粤沪版物理八年级上册 4.3 探究熔化和凝固的特点 复习课件(共42张PPT)

(共42张PPT)
第四章 物质的形态及其变化
4.3探究熔化和凝固的特点
熔化和凝固
内容 举例或说明
熔化 物质由固态变为液态的过程 如冰变成水、蜡烛变成蜡水、铁块变成铁水的过程都是熔化
凝固 物质由液态变为固态的过程 如水变成冰、沥青变硬、蜡水变硬的过程都是凝固
知识解读 （1）物质从固态变成液态，必须从外界吸收热量，即熔化吸热；
（2）物质从液态变成固态，要向外界放出热量，即凝固放热；
（3）熔化和凝固是相反的过程
“熔化”和“溶化”的区别：熔化是物质自身从固态变为液态的过程，
熔化需要吸热，如雪在阳光照射下变成水；溶化是一些固体（溶质）在液体（溶剂）中溶解的过程，如盐溶于水变成盐水.
例1 （多选）水是大自然的精灵，瞬息万变中向我们展示了它神秘的特性.下列选项中因为水的凝固而形成的是（ ）
A.草叶上的露珠 B.屋檐下的冰凌
C.冬天，千里冰封 D.旷野上的白雾
解析： 草叶上的露珠是空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水珠；屋檐下的冰凌是雪先熔化为水，水又凝固成冰而形成的；冬天，千里冰封，冰是水凝固形成的；雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴.故选B、C.
BC
凝固是物质由液态变成固态的过程，注意运用概念辨析法解题.要判断是哪一种物态变化，首先要分清物质的初末状态，然后按照概念辨析法去判断.
探究固体熔化的特点
内容
实验器材 铁架台、温度计、试管、烧杯、海波、石蜡、水、酒精灯、石棉网、火柴、细线
内容
实验过程 用上图所示的实验装置，在两个分别盛有海波和石蜡的试管中各插入一支温度计，再将试管先后放在盛水的烧杯中，这样可以使物质均匀受热.用酒精灯对烧杯缓缓加热，注意观察海波和石蜡的变化情况，并仔细观察温度计示数的变化.待被测物质的温度升到40 ℃时，开始每隔1 min记录一次温度计的示数，直到固体完全熔化后再观察3 min，把数据记录在下表中
给冰块持续加热，冰块温度达到熔点后，温度会保持不变.一段时间后，冰块完全熔化成液态水，水持续吸热，温度再次升高，当水的温度到达沸点后将不再升高.
内容
实验记录
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
海波的温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 50 52 54 56
石蜡的温度/℃ 40 41 43 45 46 48 50 52 54 56 58 60
内容
分析论证
（1）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，直到熔化完后，温度才
继续升高.
（2）随着不断加热，石蜡的温度不断升高，在此过程
中，石蜡由硬变软，最后熔化为液体
内容
实验结论 有些固体在熔化过程中，吸收热量，温度升高；有些固体在熔化过程中，吸收热量，温度不变
知识解读 （1）物质在熔化过程中要吸收热量；
（2）不同物质的熔化情况不一样，有些物质在熔化过程中温度保持不变，有些物质在熔化过程中温度升高；
（3）实验时，要注意将海波碾成粉末，由于石蜡不
便碾成粉末，可以在实验前先将石蜡熔化后插入温
度计至中间偏下位置再凝固，然后用它做熔化实验
注意：给海波持续加热，海波的温度达到熔点后，温度会保持不变.一段时间后，海波完全熔化成液态，持续吸热，温度再次升高，当液态海波的温度到达沸点后将不再升高.
方法技巧：①水浴法：是一种给物质均匀、间接地加热，并能控制物质温度升高速度的方法.②图像法：在分析海波和石蜡的温度变化时，用图像法把海波和石蜡的温度变化与时间的关系表示出来，找到它们熔化时的特点.③对比法：将海波和石蜡的熔化图像进行对比，找到它们熔化时的特点.
例2 （2016·）在做 “海波熔化”的实验时，两个实验小组分别选择了如图4-3-1甲、乙所示的实验装置进行实验.
（1）选择______图的小组的实验装置较好，其原因是__________________________________________________.
（2）下表是其中一个小组的测量数据.
分析实验数据可知，海波在熔化过程中要_______（填“吸收”或“放出”）热量，温度_______ （填“升高”“降低”或“保持不变”）.
图4-3-1
可以使海波受热均匀，且可以避免温度变化过快，便于数据的采集记录
乙
保持不变
吸收
解析：（1）在需要加热温度不超过100 ℃时，都可以采用水浴法加热.利用水浴法加热，可以使物质受热均匀且可以避免温度变化过快，便于数据的采集记录.（2）由题表可知，0～4 min内，海波的温度逐渐升高，但5～7 min温度保持不变，说明海波受热熔化，熔化吸收热量，但温度不变；7 min后温度继续升高，说明第7 min时海波已完全熔化，温度继续升高.
在做探究固体熔化的实验时：①装置的安装顺序是由下至上；②水浴法加热时试管要放置在适当的位置，试管不能接触烧杯底，试管内的固体要完全浸没在液面下.
晶体和非晶体
晶体 非晶体
内容 有固定的熔化温度的固体称为晶体.常见的晶体有海波、冰、石墨、食盐、各种金属等 没有固定的熔化温度的固体称为非晶体.常见的非晶体有石蜡、玻璃、松香、沥青等
熔点 晶体熔化时的温度叫熔点 非晶体没有固定的熔点
凝固点 物质从液态凝固为晶体时的温度叫凝固点 非晶体没有固定的凝固点
晶体 非晶体
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
图像 晶体熔化图像 非晶体熔化图像
晶体 非晶体
凝固图像 晶体凝固图像 非晶体凝固图像
知识解读 （1）晶体的凝固过程与熔化过程相反.
（2）晶体的温度在熔点（凝固点）时，可能有三种状态，即固态、液态、固液共存状态.
（3）晶体熔化的条件：温度达到熔点，能够继续从外界吸热；晶体凝固的条件：温度达到凝固点，能够继续向外界放热
例3 如图4-3-2分别表示甲、乙、丙、丁四种物质的熔化或凝固图像，其中表示晶体的熔化图像的是（ ）
图4-3-2
解析：A图，整个过程温度有上升的趋势，且有一段时间温度保持不变，所以是晶体的熔化图像，符合题意；B图，温度有上升的趋势，且整个过程中温度都在不断上升，所以是非晶体的熔化图像，不符合题意；C图，整个过程温度有下降的趋势，且有一段时间温度保持不变，所以是晶体的凝固图像，不符合题意；D图，温度有下降的趋势，且整个过程中温度都在不断下降，所以是非晶体的凝固图像，不符合题意.故选A.
答案：A
熔化图像整个过程中温度有上升的趋势，若在熔化过程中
温度保持不变，则为晶体的熔化图像，否则为非晶体的熔
化图像.凝固图像整个过程中温度有下降的趋势，若在凝固
过程中温度保持不变，则为晶体的凝固图像，否则为非晶
体的凝固图像.
对晶体处于熔点时状态认识模糊
例4 萘的熔点是80.5 ℃，那么，下列关于80.5 ℃的萘的说法正确的是（ ）
A.一定处于固液共存状态
B.一定处于液态
C.可能处于固液共存状态
D.如果继续吸热，可能处于固态
解析：萘是晶体，温度在熔点80.5 ℃时，萘有三种存在的可能：①尚未熔化，全部是固体；②已经开始熔化但是没有完全熔化，为固液共存状态；③全部熔化，温度还未升高，为液态.故选C.
答案：C
错解：A或B或D
注意：错选A项误认为温度处于熔点的晶体一定会熔化；错选B项误认为温度处于熔点的萘一定是液态的；错选D项误认为熔化时继续吸热，还可能处于固态.
题型一 探究熔化和凝固的特点
例5 如图4-3-3甲所示，是“探究固体熔化特点”的实验装置.实验时先将固体和温度计分别放入试管内，再放入盛有水的烧杯中，观察固体的熔化过程.
图4-3-3
甲 乙
（1）试管内固体在熔化过程中，某时刻温度如图乙所示，读数方法正确的是_________（填“A”“B”或“C”），示数为_________ ℃.
（2）在该固体熔化过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，该固体将停止熔化.将试管放回烧杯中后，该固体又继续熔化，说明固体熔化时需要_________ （填“吸收”或“放出”）热量.
吸收
B
39
解析：（1）A是俯视会使读数偏大，C是仰视会使读数偏小，读数时视线要与液柱的上表面相平.温度计的每一个大格代表10 ℃，每一个小格代表1 ℃，即分度值为1 ℃，其示数是39 ℃.（2）固体熔化时，把试管从烧杯中取出，固体停止熔化，又放回烧杯中固体继续熔化，可见固体熔化时需要吸收热量.
题型二 熔化和凝固图像的判断
例6 在下列“温度随时间变化”的图像中，能反映晶体凝固特点的是（ ）
图4-3-4
解析：A选项，随着时间的延长，物质的温度在上升、不变、上升，并有一段时间吸热温度不变，这是晶体的熔化图像，不符合题意；B选项，随着时间的延长，物质的温度一直在下降，这是非晶体的凝固图像，不符合题意；C选项，随着时间的延长，物质的温度在下降、不变、下降，且有一段时间放热温度不变，这是晶体的凝固图像，符合题意；D选项，随着时间的延长，物质的温度一直在升高，这是非晶体的熔化图像，不符合题意.故选C.
答案：C
题型三 熔化吸热、凝固放热的应用
例7 下列事例中是为了防止熔化或凝固产生不利影响的是（ ）
A.冰冻食品可以保鲜 B.高热病人利用冰袋降温
C.将熔融玻璃制成玻璃板 D.冬天将水箱中水放掉
解析：冰冻的食品温度低，防止细菌滋生，有利于食品保鲜，是利用凝固的，A不符合题意；高热病人利用冰熔化吸收热量，使高热病人的温度降低，防止引发其他疾病，是利用熔化的，B不符合题意；将熔融玻璃制成玻璃板，此过程是液态变为固态的过程，是利用凝固的，C不符合题意；冬天将水箱中水放掉，防止水结冰时体积膨胀，胀破水箱，是防止凝固造成危害的，D符合题意.
D
例8 汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高，为了确保安全，可用水循环进行冷却.实际上，水中往往还要加入不易挥发的乙二醇，加入乙二醇后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾.有关资料表明，乙二醇与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值如下表（表中乙二醇的含量是指乙二醇在混合液中所占体积的百分比）.在给汽车水箱中加混合液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10 ℃至15 ℃，但混合液中乙二醇的含量不宜过高.
（1）在混合液中，如果乙二醇的含量由30%逐渐增大到80%，则混合液凝固点的变化情况是__________________.
（2）若某地常年最低气温为-15 ℃，对该地区汽车来说，宜选乙二醇的含量为_________%的混合液.
（3）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少.与原来相比，混合液的沸点_________（填“升高”“降低”或“不变”），其原因是___________________________.
水蒸发，乙二醇的含量升高
先降低后升高
40
升高
解析：（1）通过题表中数据可知，混合液中乙二醇的含量由30%逐渐增大到60%时，混合液的凝固点一直降低，当乙二醇的含量由60%逐渐增大到80%时，混合液的凝固点一直升高，所以混合液中乙二醇的含量由30%逐渐增大到80%时，混合液的凝固点先降低后升高.（2）因为在给汽车水箱中加混合液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15 ℃，而某地常年最低气温为-15 ℃，结合题表可知，混合液的凝固点为-28 ℃即可满足条件，所以选择乙二醇的含量为40%的混合液.（3）长时间使用后，汽车水箱的混合液中的水会蒸发减少，从而导致乙二醇的含量增大，而混合液的沸点会随着乙二醇含量的增大而升高，所以混合液的沸点会升高.
解读中考：本节知识中晶体、非晶体在熔化和凝固时的特点和区别，用图像分析晶体熔化和凝固的过程，晶体的熔化、凝固条件的理解与应用是中考考查的重点.题型主要有选择题、填空题和实验题.
考点一 熔化和凝固时的特点
教材第96页“活动1”
探究海波的熔化现象
由实验可知，海波熔化时的温度为48 ℃，在熔化的过程中，继续加热，温度保持不变；海波全部熔化成液体时，继续加热，温度上升.
图4-28
例9 （湖南娄底中考节选）用如图4-3-5甲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）除图甲所示的实验器材外，还需要的实验器材有火柴和_______.
（2）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_______（填“快”或“慢”），便于记录各个时刻的温度.
（3）实验中要不停地用搅拌器搅拌，其目的是________________________________________.
停表
慢
使萘各处的温度一致（使萘受热均匀）
（4）给萘加热一段时间后，可看到烧杯中有“白气”冒出，“白气”是_______（填序号）.
A.水蒸气 B.小水珠
（5）图4-3-5乙是萘熔化时温度随时间变化的图像.从图像中可看出，萘是_______（填“晶体”或“非晶体”），从开始熔化到完全熔化，大约持续了_______min.
图4-3-5
甲 乙
10
B
晶体
解析：（1）从图像知，记录的数据有温度和时间，测量温度需要温度计，测量时间需要停表，所以实验器材还缺少停表.（2）将装有萘的试管放入水中加热，这是水浴法加热.采用水浴法加热，使试管受热均匀，且萘的温度升高比较慢，便于记录各个时刻的温度.（3）为了使萘均匀受热，即使萘各处的温度一致，在加热过程中需要用搅拌器不断搅拌萘.（4）烧杯中有“白气”冒出，是烧杯中的水蒸气上升时，遇冷液化成的小水珠.（5）由图像知，萘在熔化时，有一段时间吸热且温度不变，所以萘是晶体.萘在第25 min到第35 min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，所以萘熔化持续了35 min-25 min=10 min.
例10 据报道：2011年5月的一天晚上（当时气温为20 ℃左右），某市一辆运送液化石油气的汽车发生了交通事故，导致车上气罐内的液化石油气泄漏，泄漏的液化石油气急剧汽化.消防队员在施救过程中，无意间发现泄漏孔附近潮湿的棉纱结了冰，于是消防队员用潮湿的棉纱堵住泄漏孔，不一会儿棉纱居然也结了冰，堵住了泄漏孔.看了这则报道后，小王猜想泄漏孔附近的温度应不高于0 ℃；而小王母亲则猜想泄漏孔附近的温度仍然为20 ℃左右.
核心素养
（1）根据上述报道中描述的现象，你认为谁的猜想是正确的？这样猜想的依据是什么？
（2）请你解释为什么泄漏孔附近的潮湿棉纱会结冰？
解析：（1）小王的猜想是正确的；猜想依据就是水的凝固点为0 ℃，泄漏孔附近潮湿的棉纱能结冰，表明它附近的温度一定不高于0 ℃.（2）液化石油气离开泄漏孔后，因压强迅速减小而急剧汽化，汽化过程中要吸收大量热，导致泄漏孔附近的温度降低，以至于棉纱上的水会结冰.
答案：见解析