沪科版初中物理初三上册熔化和凝固提高知识讲解

熔化和凝固（提高）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叫熔化。2、凝固：物质从液态变成固态叫凝固。3、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。4、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、晶体熔化的条件是：（1）温度达到熔点（2）继续吸热2、晶体凝固的条件是：（1）达到凝固点（2）继续放热3、晶体和非晶体的区别：（1）相同点：都是从固态变成液态的过程；在熔化过程中都需要吸热。（2）不同点：晶体有熔点，非晶体没有熔点；晶体和非晶体的熔化图象不同。4、晶体熔化凝固图象：图中AD是晶体熔化曲线图，晶体在AB段处于固态,吸收热量温度升高，在BC段是熔化过程，吸热，但温度不变，处于固液共存状态，CD段处于液态,吸热温度升高，熔化时间t1~t2；而DG是晶体凝固曲线图，DE段于液态，EF段是凝固过程，放热，温度不变，处于固液共存状态。FG为固态放热温度降低，凝固时间t3~t4。要点三、【高清课堂《熔化和凝固》】熔化吸热凝固放热1、熔化吸热：晶体熔化时虽然温度不变，但是必须加热，停止加热，熔化马上停止。即熔化过程要吸热。2、凝固放热：反过来，凝固是熔化的逆过程，液体在凝固时要放热，放热快凝固快，放热慢凝固慢，不能放热凝固停止。3、应用：北方寒冷的冬天，在地下菜窖里放几桶水，利用水结冰时放热使窖内温度不会太低，不会冻坏青菜。要点诠释：晶体在熔化和凝固的过程中，温度没有达到熔点时，吸收热量只能使其温度升高而不能熔化；液体温度没有达到凝固点时，放出热量只能使其温度降低而不能凝固。【典型例题】类型一、熔化和凝固现象1.【高清课堂《熔化和凝固》】下列自然现象中，通过熔化形成的是（）Ａ.春天河里的冰雪化成了水Ｂ.夏天清晨，花叶上的露水Ｃ.秋天，笼罩大地的雾Ｄ.冬天空中纷飞的雪花【思路点拨】辨别物态变化，首先确定物体开始的状态（固、液、气），物体最后的状态（固、液、气），然后根据物体变化的名称来判断。【答案】A【解析】冰化成水是固态变化为液态，属于熔化现象，符合题意；露水是空气中的水蒸气遇冷所致，气态到液态不符合题意；雾是空气中的水蒸气遇冷所致，气态到液态不符合题意；雪是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，气态到固态不符合题意。【总结升华】此类问题是考查对物态变化过程中的熔化现象的理解，辨别物态变化，要搞清楚物质的初态和末态，如：熔化初态固态，末态是液态。举一反三：【变式】（2015•兰州中考）下列物态变化中，属于凝固现象的是（）A．春天，白雾弥漫B．夏天，大雨滂沱C．秋天，霜打枝头D．冬天，千里冰封【答案】D类型二、熔化和凝固图象2.如图所示，是海波的熔化图象，下列说法中正确的是（）A．海波的熔点是48℃B．海波在BC段没有吸收热量C．在第6分钟时海波已全部熔化D．海波在CD段是气态【答案】A【解析】BC段为晶体的熔化过程，由图象可知对应温度48℃即为海波的熔点，所以A选项正确；图中BC段为晶体的熔化过程，在这段过程中，温度不变，但海波仍要吸收热，所以B选项错误；图中BC段为晶体的熔化过程，第6min即固态海波的温度刚升高到熔点，刚开始熔化，所以C错误；图中BC段为晶体的熔化过程，海波处于固液共存状态，C点是海波刚全部熔化完，处于液态，所以D选项错误。【总结升华】此题考查晶体的熔化图象，通过图象得出物理信息：晶体的熔点、初始温度、熔化过程所用时间以及各段物质对应的状态等。举一反三：【变式】（2015•湖州一模）现代建筑出现一种新设计：在墙面装饰材料中均匀混人颗粒状的小球，球内充入一种晶体材料，当温发升高时，球内材料熔化吸热；当温度降低时球内材料凝固放热，使建筑物内温度基本保持不变。图中表示球内材料熔化图象的是（）【答案】A类型三、综合应用与实验探究3.（2016•深圳校级二模）冰的质量一定能增加的是（）A．-10℃的冰投入1℃的水中B．-10℃的冰放入1℃的空气中C．-2℃的冰放进0℃的水中D．0℃的冰放进0℃的空气中【思路点拨】要使冰的质量增加，一定有水变成冰．水变成冰是一个液体变成固体的过程，这个过程中需要满足：1、有温度差，产生热传递；2、达到凝固点后继续放热，因此此时需要周围温度低于凝固点。【答案】C【解析】A、-10℃的冰投入1℃的水中，1摄氏度的水在变为0度过程中放热使-10摄氏度的冰温度上升，所以不能明确在水下降到0摄氏度时，冰是否也达到了0摄氏度，如果冰与水的温度一样，不再发生热传递，水不能继续放热不能结成冰，所以还是原来的冰水混合物，冰可能不增加，不合题意；B、-10℃的冰放入1℃的空气中，冰放在空气中，没有水变成冰，不合题意，C、-2℃的冰放进0℃的水中，此时水与冰有温差，产生热传递，水可以继续放热结冰，符合题意；D、0℃的冰放进0℃的空气中，冰放在空气中，没有水变成冰，不合题意，故选C。【总结升华】此题通过水结冰的条件的考查，要根据凝固特点进行分析。举一反三：【变式】如图所示，将一支盛水的试管插入足够多的冰水混合物中，那么试管中的水（）A．很快就会结成冰B．只要经过足够长的时间，水肯定会结成冰C．在短时间内水不会结成冰D．时间再长水也不会结成冰【答案】D4.下表是小明“探究某种物质的凝固特点”时记录的实验数据。（在标准大气压下）（1）分析表中数据可知：第min时的数据有明显错误。实验时的室温是℃。该物质在第4min时的状态是态，它是（选填“晶体”或“非晶体”），在凝固过程中热量，温度。（2）课后小明又进行了以下探究：如图所示，在容器A内装水，在容器B内装盐水，一段时间后发现容器A内有冰出现，由此可以判断原来容器B内盐水的温度O℃（选填“高于”、“等于”或“低于”）【答案】（1）1.5；21；固液共存；晶体；放出；不变；（2）低于【解析】（1）从表格中可以得出，在1.5min的时候是48℃，所以有明显错误，到最后温度一直稳定到21℃，所以室温是21℃；从3min到4.5min温度一直稳定在48℃，为固液共存状态，该物质有固定的凝固点，说明该物质是晶体，该物质在凝固的过程中，放出热量，温度不变。（2）从图中可以看出A容器内的液体温度受到B容器的温度影响，一段时间内，A中出现冰，说明温度降低，所以B容器的温度低于O℃。【总结升华】晶体的凝固过程是一个放热的过程，对于这个过程所呈现的现象要熟练掌握，同时对于凝固曲线图也要会画，学会观察记录数据的表格。举一反三：【变式】如下图是某种固体加热变成液态时的温度随时间变化的曲线图，观察图象并回答：（1）固体在开始加热时的温度为，固体的熔点为。（2）这种物质在固态时的名称为。（3）图中BC段表示物质处于状态（选填“固态”、“液态”或“固液共存”），物质在熔化过程中共持续了分钟。【答案】（1）-5℃；0℃（2）冰（3）固液共存；4