(人教版)初二物理4.2熔化和凝固

（人教版）初二物理4.2熔化和凝固［生甲］自然界的物质常以固态、液态和气态三种形态存在着.［生丙］物质的状态不是一成不变的.当物体温度发生变化时，物质的状态也往往发生改变.［师］大家回答地很好.确实是随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化.通常是固态的铝、铜、铁等金属，在很高的温度时也会变成液态、气态；通常是气态的氧气、氮气、氢气等，在温度很低时也会变成液态、固态.那么，水结成冰和冰熔化成水属于什么过程？［生甲］熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化（melting）.［生丙］凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固（solidification）.［生丁］水结成冰属凝固过程.［师］我们这节课就来研究物质的熔化和凝固与什么因素有关系，有什么样的变化规律.1.熔化和凝固（板书）物质从固态变成液态的过程叫做熔化（melting），从液态变成固态的过程叫做凝固（solidification）.［师］不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗？［生甲］应该不相同.［生乙］固态的铝、铜、铁等金属，在很高的温度时才会变成液态.冰熔化成水不用很高的温度.［生丙］不管在很高温度还是不太高的温度时变成液体，是不是都需要给物质加热？［生戊］熔化过程中给物质加热，这时温度是不断上升，还是不变？［师］现在提出了固体熔化时温度是怎样变化的问题，大家相互讨论，利用桌子上的仪器通过探究实验来解决.先制订计划和方案.实验器材：酒精灯，烧杯，石棉网，试管，温度计，火柴，搅拌器，三脚架实验药品：硫代硫酸钠，松香注意：酒精灯使用！［方案一］把装有一些海波的试管放在盛水的烧杯里，用酒精灯通过烧杯和水给海波均匀、缓慢地加热，并搅拌.装置如课本图4.2—1，注意观察温度计读数和海波的状态变化，当温度达到40℃时，每隔1min记录一次温度，在海波完全熔化后再记录4~5次.填入表中.［方案二］把石蜡放在试管里再放入盛水的烧杯里，用酒精灯通过烧杯给石蜡均匀、缓慢地加热.装置如课本图4.2—1，注意观察温度计读数和石蜡的状态变化.当温度达到40℃时，每隔1min记录一次温度，在石蜡完全熔化后再记录4~5次.填入表中.［师］这两个方案都很好，且可行.我们可按照这两个方案来做实验.我们先看挂图.注意酒精灯的使用方法.学生看完后，宣布开始分组实验，教师巡视，随时指导、帮助学生解决问题.［师］请同学们根据海波和石蜡加热过程中温度随时间变化的情况，并结合自己实验分析一下，海波和石蜡熔化过程有什么特点？从中可以找出什么规律？［生甲］给海波加热，海波温度不断升高，当温度上升到48℃，时，开始熔化，在熔化过程中虽然还在继续加热，但海波的温度却保持48℃不变，直到完全熔化后温度才继续上升.［生乙］在给石蜡加热，石蜡先变软，然后逐渐变成液态，在整个熔化过程［生丙］从我们组对海波熔化实验现象的分析讨论，认为这个现象表明，海波在一定温度下熔化，在熔化过程中吸收热量，温度保持不变.［生丁］我们组对石蜡熔化实验的现象进行分析讨论，认为这个现象表明，石蜡没有一定的熔化温度.在熔化过程中吸收热量.［师］同学们回答地很好，实验观察很仔细，每组同学都团结协作，讨论也很激烈.我很高兴，看来大家对学物理很感兴趣.现在我们打开课本，看图4.2—2和图4.2—3；方格纸上纵轴表示温度，温度数值已经标出；横轴表示时间，请自己写上，根据你们的实验数据，在表中各个时刻的温度在方格纸上描点，然后将这些点用平滑曲线连接，便得到熔化时温度随时间变化的图象.［生甲］海波在熔化前温度升高，在熔化中温度不变，在熔化后温度继续上升.［生乙］石蜡在熔化前、熔化中、熔化后三个阶段的温度都在上升.［师］现在我们回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？相互讨论你们进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？并与同学们进行交流.看看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？写出实验报告.［师］从海波和石蜡的熔化实验，我们还能总结出什么？［生甲］有些固体在熔化过程中尽管不断吸热，温度却保持不变，这类固体有确定的熔化温度，叫做晶体（crystal）.（海波、冰、各种金属）［生乙］有些固体在熔化过程中，只要不断地吸热，温度就不断地上升，没有固定的熔化温度，这类固体叫做非晶体（noncrystal）.（蜡、松香、玻璃、沥青）［生丙］晶体熔化时的温度叫做熔点（meltingpoint［生丁］晶体有熔点、非晶体没有熔点.［师］晶体除熔化时有一定温度，在晶体凝固时也有一定温度，这个温度叫做凝固点.同一种物质的凝固点和它的熔点相同.非晶体没有凝固点.2.熔点和凝固点（板书）（1）熔点——晶体熔化时，有一定熔化温度叫做熔点.（2）凝固点——晶体凝固时，有一定凝固温度叫做凝固点.［师］那你们想想：“为什么灯泡内的灯丝要用钨丝？”“水银能用来做寒暑表中的液体吗？”［生甲］钨的熔点为3410℃，用来做灯丝，不容易烧断.［生乙］水银不能用来做寒暑表中的液体，它的凝固点为-39℃，太低.［师］看来大家已知道它们的用途，看投影课本图4.2—4和图4.2—5.思考［想想议议］［生甲］AB段为固态，温度不断升高.［生乙］B时刻为固态，C时刻全部变为液态，BC段为固液共存态，吸收热量，温度不变.［生丁］CD［生戊］EF［生己］F时刻晶体开始凝固，到G时刻全部变为固态，FG之间是固液共存态、温度不变.［生庚］GH为固态，温度随时间下降.［生辛］黑龙江省北部最低气温曾经到过-52.3℃，这时不能使用水银温度［生甲］在海波的熔化实验和石蜡熔化实验中，无论温度变否都需要加热.［生乙］在凝固过程温度不变，却继续放热.［生丁］晶体和非晶体在凝固过程中要放热.［师］北方的冬天，菜窖里放几桶水，可利用水结冰时放的热使窑内的温度不会太低，菜不会冻坏.3.熔化吸热凝固放热（板书）二、小结本节课我们学了熔化和凝固，通过对固体熔化时温度的变化规律的探究.我点相同.熔化要吸热，凝固要放热.三、例题[例1]水的凝固点是0℃，如果把0℃的冰放到0℃的房间里，则[]A．冰一定会熔化，但不会全变成水B．冰一定不会熔化C．冰可能会熔化也可能不熔化D．冰将全部熔化[分析]冰是晶体，它的熔化需满足两个条件，温度达到熔点0℃，还要继续吸收热量。0℃的冰不能从0℃的环境里吸收热量，不能熔化。[答]B[说明]要分析各种现象属于哪种物态变化，首先要弄清变化前物质处于哪种状态，变化后又处于哪种状态。其次，要注意有些物态变化需要具备的条件。如，晶体的熔化：①需要温度达到熔点；②要继续吸收热量。[例2]下列属于熔化的是[]A．糖放在水中后逐渐化成了糖水B．夏天放棒冰的杯子外壁的小水珠C．露水的形成D．棒冰变成糖水[分析]熔化是指物质从固态变成液态的现象，且是一个吸热过程。糖在水中化成糖水是化学中的溶解过程。棒冰变成糖水是因为固态的棒冰吸热后变成了液态。[答]D[例3]纯净的48℃的海波是：[]A．液态B．固态C．液固混合D．以上状态都可能[分析]海波是晶体，它的熔点是48℃，48℃的固态海波如能继续吸热将熔化，如不能吸热保持固态不变；48℃的液态海波如能放热它将凝固，如放不出热将保持液态不变；海波正在熔化或凝固则保持48℃不变，应是液固共存。[答]“D”[例4]利用等质量的0℃的冰冷却食品通常比0℃的水效果好的原因是_______。[分析]由于0℃的冰熔化时要吸热、温度保持不变，直到所有冰完都变成0℃的水，再吸热温度才升高。所以用等质量的0℃冰比0℃水冷却相同质量的较高温度的物体效果好[答]“0℃冰熔化时还要吸热，直到冰全部熔化后温度才可能继续下降。这样就比同质量0℃水可以吸收更多的热量。”[例5]图①表示冰的熔化图象，由图可知，______段是冰的熔化过程，第2min末冰处于______态，第8min末冰处于______态，熔化需要______分，水的凝固点是______。[分析]熔化曲线中与时间轴平行的直线表示晶体的熔化过程。晶体熔化过程指从固态到液态这样一个吸热而温度不变的过程，起点B和终点C是两个转折点。任何晶体的熔点和凝固点相同．[答]BC，固，液，6，0℃[例6]某种晶体随时间变化曲线如图②所示，就此变化曲线试分析：(1)这是熔化图象还是凝固图象？(2)这种晶体的熔点是多少？(3)用这种物质固态时的曲线，判断它的物质名称？(4)固液共存的时间有几分钟？[分析]确定是熔化图象还是凝固图象，首先要看温度随时间如何变化，温度升高，则是吸热过程，是熔化图象．温度降低，则是放热过程，是凝固图象．由图可见，在0时刻温度是15℃，2分钟后温度为0℃，显然温度是降低的．这是晶体的凝固图象．温度在0℃持续了4分钟，表明在这段时间内晶体放热但温度不变，所以℃是这种晶体的凝固点．因同种物质的熔点和凝固点相同，所以这种晶体的熔点是0℃．再查熔点表可知，这种物质固态时是冰．[解](1)这是晶体的凝固图象．(2)这种晶体的熔点是0℃．(3)这种物质固态时有冰．(4)固液共存的时间是4分钟．[例7]（发散思维型）原题：关于物质的熔化和凝固，下列斜述中正确的是[]A．各种固体都有一定的熔点B．各种固体都有一定的凝固点C．各种晶体的熔点相同D．非晶体熔化要吸热，温度不断上升分析：固体分为晶体和非晶体两类，晶体熔化时吸热，但温度不变；非晶体熔化时要吸热，但温度却上升。同一种晶体的熔点和凝固点是相同的，不同种晶体的熔点和凝固点是不相同的。应选D·题型发散·发散1一同学做某种物质熔化的实验。当这种物质的温度达到36℃时，每隔1分钟记录一次温度，得到下面一组记录数据：36℃、39℃、42℃、45℃、48℃、48℃、48℃、51℃、54℃、57℃。这种物质是______体，这种物质是______。分析：从所记录的一组数据中，我们可以看到5、6、7三次所记录的温度相同，可见，这种物质是晶体，从课本中的表中可以查出，它是海波。发散2把正在凝固的水放到0℃的房间里，水能否继续凝固？分析：水的凝固点是0℃，如果把水放到0℃的房间里，水和房间里空气之间没有温度差，它们不会发生热传递，即水不会放热。答：水不能继续凝固。·迁移发散·发散题根据表中所列的几种物质的熔点，判断以下几题的是与非：(1)电灯泡的灯丝用钨制成，不易熔化()(2)纯金掉入钢水中不会熔化()(3)水银温度计在40℃时已失效，不能使用()(4)在－265℃时，氢气是固态()分析：本题用例2中所述的知识来解决新的问题。(1)灯泡正常发光时，灯丝发热的温度在2000℃左右，而钨丝的熔点是3410℃，所以用钨制成灯丝，不会熔化。(2)纯金的熔点是1064℃，而钢的熔点是1300℃，显然钢水的温度在1300℃以上，而纯金的熔点小于1300℃，所以纯金掉入钢水中会熔化。(3)水银的凝固点是39℃，在40℃时，水银将会凝固成固态，这时，温度计就不能使用了。(4)固态氢的熔点是259℃，因此在265℃时，氢气仍然是固态。答：(1)√(2)×(3)√(4)√·分解发散·发散题图3是海波的熔化图像，由图像可知，它的熔点是______，它的凝固点是______，图像中BC段表示______过程，这个过程必须______热。分析：本题分解为四个小问题逐一进行解决。从图像中可以看出，A点为初温20℃，B点是熔点48℃，C点为海波熔化结束。AB段为固态海波吸热，温度升高，BC段为海波（固、液态共存）吸热熔化，温度不变，CD段为海波（液态）吸热，温度升高。另外，同种晶体的熔点和凝固点是相同的。答：48℃；48℃；熔化；吸·应用发散·发散1夏天喝饮料常加些冰块。这种做法用到的物理知识是______。分析：因为冰块熔化吸热，使饮料的温度降低，这样喝饮料时就觉得凉些。答：熔化吸热发散2要得到0℃以下温度的冷却装置中，冷却管里装的是浓食盐溶液，为什么不用淡水呢？分析：淡水中掺有盐等杂质时，凝固点可以低于0℃。答：淡水的凝固点是0℃，而盐水的凝固点低于0℃。