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4.3　熔化和凝固
第1课时　熔化和凝固
学习目标 1. 知道什么是熔化和凝固。 2. 能够说出熔化曲线和凝固曲线的物理意义。 3. 通过实验探究，掌握固体熔化时温度的变化规律，能用图像法进行数据处理并分析表示出来。
任务一　认识熔化和凝固
下列三幅图是自然界的三种现象，结合生活经验，回答下列问题。
问题1：图甲中冰块化成水、图乙中水结冰、图丙中露珠的形成过程中，物质的状态是如何变化的？
问题2：这些变化，在物理上是如何描述的？
问题3：图甲、乙中的两种变化，在物理上如何定义？
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。
【应用1】下列物态变化现象中，属于凝固的是( )
A. 初春，湖面上冰化成水
B. 夏天，在教室地面上洒的水，过一会儿就会变干
C. 秋天，草叶上形成露珠
D. 严冬，湖面上结冰
【应用2】某飞机装有3D打印的钛合金零件，3D打印技术就是在高能激光的作用下，钛合金粉末会 成液态，然后 成型。(均填物态变化名称)
任务二　研究固体熔化时温度变化规律
小明利用下面的实验装置，探究海波和石蜡熔化时的温度随时间变化的规律。
活动1：实验器材及安装
(1)除了温度计外，还需要的测量器材是 。
(2)海波和石蜡，应选择 (选填“颗粒状”或“块状”)的，目的是 。
(3)把待熔化的海波(或石蜡)放在试管中，再放入盛水的烧杯中加热，这种加热方式叫“水浴加热”，目的是 。
(4)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，目的是使用酒精灯的 加热，使温度计的玻璃泡完全浸没在被测物质中，不碰 。
活动2：实验过程及数据记录
(1)用火柴点燃酒精灯，对固体进行加热。
(2)观察温度计示数的变化，待温度升到40 ℃时，每隔1 min记录一次物质的状态和温度。
表1　海波熔化
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 52 56
状态 固 固 固 固 固 固、液 液 液 液
表2　石蜡熔化
时间 /min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
温度/℃ 40 42 44 45.6 47 48 51 54.5 59 60 63 71 73
状态 固 固 固 固 固 变软 变软 变软 变稀 变稀 液体 液体 液体
(3)请你根据数据分别在图1和图2中画出海波与石蜡熔化时的温度—时间图像。
活动3：分析实验数据
固体 熔化前温度的变化情况 熔化时温度的变化情况 熔化后温度的变化情况 是否有固定的熔化温度
海波
石蜡
活动4：实验结论
(1)海波熔化时：不断 热，温度 ， (选填“有”或“没有”)固定的熔化温度。
(2)石蜡熔化时：不断 热，温度 ， (选填“有”或“没有”)固定的熔化温度。
1. 测量器材的选择：
(1)温度计：测量物质温度变化。
(2)秒表：测量加热时间。
2. 加热方式选择：利用“水浴加热”，目的是使物质受热均匀、升温缓慢。
3. 组装器材顺序：自下而上。
4. 熔化图像及温度变化特点
　
【应用3】小晋同学利用如图甲所示的实验装置探究“冰的熔化规律”。
　
(1)实验中，宜选用 (选填序号“①碎冰块”或“②体积较大的冰块”)。
(2)组装器材时，①铁圈、②陶土网、③温度计和④试管四个中，最后固定高度的是 (选填序号)。
(3)此实验采用了水浴加热法，这样加热的优点是 。
(4)根据记录的实验数据，小晋作出了熔化图像，如图乙所示；他发现冰在熔化过程中，要不断吸收热量，温度 。
(5)冰块在熔化时的温度为 ℃。
第2课时　晶体和非晶体　熔化和凝固的吸、放热
学习 目标 1. 知道什么是熔点和凝固点，知道什么是晶体和非晶体，会区分晶体和非晶体。 2. 能用熔化吸热和凝固放热的知识解释生活中的一些常见现象。
任务一　认识晶体和非晶体
如图甲、乙是海波和石蜡熔化时温度随时间变化的图像。
(一)认识晶体和非晶体
问题1：像海波这样的固体，在熔化过程中，尽管不断吸热，温度却 ， (选填“有”或“无”)固定的熔化温度，这类固体叫晶体。
问题2：像石蜡这样的固体，在熔化过程中只要不断吸热，温度就 ， (选填“有”或“无”)固定的熔化温度，这类固体叫非晶体。
(二)认识熔点和凝固点
阅读课本P106，回答下列问题。
问题3：晶体 时的温度叫做熔点。
问题4：液体凝固形成晶体时 (选填“有”或“没有”)确定的温度，叫做凝固点。
问题5：同一种物质的凝固点和熔点 (选填“相同”或“不同”)。
1. 晶体
(1)概念：有些固体在熔化过程中，尽管不断吸热，温度却保持不变，有固定的熔化温度，这类固体叫晶体。
(2)晶体熔化特点：不断吸热、温度不变。
(3)熔点：晶体熔化时的温度叫做熔点。
(4)凝固点：液体凝固形成晶体时也有固定的凝固温度，这个温度叫做凝固点。同一种物质的凝固点和熔点相同。
2. 非晶体：
(1)概念：有些固体在熔化过程中只要不断吸热，温度就不断上升，没有固定的熔化温度，这类固体叫非晶体。
(2)非晶体熔化特点：不断吸热，温度上升。
3. 常见的晶体和非晶体
(1)晶体：海波、冰、各种金属等。
(2)非晶体：松香、石蜡、玻璃等。
【应用1】如图是某物质的熔化图像，从图像中可以看出它是 (选填“晶体”或“非晶体”)，它的熔点是 ℃。其中熔化的过程经历了 min，在第7 min时，它处于 状态。
任务二　熔化和凝固的吸、放热特点及应用
固体在熔化过程中，需要不断加热；凝固是熔化的逆过程。据此完成下列推理。
问题1：固体在熔化过程中，是吸热还是放热？原因是什么？
问题2：液体在凝固过程中，是吸热还是放热？你是如何推测的？
问题3：在生活中，熔化和凝固的吸、放热有哪些应用？
1. 熔化和凝固过程吸、放热情况：熔化吸热、凝固放热。
2. 熔化和凝固吸、放热应用
(1)熔化吸热：用冰块保鲜。
(2)凝固放热：冬天菜窖放几桶水，凝固放热，防止蔬菜冻坏。
【应用2】夏天在农贸市场卖海鲜产品的摊位上，经常看到摊主将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜，这主要是因为冰块有较低的温度和熔点，且冰块在 (填物态变化名称)过程中要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
8/84.3　熔化和凝固
第1课时　熔化和凝固
学习目标 1. 知道什么是熔化和凝固。 2. 能够说出熔化曲线和凝固曲线的物理意义。 3. 通过实验探究，掌握固体熔化时温度的变化规律，能用图像法进行数据处理并分析表示出来。
任务一　认识熔化和凝固
下列三幅图是自然界的三种现象，结合生活经验，回答下列问题。
问题1：图甲中冰块化成水、图乙中水结冰、图丙中露珠的形成过程中，物质的状态是如何变化的？
答：①冰块化成水的过程中，物质由固态变为液态。
②水结冰的过程中，物质由液态变为固态。
③露珠的形成过程中，物质由气态变为液态。
问题2：这些变化，在物理上是如何描述的？
答：物质各种状态间的变化叫做物态变化。
问题3：图甲、乙中的两种变化，在物理上如何定义？
答：冰块化成水的过程，物质由固态变为液态，叫做熔化。水结冰的过程，物质由液态变为固态，叫做凝固。
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。
【应用1】下列物态变化现象中，属于凝固的是(　D　)
A. 初春，湖面上冰化成水
B. 夏天，在教室地面上洒的水，过一会儿就会变干
C. 秋天，草叶上形成露珠
D. 严冬，湖面上结冰
【应用2】某飞机装有3D打印的钛合金零件，3D打印技术就是在高能激光的作用下，钛合金粉末会　熔化　成液态，然后　凝固　成型。(均填物态变化名称)
解析：粉末是固态，变为液态的过程是熔化；最后凝固成固体，具有了固定的形状。
任务二　研究固体熔化时温度变化规律
小明利用下面的实验装置，探究海波和石蜡熔化时的温度随时间变化的规律。
活动1：实验器材及安装
(1)除了温度计外，还需要的测量器材是　秒表　。
(2)海波和石蜡，应选择　颗粒状　(选填“颗粒状”或“块状”)的，目的是　使物质均匀受热，且使温度计的玻璃泡能被物质紧密包裹　。
(3)把待熔化的海波(或石蜡)放在试管中，再放入盛水的烧杯中加热，这种加热方式叫“水浴加热”，目的是　使物质均匀受热，且使物质升温比较缓慢　。
(4)在组装实验器材时，应按照　自下而上　(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装，目的是使用酒精灯的　外焰　加热，使温度计的玻璃泡完全浸没在被测物质中，不碰　容器底或容器壁　。
活动2：实验过程及数据记录
(1)用火柴点燃酒精灯，对固体进行加热。
(2)观察温度计示数的变化，待温度升到40 ℃时，每隔1 min记录一次物质的状态和温度。
表1　海波熔化
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 52 56
状态 固 固 固 固 固 固、液 液 液 液
表2　石蜡熔化
时间 /min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
温度/℃ 40 42 44 45.6 47 48 51 54.5 59 60 63 71 73
状态 固 固 固 固 固 变软 变软 变软 变稀 变稀 液体 液体 液体
(3)请你根据数据分别在图1和图2中画出海波与石蜡熔化时的温度—时间图像。
答：如图所示。
活动3：分析实验数据
固体 熔化前温度的变化情况 熔化时温度的变化情况 熔化后温度的变化情况 是否有固定的熔化温度
海波 　上升　 　不变　 　上升　 　是　
石蜡 　上升　 　上升　 　上升　 　否　
活动4：实验结论
(1)海波熔化时：不断　吸　热，温度　不变　，　有　(选填“有”或“没有”)固定的熔化温度。
(2)石蜡熔化时：不断　吸　热，温度　上升　，　没有　(选填“有”或“没有”)固定的熔化温度。
1. 测量器材的选择：
(1)温度计：测量物质温度变化。
(2)秒表：测量加热时间。
2. 加热方式选择：利用“水浴加热”，目的是使物质受热均匀、升温缓慢。
3. 组装器材顺序：自下而上。
4. 熔化图像及温度变化特点
　
【应用3】小晋同学利用如图甲所示的实验装置探究“冰的熔化规律”。
　
(1)实验中，宜选用　①　(选填序号“①碎冰块”或“②体积较大的冰块”)。
(2)组装器材时，①铁圈、②陶土网、③温度计和④试管四个中，最后固定高度的是　③　(选填序号)。
(3)此实验采用了水浴加热法，这样加热的优点是　使物质均匀受热　。
(4)根据记录的实验数据，小晋作出了熔化图像，如图乙所示；他发现冰在熔化过程中，要不断吸收热量，温度　不变　。
(5)冰块在熔化时的温度为　0　℃。
特别提醒：为了使固体熔化时受热均匀，一般采取三种措施：
(1)选用颗粒状固体；
(2)使用水浴加热法；
(3)不断搅拌受热固体。
第2课时　晶体和非晶体　熔化和凝固的吸、放热
学习 目标 1. 知道什么是熔点和凝固点，知道什么是晶体和非晶体，会区分晶体和非晶体。 2. 能用熔化吸热和凝固放热的知识解释生活中的一些常见现象。
任务一　认识晶体和非晶体
如图甲、乙是海波和石蜡熔化时温度随时间变化的图像。
(一)认识晶体和非晶体
问题1：像海波这样的固体，在熔化过程中，尽管不断吸热，温度却　保持不变　，　有　(选填“有”或“无”)固定的熔化温度，这类固体叫晶体。
问题2：像石蜡这样的固体，在熔化过程中只要不断吸热，温度就　不断升高　，　无　(选填“有”或“无”)固定的熔化温度，这类固体叫非晶体。
(二)认识熔点和凝固点
阅读课本P106，回答下列问题。
问题3：晶体　熔化　时的温度叫做熔点。
问题4：液体凝固形成晶体时　有　(选填“有”或“没有”)确定的温度，叫做凝固点。
问题5：同一种物质的凝固点和熔点　相同　(选填“相同”或“不同”)。
1. 晶体
(1)概念：有些固体在熔化过程中，尽管不断吸热，温度却保持不变，有固定的熔化温度，这类固体叫晶体。
(2)晶体熔化特点：不断吸热、温度不变。
(3)熔点：晶体熔化时的温度叫做熔点。
(4)凝固点：液体凝固形成晶体时也有固定的凝固温度，这个温度叫做凝固点。同一种物质的凝固点和熔点相同。
2. 非晶体：
(1)概念：有些固体在熔化过程中只要不断吸热，温度就不断上升，没有固定的熔化温度，这类固体叫非晶体。
(2)非晶体熔化特点：不断吸热，温度上升。
3. 常见的晶体和非晶体
(1)晶体：海波、冰、各种金属等。
(2)非晶体：松香、石蜡、玻璃等。
【应用1】如图是某物质的熔化图像，从图像中可以看出它是　晶体　(选填“晶体”或“非晶体”)，它的熔点是　80　℃。其中熔化的过程经历了　5　min，在第7 min时，它处于　固液共存　状态。
特别提醒：物质处于熔点(80 ℃)时，可以是固态、液态，也可以是固液共存状态。
任务二　熔化和凝固的吸、放热特点及应用
固体在熔化过程中，需要不断加热；凝固是熔化的逆过程。据此完成下列推理。
问题1：固体在熔化过程中，是吸热还是放热？原因是什么？
答：因为固体在熔化过程中需要加热，所以该过程物质从外界吸热，即熔化需要吸热。
问题2：液体在凝固过程中，是吸热还是放热？你是如何推测的？
答：熔化吸热，而凝固是熔化的逆过程，所以推测凝固应该放热。
问题3：在生活中，熔化和凝固的吸、放热有哪些应用？
答：利用冰块熔化吸热来降温；利用液体凝固放热来保温。
1. 熔化和凝固过程吸、放热情况：熔化吸热、凝固放热。
2. 熔化和凝固吸、放热应用
(1)熔化吸热：用冰块保鲜。
(2)凝固放热：冬天菜窖放几桶水，凝固放热，防止蔬菜冻坏。
【应用2】夏天在农贸市场卖海鲜产品的摊位上，经常看到摊主将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜，这主要是因为冰块有较低的温度和熔点，且冰块在　熔化　(填物态变化名称)过程中要　吸收　(选填“吸收”或“放出”)热量。
解析：固态的冰块变为液态的水，是熔化现象，熔化过程中吸热，吸热具有制冷作用，摊主将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜。
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