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(共56张PPT)
第三章 物态变化
第2节 熔化和凝固
学习目标——物理学科素养
01
物理观念
理解物质熔化和凝固的基本概念，掌握融点和凝固点的物理意义
02
科学思维
能够运用热力学原理分析物质在融化和凝固过程中的能量变化，培养科学思维能力
03
科学探究
通过实验观察不同物质的融化和凝固现象，学习科学探究的基本方法，提高实验操作技能
04
科学态度与责任
培养对物理现象的好奇心和探索精神，树立尊重科学、实事求是的科学态度与责任感
教学重难点
教学难点
教学重点
1.晶体熔化和凝固规律，温度变化、状态变化及吸放热。
2.晶体与非晶体区别，熔化和凝固特点、有无固定熔点。
3.用熔化和凝固知识解释现象，如冰雪消融。
1. 探究固体熔化温度随时间变化的实验，含器材使用、数据测量与因素控制。
2. 理解晶体熔化吸热温度不变的原因。
3. 分析温度-时间图像，判断物质状态、吸放热及熔、凝固点。
观看以下视频，并回答问题：
（1）钢水在变成工件的过程中，它的状态发生了怎样的变化？
（2）在状态变化的过程中，钢水吸热还是放热？
课堂引入
视频：铁水铸造成型
01
知识点1 物态变化
知识点1：物态变化
探究新知
1. 物质常见的三种状态
杯子中的水
气球中的空气
冰块
像冰块这样有一定_____和 _____的物质，其状态称为_______
像水这样有一定体积，但 _____固定形状的物质，其状态称为_____;
像空气这样既没有一定的体积，也没有固定形状的物质，其状态称为_ ____。
自然界中的物质通常是以这___状态存在的。
三种
体积
形状
固态
没有
液态
气态
半杯水
冰（固）变水（液体）
冰（固）
一杯水
水（液体）变成水蒸气
知识点1：物态变化
探究新知
2. 探究物质的三态变化
夏天，从冰箱中拿出的冰，一会儿就变成了水，再过一段时间水变少了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪。
结论：在一定条件下，水的三种状态可以相互转化。
知识点1：物态变化
探究新知
3. 物态变化
（1）概念：物质各种状态间的变化叫作物态变化。
（2）对物态变化的理解
①物质的种类没有发生变化，只是状态发生了改变。
②物质的形状发生变化的不是物态变化。如：铁块变成铁屑，状态没有变化，不属于物态变化。
③物态变化是有条件的，通常与温度有关。如：铁块加热至538℃时，铁块变成液态的铁，加热至2750℃时，又会变成气态的铁。
D．一瓶水，越喝越少，质量发生改变，但状态没有改变，仍然是液态，故D不符合题意。
C．玻璃杯被打碎了，玻璃杯发生了形状改变，但状态没变，仍然是固态，故C不符合题意；
B．阳光下，小雪人“流汗”了，物质由固态变成液态，属于熔化现象，故B符合题意；
知识点1：物态变化
探究新知
【典例1】下列情景中属于物态变化的是（　　）
A．一块铁放在炉子上烧红了 B．阳光下，小雪人“流汗”了
C．玻璃杯被打碎 D．一瓶水，越喝越少
【详解】A．一块铁放在火炉中烧红了，温度改变了，但状态没变，仍然是固态，故A不符合题意；
B
02
知识点2 熔化和凝固
知识点2：熔化和凝固
探究新知
1. 固体和液体的转化
春天冰雪消融
夏天，从冰箱中拿出的冰棒化了
物质从固态变成了液态
冬天，河水结冰了
铁水变成了铁锅
物质从液态变成了固态
结论：固态和液态可以相互转化
（1）物质从固态变成液态的过程叫做熔化。
（2）物质从液态变成固态的过程叫做凝固。
熔
化
凝
固
固态
液态
知识点2：熔化和凝固
探究新知
2. 熔化和凝固的概念
冰（固）
水（液体）
冰熔化成水
水凝固成冰
知识点2：熔化和凝固
探究新知
熔化、溶化和融化的区别
1.熔化是指物质从固态变成液态的过程，熔化时要吸热，所以用火字旁“熔”。例如，给糖块加热，糖块熔化成糖浆。
2.溶化是指固态物质在液体中分散开来，最后变成液态的混合物的现象，要发生溶化必须有液体，所以用三点水旁“溶”。例如，食盐溶于水，形成盐水。
3.融化特指冰、雪、霜等受热后化成水，多用于文学作品中。
4.物理学中，在解释有关物理现象，涉及填写物态变化时，只能用熔化。
不同物质在由固态变成液态的过程中，温度的变化规律相同吗？
（1）在熔化过程中物质温度应该不断上升（或不变）。
（2）每一种物质熔化时温度应该不同（或相同）。
【提出问题】
【猜想和假设】
知识点2：熔化和凝固
探究新知
3. 探究固体熔化时温度的变化规律
知识点2：熔化和凝固
探究新知
（1）分别取适量的海波和石蜡，对它们进行加热，测出加热过程中的温度，观察熔化的情况。根据记录的数据绘制图像，比较二者熔化时温度的变化规律。
【设计实验】
探究海波（硫代硫酸钠）和石蜡的熔化过程
（3）实验装置如图所示.
海波
石蜡
温度计
盛水烧杯
搅拌器
海波
石棉网
搅拌器
（2）实验器材
海波（硫代硫酸钠Na2S2O3 ）、石蜡、铁架台、 酒精灯、石棉网、烧杯、大试管、温度计 、搅拌器、水、火柴。
试管
知识点2：熔化和凝固
探究新知
（4）知道一些器材的作用
石棉网：使烧杯均匀受热。
水浴法：把盛海波的试管放入盛水烧杯
中加热，可使物体均匀、缓慢受热。
搅拌器：使物体均匀受热。
实验结束时，用灯帽盖灭酒精灯。
（5）注意事项
安装实验器材按照自下而上的顺序进行。
知识点2：熔化和凝固
探究新知
【进行实验与收集数据】
（1）将石蜡和海波分别放入试管中，并用酒精灯加热。
（2）温度计插入试管后，待温度升至40℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度；观察不同温度下它们的状态变化，在海波和石蜡完全熔化后再记录4～5次。把数据填入表格。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
海波温度/℃ 40 44 46 48 48 48 48 50 52 56
石蜡温度/℃ 28 35 41 45 47 48 52 56 61 66
知识点2：熔化和凝固
探究新知
（1）画出温度—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，得到海波和石蜡温度随时间变化的图像。
【分析与论证】
海波（石蜡）熔化时
温度随时间变化的图像
知识点2：熔化和凝固
探究新知
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
海波熔化时温度
随时间变化的图像
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
海波温度/℃ 40 42 45 48 48 48 48 51 56 56
石蜡温度/℃
石蜡熔化时温度
随时间变化的图像
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
海波温度/℃ 40 42 45 48 48 48 48 51 56 56
石蜡温度/℃ 40 42 44 45 47 50 52 55 58 61
48℃
知识点2：熔化和凝固
探究新知
（2）实验现象
①海波的熔化过程：海波吸收热量，温度逐渐上升，温度达到48℃时开始熔化。熔化过程中继续吸热，温度保持不变；熔化完，继续吸热升温。
②石蜡的熔化过程：吸收热量温度持续上升，在此过程中，石蜡由硬变软变稀，最后熔化为液体。
熔化前 熔化中 熔化后
海波 吸收热量，温度升高 吸收热量，温度不变 吸收热量，温度升高
海波和石蜡在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段温度变化的特点
石蜡 吸收热量，温度升高 吸收热量，温度升高 吸收热量，温度升高
知识点2：熔化和凝固
探究新知
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。
石蜡熔化没有一定的熔化温度，熔化过程吸收热量，温度一直升高。
（3）实验结论
所以不同物质熔化过程中，温度的变化规律不同。
知识点2：熔化和凝固
探究新知
回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？
【评 估】
【交流与合作】
与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？
（1）选用小颗粒固体的原因：使固体受热均匀；便于与温度计的玻璃泡充分接触.
（2）烧杯中的水要适量，原因是：①水太多会延长实验时间；②水太少不能使固体浸没，会造成固体受热不均匀.
（3）为了缩短实验时间，可采取的方法：①用温水；②适当减少水的质量.
知识点2：熔化和凝固
探究新知
演示实验——《探究固体熔化时温度的变化规律》
知识点2：熔化和凝固
探究新知
知识点2：熔化和凝固
探究新知
【典例2】在探究冰熔化时温度随时间变化规律的实验中，将装有少量碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中，实验装置如图甲所示。
(1)组装下列实验器材时，其合理的先、后顺序是（填序号） ；
①试管、温度计 ②石棉网
③装水的烧杯 ④酒精灯
(2)将装有碎冰的试管放入水中加热，而不是用酒精灯直接对试管加热，这样做不但能使试管受热均匀，而且碎冰的温度上升速度较 （选填“快”或“慢”），便于及时记录各个时刻的温度；
④②③①
慢
知识点2：熔化和凝固
探究新知
(4)某同学根据记录的数据绘制了温度随时间变化的图像（如图丙所示），由图像可知：凝固点是 ℃，冰的融化过程经历了 分钟，第4min时，该物质处于 状态；
(3)观察图乙，温度计的示数为 ℃；
(5)通过实验探究，可得出的探究结论是：冰熔化时，继续吸热， 保持不变。
-2
0
3
固液共存
温度
知识点3 熔点和凝固点
知识点3：熔点和凝固点
探究新知
分类 定义 常见物质
晶体
非晶体
1. 晶体与非晶体
有的固体在熔化不断吸热，温度却保持不变，有固定的熔化温度，这类固体是晶体
有的固体在熔化时，只要不断地吸热，温度就不断地上升，没有固定的熔化温度，这类固体叫作非晶体
海波、明矾、冰、萘、食盐、各种金属等
石蜡、松香、玻璃、沥青、塑料、橡胶等
（1）熔点：
①晶体熔化时的温度叫熔点。
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
B
A
C
D
固态
固液共存态
液态
知识点3：熔点和凝固点
探究新知
2. 熔点和凝固点
②晶体的凝固图象：
（2）凝固点
①晶体凝固时的温度叫凝固点。
分析图像上每一段的温度和状态特点：
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，晶体的凝固过程，放出热量，温度不变。
知识点3：熔点和凝固点
探究新知
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℃.
知识点3：熔点和凝固点
探究新知
（3）非晶体熔化、凝固时温度的变化曲线
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。
知识点3：熔点和凝固点
探究新知
小资料
几种晶体的熔点 （标准大气压）
由表看出：①不同晶体熔点不同，熔点是晶体的一种特性。
②记住冰的熔点是0℃，钨的熔点最高。
晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃
钨 3 410 银 962 冰 0
铁 1 535 铝 660 固态水银 －39
钢 1 515 铅 328 固态酒精 －117
灰铸铁 1 177 锡 232 固态氮 －210
铜 1 083 萘 80.5 固态氧 －218
金 1 064 海波 48 固态氢 －259
知识点3：熔点和凝固点
探究新知
黑龙江省北部最低气温曾经达到
-52.3℃，这时还能使用水银温度计吗？应该使用什么样的液体温度计？
因为水银的凝固点是-39℃，气温达到-52.3℃时，水银已经凝固了，所以不可能再根据液体的热胀冷缩来测温度。
查熔点表可知，这时可利用酒精温度计（酒精凝固点是
-117℃） 。
水银凝固点 -39℃
酒精凝固点 -117℃
知识点3：熔点和凝固点
探究新知
知识点3：熔点和凝固点
探究新知
【典例3】根据表中数据判断，下列说法中正确的是（　　）
物质 水银 金 铜 钢 纯铁 钨
熔点/℃ -39 1 064 1 083 1 515 1 535 3 410
沸点/℃ 357 2 807 2 567 2 750 2 750 —
A．金块掉入钢水中不会熔化
B．电灯泡里的灯丝常用钨制成，是因为钨的沸点高
C．在-40℃的环境里，水银温度计不能使用
D．表中几种金属的沸点都可用水银温度计测得
【详解】A．由题表中数据可知，钢水的温度高于金的熔点，所以金块掉入钢水中会熔化，故A错误；
B．电灯泡里的灯丝常用钨制成，是因为钨的熔点高，灯泡通电时间较长灯丝也不会熔化，故B错误；
C．因为水银的熔点是，所以它的凝固点也是，在环境里，水银是固态的，不能再用来测量温度，故C正确；
D．水银的沸点是357℃，表中各种金属的沸点都高于水银的沸点，所以不能使用水银温度计来测量表中金属的沸点，故D错误。
C
知识点4 熔化吸热 凝固放热
（2）非晶体熔化的条件：
吸收热量。物质在固态时能量低，在液态时能量高，物质熔化时，是从低能量状态到高能量状态，所以要吸收热量。
（1）晶体熔化的条件：
一是温度达到熔点；二是继续吸收热量。
晶体熔化时虽然温度不变，但是必须加热，若停止加热熔化也会马上停止，即熔化过程要吸热。
1. 熔化吸热
固态
知识点4：熔化吸热 凝固放热
探究新知
（3）熔化吸热的现象及应用
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。
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．
知识点4：熔化吸热 凝固放热
探究新知
凝固是熔化的逆过程，液体在凝固时要放热。
（1）晶体凝固的条件
一是温度达到凝固点；二是继续放出热量。
（2）非晶体凝固条件 ： 放出热量。
物质在液态时能量高，在固态时能量低，物质凝固时，是从高能量状态到低能量状态，所以要放出热量。
2. 凝固放热
知识点4：熔化吸热 凝固放热
探究新知
（3）凝固放热的应用
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。
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。
知识点4：熔化吸热 凝固放热
探究新知
知识点4：熔化吸热 凝固放热
探究新知
【典例4】如图所示，图甲是萘的熔化图像，图乙是塑料的凝固图像。由图像可知：
塑料是 （选填“晶体”或“非晶体”），甲图中BC段萘温度保持不变，此过程中 （选填“需要”或“不需要”）吸热，萘的熔化过程用了 ，萘在第时为 状态。
非晶体
需要
5
固液共存
知识点4：熔化吸热 凝固放热
探究新知
【详解】[1]晶体有固定的熔点和凝固点，在熔化或凝固过程中温度保持不变；非晶体没有固定的熔点和凝固点，在熔化或凝固过程中温度不断变化。从图乙塑料的凝固图像可以看出，塑料在凝固过程中温度不断降低，没有固定的凝固温度，所以塑料是非晶体。
[2]甲图中BC段萘温度保持不变，这是萘的熔化过程。晶体在熔化过程中虽然温度不变，但需要持续吸收热量来完成从固态到液态的转变，所以此过程需要吸热。
[3]萘从第5min开始熔化（温度开始保持不变的时刻），到第10min熔化结束（温度又开始上升的时刻），熔化过程所用时间为。
[4]萘在第5min到第10min处于熔化过程，第8min处于这个时间段内，所以萘在第8min时为固液共存状态。
小结
课堂小结
课堂小结
探究新知
随着温度的变化，固体、液态和气体间可以相互发生转化.
①熔化：物质由固态变成液态的过程叫熔化.
②晶体与非晶体：有固定熔化温度的固体叫做晶体.
没有固定熔化温度的固体叫做非晶体.
③ 熔点：晶体熔化时的温度叫做熔点.
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：物质由液态变成固态的过程叫凝固.
②凝固点：液体凝固形成晶体时的温度，叫凝固点.
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
练习
课堂练习
课堂练习
探究新知
1．常温下酒精的特征是（　　）
A．有固定的体积和形状
B．有固定体积，没有固定形状
C．没有固定体积和形状
D．没有固定体积，有固定形状
B
课堂练习
探究新知
2．如图甲，用金属镓制成的“小人”在室温为20℃时是固态，当其达到某一温度时，就会熔化。图乙是其放在人手中熔化时的情景，由此可判断（ 　　）
A．镓的熔点与手的温度相同
B．金属镓可以用来制作戒指
C．镓熔化过程中，吸收热量
D．镓的熔点有可能是48℃
C
BD．手的温度约37℃，但镓放在手中却能熔化，所以金属镓不可以用来制作戒指，且它的熔点低于手的温度，不可能为48℃，故BD不符合题意；
C．熔化吸热，镓熔化过程中，吸收热量，故C符合题意。
【详解】A．镓的熔点低于手的温度才能从手吸收热量，镓才能熔化，所以镓的熔点与手的温度不可能相同，故A不符合题意；
课堂练习
探究新知
3．下列能反映晶体凝固时温度随时间变化的图象是（　　）
C
课堂练习
探究新知
4．如图所示是海波的温度随时间变化的图像，则下列说法中正确的是（　　）
A．海波在段处于固态
B．海波在段既不吸热也不放热
C．海波在段处于液态
D．海波的熔化温度是48℃
D
课堂练习
探究新知
5．图甲是标准大气压下某物质的凝固图像，可知其凝固过程经历了
min，第25min时该物质处于 态。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 ），则试管内冰的质量将 。
10
固
变大
课堂练习
探究新知
6．冰，在我们的生活中随处可见，它有多种用途。如：
（1）夏天，如果我们要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上几个冰块，而不是直接加冷水。一方面是因为冰块的温度更低，另一方面是因为冰块熔化成水的过程中 ，从而使饮料的温度下降得更多。
（2）请再举出一个冰的应用实例 。
吸收热量
保鲜食物
课堂练习
探究新知
7．用图甲装置探究“某物质熔化规律”，图乙是实验得到的该物质熔化过程中温度随时间变化的图象，该物质属于 （选填“非晶体”或“晶体”）。该物质的熔点是 ℃，第10min时，该物质处于__________（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）。
晶体
80
固液共存态
课堂练习
探究新知
8．小丽选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”，设计的实验装置如图甲所示。
(1)将装有蜂蜡、海波的试管分别放在盛水的烧杯内加热，而不是直接用酒精灯加热，目的是为了使试管内的物质 ；
(2)乙图是小丽绘制的海波的熔化图象，图中 段（用字母表示）表示海波的熔化过程，此过程中海波 （选填“吸收”或“放出”）热量，温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。第10min海波处于 态（选填“固”、“液”或“固液共存”）；
受热均匀
BC
吸收
不变
固液共存
课堂练习
探究新知
8．小丽选择蜂蜡和海波探究“不同固态物质在熔化过程中温度的变化是否相同”，设计的实验装置如图甲所示。
(3)丙图是小丽绘制的蜂蜡的熔化图象，蜂蜡在熔化过程中温度_____（选填“升高”、“降低”或“不变”）。
升高
课后作业
探究新知
作业
内容
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
谢谢聆听

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