熔化和凝固(基础)【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/min1 1.522.53……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.(2012 南充)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】在严寒的冬天,需要排尽汽车水箱里的水并注入防冻剂与水相比,防冻剂不易冰冻这是因为 ( )A.防冻剂的凝固点比水的凝固点高,容易凝固 B.防冻剂的凝固点比水的凝固点高,不容易凝固 C.防冻剂的凝固点比水的凝固点低,容易凝固 D.防冻剂的凝固点比水的凝固点低,不容易凝固【答案】D类型三、熔化吸热和凝固放热3. 装水的密闭小瓶放在大烧杯里的水中间,把烧杯放在电冰箱的冷冻室内,过一段时间取出烧杯,发现烧杯中有一半的水结成了冰,此时小瓶中的水( )A.只有表面的水结冰 B.有一半的水结成冰 C.都没结冰 D.都已结冰【答案】C【解析】烧杯里是冰水混合物,温度为零度。
要让小瓶里的水结冰,小瓶里的水在达到零度后还必须被吸收掉凝固所需放出的热量,既然小瓶外面的水也是零度,小瓶就不会把热量传给外面,所以不结冰总结升华】题目主要考察了晶体凝固的条件,达到凝固点,继续放热水是有一定凝固点,温度降至0℃时才会凝固,在凝固的同时,水要向外放热举一反三:【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】小李用甲图所示装置探究冰熔化过程中温度变化情况1)他将观察到的温度计示数变化情况记录在上表中,请根据表中数据,在丙图的坐标纸上画出冰熔化过程的温度-时间图象时间/min01234567891011温度/℃-8-6-4-200001234(2)某时刻温度计的示数如乙图所示,此时温度是 ℃3)在第2min时,该物质处于 (选填“固态”或“液态”)答案】(1)如图所示;(2)2;(3)固态;。