资源简介

2.3 《熔化和凝固》学案
学习目标：
1. 理解熔化和凝固的概念，知道物态之间是可以转化的．
2. 通过探究固体熔化时温度变化的规律，判断发生状态变化的条件．
3. 说明熔化曲线和凝固曲线的物理含义，通过探究活动，进一步理解用图像法研究物理量变化的优点．
4. 知道晶体和非晶体的区别，通过对比，记住有没有固定的熔化温度是区分晶体和非晶体的一种方法，会查熔点表．
学习过程：
知识梳理
一、熔化和凝固现象
1.物质由固态变为液态的过程叫熔化，如：冰雪消融，炼钢时铁化为铁水等．
2.物质由液态变为固态的过程叫凝固，如：水结成冰，火山爆发时岩浆变为岩石等．
【例1】　不同季节的气温变化时，水会发生各种物态变化：春天，冰雪消融是________现象；夏天洒在地板上的水很快干了，这是________现象．以上两种物态发生变化时都________热．
精析：水的三态变化是自然界中普遍存在的，识别它们是哪一种物态变化，要搞清它是由什么态变成什么态．本题中冰雪消融，春天气温较高，冰雪吸热熔化成水．夏天洒在地板上的水很快干了，水变成水蒸气是汽化．熔化和汽化均要吸热．
解答：熔化　汽化　吸
二、晶体和非晶体熔化和凝固的特点　
1.物质分为晶体和非晶体两类．所有的金属、食盐、水晶、海波、冰等都是晶体，塑料、橡胶、玻璃、沥青、松香等都是非晶体．
2.晶体熔化时的温度叫熔点，晶体凝固时的温度叫凝固点．不同晶体的熔点和凝固点是不同的，如：冰的熔点是0 ℃，海波的熔点是48 ℃，钨的熔点是3 410 ℃，钢的熔点是1 515 ℃，水银的凝固点是－39 ℃，水的凝固点是0 ℃，酒精的凝固点是－117 ℃.只有晶体才有熔点和凝固点，非晶体没有熔点和凝固点．同一种物质的熔点和凝固点相等，如冰的熔点与水的凝固点都是0 ℃.
3.晶体在一定温度(熔点)下熔化，在熔化的过程中温度保持不变，固液共存状态；非晶体没有一定的熔化温度，熔化时温度不断上升．
4.晶体溶液在一定的温度(凝固点)下凝固，在凝固的过程中温度保持不变，固液共存状态；非晶体溶液没有一定的凝固温度，凝固时温度不断降低．
5.会查熔点表．(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？（查熔点表，比较两者的熔点）
【例2】　海波是晶体，石蜡是非晶体．小明通过查阅资料收集到海波和石蜡的熔化图像如图甲、乙所示，海波的熔化图像是________(填序号)．
　
分析图像甲可获得的信息有：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________.
分析图像乙可获得的信息有：______________________________________________(填一条即可)．
精析：晶体具有固定的熔点而非晶体没有，这就是二者的主要区别，根据图像获取信息是近年来常考的考点．
解答：甲　图甲：①海波的熔点是48 ℃　②熔化过程中海波的温度不变　③海波的初温是20 ℃　图乙：①熔化过程中石蜡的温度不断上升　②石蜡没有固定的熔点　③石蜡的初温是20 ℃．
【例3】如图是“探究烛蜡的熔化特点”的实验，下列说法中错误的是（　　）
A．烛蜡应碾碎后放入试管中
B．温度计的玻璃泡应插入烛蜡内部
C．“水浴法”加热可以使烛蜡受热均匀
D．烛蜡熔化过程中，温度逐渐上升，说明烛蜡是晶体
精析：A、烛蜡应碾碎后放入试管中，这样蜡烛能均匀受热，故A正确；B、用温度计测温度时，温度计的玻璃泡应插入烛蜡内部，故B正确；C、“水浴法”加热可以使烛蜡受热均匀，故C正确；D、烛蜡熔化过程中，温度逐渐上升，说明烛蜡是非晶体，没有固定的熔点，故D错误．故选：D．
解答： D．
三、晶体的熔化的两个条件：达到熔点，同时吸热
晶体熔化的条件是：一是要使温度达到熔点，二是要继续吸热，二者缺一不可．另外，晶体熔化时，不可能达到熔点就一下子全部变为液体，而是一个逐渐熔化的过程．
【例4】　把盛有碎冰块的试管插入烧杯里的碎冰块中，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，如图所示，当烧杯中的冰块大部分熔化时，试管中的冰(　　)．
A. 熔化一部分 B. 全部熔化
C. 一点也没熔化 D. 下面的熔化，上面的不熔化
精析：冰是晶体，冰的熔化必须满足两个条件：一是温度达到熔点0 ℃，二是要吸热．用酒精灯加热时，烧杯里的冰块温度升高到0 ℃且吸收热量，烧杯中的冰熔化．在熔化的过程中温度保持0 ℃不变，试管中的冰温度逐渐升高到 0 ℃，与烧杯中的温度相同，两者之间不发生热传递，试管中的冰不能吸热，故不熔化．
解答：C
解后反思：当晶体的温度达到熔点时，可能是正准备熔化的固态，也有可能是正在熔化过程中的固液共存态或是刚熔化完的液体．
四、熔化和凝固过程中能量的变化
1.熔化要吸热，如用0 ℃的冰冷藏食物比用0 ℃的水好，这是因为冰在熔化的过程中要吸热；
2.凝固要放热，冬天定期在存放蔬菜的地窖里放上一盆水，蔬菜就不容易冻坏，这是因为水在结冰时要放出大量的热．
【例5】　北方冬天在地窖内贮存大白菜时，要在窖内放置几大缸水，其作用是(　　)．
A. 利用水凝固时要吸热而保持低温
B. 利用水凝固时要放热而使菜不致冻坏
C. 利用冰熔化时要吸热而保持低温
D. 利用冰熔化时要放热而使菜不致冻坏
精析：当气温下降到0 ℃以下时，大缸内的水凝固成冰，放出大量的热量，菜因为吸热了，所以不会被冻坏．
解答：B
五、图像法
首先弄清楚横坐标、纵坐标分别表示什么物理量，其次再看物理量的变化情况，寻找出规律或者特殊点的坐标进行计算．
【例6】某综合实践活动小组在制作一个医用冷藏盒时，不知道给药品降温用冰好，还是盐水结成的冰好？他们动手测量了盐水的凝固点．
(1)在选择器材时，小明提出不要使用量程为－2 ℃～102 ℃的温度计，要使用量程为－20 ℃～102 ℃的温度计，这样考虑主要是基于什么假设？________________________.
(2)小明和小红分别通过实验得到了盐水的凝固图像如图所示，则小明所测盐水的凝固点是________℃.
(3)他们同时发现所测得盐水凝固点并不相同，于是对比了双方实验过程，发现烧杯中装水都是200 mL，小明加了1汤匙的盐，而小红加了3汤匙的盐，由此做出猜想：盐水的凝固点与盐水的浓度有关．接着多次实验得出不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下表：
盐水浓度/% 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 36
凝固点/℃ 0 －2 －4 －6 －8 －11 －15 －18 －17 －1.8 －0.4 0
分析表格中数据可知，当盐水浓度增大时，其凝固点________．
(4)小明由表格数据得到盐水浓度为21%时凝固点最低，其值为－18 ℃，你认为他的判断准确吗？________(填“准确”或“不准确”)，你判断的理由是________________________．
(5)你认为给冷藏盒中药品降温最好选用________(填“冰”或“适当浓度盐水结成的冰”)．
精析:本题考查探究影响盐水凝固点的因素的实验和应用．(1)盐水的凝固点低于水的凝固点，可能低于－2 ℃，故应选用量程为－20 ℃～102 ℃的温度计；(2)晶体凝固时有一段时间温度保持不变，物理学上把这个不变的温度叫做物质的凝固点，由图可知，小明所测盐水的凝固点为－4 ℃；(3)由表中数据可知，当盐水浓度增大时，其凝固点先降低后上升；(4)在盐水浓度为21 %时凝固点为－18 ℃，但其附近浓度的凝固点没有测出，如19%、20%、22%、23%都没有测出，有可能低于－18 ℃，即数据不全面，无法判断最低凝固点是多少度；(5)用适当浓度盐水结成的冰好，原因是其凝固点低，温度要升高，其吸收的热量更多．
解答:(1)盐水的凝固点可能低于－2 ℃　(2)－4　(3)先降低后上升(4)不准确　浓度在21%～24%之间的盐水的凝固点有可能低于－18 ℃　(5)适当浓度的盐水结成的冰．
当堂训练
1. 下列物质属于晶体的是(　　)．
A. 沥青　B. 冰 C. 玻璃　D. 石蜡
2. 下列物态变化中属于凝固现象的是(　　)．
A. 初春，冰雪融化汇成溪流
B. 仲夏，刚从冰箱拿出的冰棍冒“白气”
C. 深秋，学校操场的小草上有露水
D. 严冬，湖水结成冰
3. 萘的熔点是80 ℃，则80 ℃的萘一定处于(　　)．
A. 固态 B. 液态 C. 固液共存状态 D. 以上都有可能
4. 北方的冬天在菜窖里放几桶水，可以防止菜冻坏，其重要原因是(　　)．
A. 水蒸发吸热 B. 水凝固放热
C. 水的凝固点较低 D. 水可以保持菜窖湿润
5. 下表中列出了几种物质的熔点(在标准大气压下).
物质名称 固态水银 固态氧 纯铁 钨 铅
熔点/℃ －38.8 －218 1 535 3 410 328
根据上表判断，以下说法中正确的是(　　)．
A. 铅球掉入铁水中不会熔化
B. 可以用水银温度计测量－40 ℃的气温
C. 用钨制成的灯丝不易熔化
D. －210 ℃的氧处于固态
6. 夏天用同样多的0 ℃的水和0 ℃的冰来冷却饮料，结果是(　　)．
A. 用冰的效果好，因为冰的温度低
B. 用水的效果好，因为水和饮料瓶容易接触
C. 用冰的效果好，因为冰在熔化成水时要吸热
D. 两者效果相同
7. 下列实例中，发生了哪一种物态变化？
(1)冰冻食品可以保鲜：____________________；
(2)高烧病人利用冰袋降温：________________；
(3)把塑料颗粒熔化后，注入钢模中，冷却后便制成塑料盒：________________________________________________________________________；
(4)将熔化状态的玻璃轧制成玻璃板：__________.
8. 小明想从酒精和水的混合液中把酒精分离出来．他想，水的凝固点是0 ℃，酒精的凝固点是－117 ℃.于是他把混合液放入温度为－5 ℃的冰箱的冷冻室中，经过相当长的时间后，水并没有凝固，酒精没能分离出来．水为什么在0 ℃以下还没凝固呢？请你就此问题提出合理的猜想：____________________________________________________________.
9. 阅读短文，回答问题．
汽车防冻液
汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却．实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液)，加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾．
有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比).
防冻液含量/% 30 40 50 60 70 80 90
混合液的凝固点/℃ －17 －28 －37 －49 －48 －46 －28
混合液的沸点/℃ 103 104 107 111 117 124 141
在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10 ℃～15 ℃.考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高．
(1)在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是(　　)．
A. 逐渐升高 B. 逐渐降低 C. 先升高后降低 D. 先降低后升高
(2)若某地常年最低气温为－15 ℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选(　　)．
A. 30%　　B. 40% C. 60%　　D. 90%
(3)请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图像；由图像可以推知，防冻液的含量达到75%时，混合液的沸点大约是________℃.
(4)长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少，与原来相比，混合液的沸点________(填“升高”“降低”或“不变”)，其原因是________________________________________________________________________．
10. 如图所示,为锡熔化或凝固的图象,根据图象可知 ： （1）锡的熔点是_________℃．
（2）锡在第 min 开始熔化，熔化过程用了 min，此过程中锡要 热，但是温度 ．
（3）在第5min时，锡处于 态；在第12min时，锡处于 态．
（4） 段属于锡的凝固过程．
《当堂训练》答案
1. B　2. D　3. D　4. B　5. C　6. C
7. (1)凝固　(2)熔化 (3)先熔化后凝固　(4)凝固
8. 加入酒精后，水的凝固点降低了
9. (1)D　(2)B　(3)描点作图如下图　120
(4)升高　水由于汽化而减少，防冻液的含量增大
10. （1）232 （2）3 3 吸 不变 （3）固液共存 固液共存或者固态 （4）DG

展开更多......

收起↑