中温度____升高_________ 熔化过程__吸___热
海波 熔化过程中温度________不变_____ 熔化过程__吸___热
3．
（1）
固定 熔 0℃
达到熔点 继续吸热
固 液 气
（2）
固定
（3）
①钨 3414℃ ②固态氢 -259℃
③不能 ④熔点高
⑤ -39℃ 357℃ 35-42℃
活动三 探究不同物质的凝固特点
1．
液 体 不 同 点 相 同 点 有无凝固点
熔融状态的晶体 凝固过程中温度_____不变____ ___放__热 __有___
熔融状态的非晶体 凝固过程中温度_________降低 _____ 放热 ___无__
2．凝固 相等 没有
活动四 熔化、凝固在日常生活中的应用
3．南极冰山熔化会导致海平面上升，应该减少温室气体排放，避免全球升温；冬天雨水凝固导致道路变光滑，优教通安全隐患，在冰面上撒盐，降低其熔点。
【合作探究】
1．【解析】A、如图，有一段时间吸热温度不变，所以该物质是晶体，从5min开始熔化，到10min结束，该物质的熔化过程一共用了5min。故A错误。
B、该物质的熔点是0℃，熔化过程用了10min﹣5min＝5min，故B错误；
C、第6min处于BC段，故处于熔化过程，所以是固液共存的状态，该过程中吸热但温度不变，故C正确。
D、在10～15min内，该物质随着吸热，温度升高，即是沸腾前的情况，所以处于液态，故D错误。
【答案】C。
2．【解析】①根据图像可知该物质有固定凝固点，为晶体。
②第15min时该物质处于熔化过程，是固液共存态。
③若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中，试管内冰水混合物的温度为0℃，由图甲得，该物质的温度为﹣2℃，则此时物质会不断吸收热量发生熔化，冰水混合物不断放出热量，冰水混合物中的水不断凝固成冰，则冰的质量将增多。
【答案】晶体；固液共存态；增多。
3．【解析】（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，则应先放好烧杯后，再调节温度计的高度，所以组装实验器材时，应按照自下而上的顺序；
（2）由图象可知，冰有固定的熔化温度，故冰为晶体；熔化过程中吸收热量，但温度保持不变，内能增大；
（3）分析图丁可知，加入食盐后冰的熔点将会降低。
【答案】（1）自下而上；（2）晶体；增大；（4）降低。
【当堂检测参考答案】
1．【解析】冬天贮菜时，人们常在地窖里放几桶水，液态的水遇冷凝固为固态的冰，同时放出热量，使菜窖的温度不至于过低而将菜冻坏。
【答案】A。
2．【解析】A．将蜡加热到液态是熔化过程，会吸收热量，故A错误；
BC．青铜液冷却到固态是凝固过程，凝固放热，故B正确、C错误；
D．青铜是晶体，熔化过程中，温度保持不变，蜡是非晶体，熔化过程中吸收热量，温度升高，故D错误。
【答案】B。
3．【解析】A.由于油的沸点低于固态物体的熔点，所以该固态物体吸热过程中其温度不会达到其熔点，该固态物体不会变为液体，故A错误；
BD.因为不具备熔化条件，所以甲状态为气态，气体具有流动性、容易被压缩，故BD正确；
C.物质由固态直接变为气态为升华，升华吸热，故C正确。
【答案】A。
4．【解析】先把糖熬成糖汁，这一过程物质从固态变为液态，是熔化过程；在石板上来回浇铸糖汁，等糖汁变成固态，就做好了糖画，这个过程物质从液态变为固态，是凝固现象，因此，整个过程是先熔化再凝固。
【答案】D。
5．【解析】AB、根据图象分析，EF段温度下降，FG段温度不变，GH段温度下降，由此可知，此图为晶体凝固的温度变化曲线，故A错误，B正确。
C、FG段表示晶体凝固过程，凝固吸热，温度不变，故C错误。
D、GH段晶体已经凝固完毕，物质处于固体状态，故D错误。
【答案】B。
6．【解析】将某种金属制成的勺放入15℃的水中，金属勺没有熔化，说明金属勺的熔点大于15℃；将该金属勺放入45℃的水中，发现金属勺逐渐熔化，说明金属勺的熔点小于45℃；所以，金属勺的熔点在15℃到45℃之间。
【答案】B。
7．【解析】液氮保鲜是利用液氮低温的特性，迅速降低食品的温度，使其中的水凝固成冰晶，从而在极短的时间内将食物冷冻至极低温度。
【答案】凝固。
8．【解析】如图所示这种金属叫做镓，托在手心里就会熔化为液体，在这一过程中，它要吸收热量。镓的熔点只有29.8℃，有固定的熔化温度，是晶体。
【答案】熔化；吸收；晶体。
9．【解析】由图象可知物质A在10﹣26min温度保持在80℃不变，所以该物质是晶体，熔点为80℃，第30min时，该物质处于液态，B物质没有固定的熔点是非晶体。
【答案】A；80；液。
10．【解析】固态的雪进入湿暖气层后，会吸收热量熔化成水滴，当这些水滴继续下落，进入近地面温度低于0℃的冷气层时，它们会迅速放热并凝固成冰，形成冻雨。
【答案】熔化；放。
11．【解析】水变成冰的过程叫做凝固。
【答案】凝固。
12．【解析】（1）由图甲知，温度计分度值1℃，示数为56℃；
（2）横坐标表示加热时间，纵坐标表示温度，根据表中数据描点、连线，画出该物质的“温度——时间”图象如图所示：
；
（3）由图象知，该熔化过程中知，白色物质在熔化过程中吸热温度保持不变，所以此物质是晶体；
当白色物质由固态变为液态的过程中，温度等于58℃，所以水温可以在一段时间内保持不变。
【答案】（1）56；（2）见上图；（3）保持不变；晶体；等于。
13．【解析】（1）酒精灯要使用外焰加热，所以合理顺序应先放好酒精灯，由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度；温度计测量液体温度时，玻璃泡要浸没在冰中，不能接触容器底和壁，所以接着应放置烧杯，装有冰的试管，最后安装温度计，按照自下而上的顺序组装；
温度计的分度值为1℃，液柱在0摄氏度以下，此时的温度为﹣3℃；
（2）BC段为冰的熔化过程，故经历了4min，在熔化过程中虽然温度不变，但在不断的吸热，故冰在5min时内能大于3min时内能；
（3）同种物质在AB段和CD段升高相同温度，CD段加热时间是AB段加热时间的2倍，则CD段吸收的热量是AB段吸收热量的2倍，则：QCD＝2QAB，即c2m2Δt2＝2c1m1Δt1，所以；
（4）冰熔化的条件是：一是达到熔点；二是继续吸热，当试管中冰开始熔化时，浸入另一个装有冰水混合物烧杯中，二者温度相同，试管中的冰不能继续吸热，故不能继续熔化。
【答案】（1）自下而上；﹣3；（2）4；大于；（3）；（4）不能。
我的收获

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