沪科版初中物理初三上册熔化和凝固基础知识讲解

熔化和凝固（基础）责编：冯保国【学习目标】1.知道物质的三种状态，固态、液态、气态，能描述三种物态的基本特征；2.知道熔化过程要吸热，凝固过程要放热；3.知道晶体和非晶体的区别；4.理解晶体的熔点和凝固点；5.掌握熔化和凝固过程的温度时间图像；6.通过探究活动，使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法。【要点梳理】要点一、物态变化1、物态变化：物质各种状态间的变化叫做物态变化。2、水的三种状态及三种状态间的转化：状态形状、体积的固态（冰）有固定的形状，很难被压缩液态（水）没有固定的形状，很难被压缩气态（水蒸气）没有固定的形状，容易被压缩要点诠释：1、固态、液态、气态是物质常见的三种状态，在常温下呈现固态的物体一般称固体，如：钢铁、食盐等；在常温下呈现液态的物质，一般称为液体，如：水、酒精等；在常温下呈现气态的物质，一般称为气体，如：氧气、二氧化碳等。2、自然界中的物质通常情况下都有三种状态，如：常温下铁是固态，加热至1535℃时变成液态；加热至2750℃时，变成气态。要点二、熔化和凝固1、熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化，熔化要吸热。2、凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固，凝固要放热。3、【高清课堂：《熔化凝固》】探究固体熔化时温度的变化规律：（1）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、钟表（2）实验药品：海波（硫代硫酸钠）、松香（3）实验装置：（4）实验内容：①观察海波熔化时的现象？②当温度达到40℃后，每隔半分钟记录一次海波的温度。③当海波开始熔化后继续加热温度是否升高？如果停止加热还能继续熔化吗？④用记录的数据描点作图。（5）表格：t/min11.522.53……t水/℃t海波/℃海波状态（6）海波、松香熔化图象：（7）分析论证：从描绘出的图象容易看出，海波经过缓慢加热，温度逐渐升高；当温度达到48℃时，海波开始熔化，在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度保持不变直到全部熔化后，温度才继续上升。松香的熔化过程则不同。由图象可看出，随着不断加热，松香的温度逐渐升高，在此过程中，蜂蜡由硬变软，最后熔化成液体。要点诠释：1、实验开始时烧杯中的水，可用40℃左右的温水，待测物质的温度升到40℃时，开始记录。2、应选择较细的试管，以增大海波的受热面积，且装入试管中的海波不宜过多。3、对海波的加热应较缓慢，为此可在烧杯中加一支温度计，用来监测烧杯中水的温度，一般应使试管内、外温度计的示数差保持在2—3℃左右。要点三、熔点和凝固点1、晶体与非晶体：（1）晶体：有些固体在熔化过程中不断吸热，温度却保持不变，这类固体有固定的熔化温度。如：冰、海波、各种金属。（2）非晶体：有些固体在熔化过程中，不断吸热，温度不断上升，没有固定的熔化温度。如：蜡、松香、玻璃、沥青。2、熔点和凝固点：（1）熔点：晶体熔化时的温度叫熔点。（2）凝固点：晶体凝固时的温度，叫凝固点。要点诠释：1、有无凝固点是晶体和非晶体的主要区别，同一种晶体的凝固点跟它的熔点相同。2、晶体熔化的条件是：（1）达到熔点；（2）吸热。3、晶体和非晶体的区别：物理过程晶体非晶体熔点和凝固点有没有熔化过程吸收热量，温度不变吸收热量，温度升高凝固过程放出热量，温度不变放出热量，温度降低熔化条件温度达到熔点，继续吸热吸收热量熔化图象凝固图象【典型例题】类型一、熔化和凝固1.如图是某种晶体熔化时温度随时间变化的图象。由图可知晶体的熔点是（）A．40℃B．44℃C．48℃D．52℃【思路点拨】根据晶体熔化的特点，晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，根据图象可知BC段温度不变，是晶体熔化的过程。【答案】C【解析】由图知，该物质在熔化过程中，温度保持48℃不变，所以该物质为晶体．并且熔点为48℃．故选C。【总结升华】题目考查了晶体熔化的图象，要学会从图象中找出与晶体有关的信息。学会观察分析物质熔化或凝固的图象，关键是掌握晶体的熔化特点：吸热但温度保持不变。举一反三：【变式1】如图所示，是某种物质熔化时温度随时间变化的图象。根据图象的特征和信息。以下说法中错误的是（）A．该物质是晶体B．该物质的熔点是80℃C．该物质从开始熔化到完全熔化大约持续了15分钟的时间D．该物质在熔化过程中是放热的【答案】D【变式2】【高清课堂：《熔化凝固》例1】某同学用一种物质做熔化实验，当物质的温度达到75时，每隔1min纪录一次温度，得到下列数据75℃、77℃、79℃、80.5℃、80.5℃、80.5℃、80.5℃、82℃、84℃，据此可知该物质是（）。（填“晶体”或“非晶体”）【答案】晶体类型二、熔点和凝固点2.已知酒精、煤油、水银的熔点分别为-117℃、-30℃、-38.5℃。南极的最低气温可达-89.2℃，要测量南极的气温，应该选用（）A．酒精温度计B．煤油温度计C．水银温度计D．煤油温度计和水银温度计【思路点拨】同种晶体的熔点和凝固点相同，由熔点来确定凝固点。液体温度计是利用了液体的热胀冷缩原理制成的，如果当地气温低于温度计中液体的凝固点，温度计中的液体就会凝固，温度计就不能在该地区使用。【答案】A【解析】同种晶体熔点和凝固点相同，由此可知酒精、煤油、水银的凝固点分别为-117℃、-30℃、-38.5℃。-89.2℃低于煤油、水银的凝固点-30℃、-38.5℃，此时煤油和水银都变为固态，无法完成温度的测量，而-89.2℃高于-117℃，此时酒精还是液体，能完成温度的测量。【总结升华】题目联系实际应用考察了同种晶体熔点和凝固点相同，有熔点来确定凝固点并且正确比较零下温度的高低。举一反三：【变式】（2014•广东中考）晶体在熔化的过程中需要不断从外界，温度；钨的熔点是3410℃，它的凝固点是℃。【答案】吸热；不变；3410类型三、熔化吸热和凝固放热3.（2016•吉安校级一模）以下物态变化过程中温度保持不变的是（）A．冰的消融B．水的汽化C．钢水变成钢铁D．点燃的蜡烛变成蜡油【思路点拨】晶体熔化和凝固时的温度保持不变，非晶体熔化和凝固时温度是变化的，液体在沸腾时的特点：继续吸收热量、温度保持不变。【答案】A【解析】A、水在固态、液态、气态三态变化过程中，固态的冰在熔化过程中吸热温度保持不变，B、水在汽化过程中，不断放出热量，温度降低；C、钢水变成钢铁，凝固放出热量，温度降低；D、点燃的蜡烛变成蜡油，熔化要吸热，温度升高，故选A。【总结升华】解决此题需要结合晶体的特点和液体沸腾特点进行分析解答，此类题目需要抓住关键点进行分析。举一反三：【变式】国外研制出一种衣料，其纤维中添加了微胶囊，这种胶囊中所含的物质在常温下呈液态，在温度降低时会凝固。人们穿上用这种衣料做成的衣服，在气温降低时倍感温暖。其中的原因是。【答案】凝固放热类型四、实验探究4.用如图1所示装置探究萘熔化时温度的变化规律。请回答下列问题：（1）将装有萘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，而且萘的温度上升速度较（选填“快”或“慢”），便于及时记录各个时刻的温度。（2）除图1所示实验器材外，还需要的实验器材有火柴和。（3）图2是萘熔化时温度随时间变化的图象。从开始熔化到完全熔化，大约持续了分钟。【答案】（1）慢；（2）秒表；（3）15【解析】（1）将装有萘的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，萘的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度。（2）从图象知，记录的数据有温度和时间，测量温度需要温度计，测量时间需要秒表，所以实验器材还缺少秒表。（3）由图象知，萘在第10min到第25min时，不断吸收热量，温度保持不变，所以这段时间是萘的熔化过程，所以萘熔化经过了25min-10min=15min【总结升华】题目考察了实验，探究晶体熔化的过程。晶体在熔化时，不断吸收热量，温度保持不变；通过实验中要记录的数据和要得到这些数据，直接或间接的记忆实验器材，而不是死记硬背。举一反三：【变式】（2014•朝阳区二模）在探究海波和石蜡熔化规律时，小娜记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据解答下列问题。时间/min0123456789101112海波的温度/℃40424446484848484848505356石蜡的温度/℃40414244464748495152545659（1）在海波和石蜡这两种物质中，属于晶体的是；（2）该晶体的熔点是℃；（3）当该晶体的温度为53℃时，它处于态。（选填“固”或“液”）【答案】（1）海波；（2）48；（3）液