第5节 熔化与凝固
核心·易错
请判断下列说法的正误(在括号内打“√”或“×”):
(1)非晶体没有熔点,所以熔化时不吸热。( )
(2)同种晶体的熔点和凝固点一定相同。( )
(3)在温度为0 ℃的室内,将0 ℃的冰放入0 ℃的水中,冰会慢慢熔化。( )
(4)晶体的温度为熔点时,它一定为固液共存态,且此时吸收热量温度不变。( )
(5)蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,因此它是非晶体。( )
[核心知识]
1.熔化吸热,凝固放热。
2.晶体有一定的熔点(凝固点),熔化(凝固)时温度不变;非晶体没有一定的熔点(凝固点)。
[易错点拨]
当物质的温度为熔点时,物质可能处于固态,可能处于液态,也可能处于固液共存态。
(
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)
1.在炎热的夏季,同学们常往饮料中加入冰块,在冰块逐渐变小的过程中,其发生的物态变化和吸放热情况是( )
A.熔化、吸热 B.凝固、吸热 C.熔化、放热 D.凝固、放热
2.下列现象中属于凝固的是( )
A.行人呼出“白气” B.河水结冰 C.冰冻的衣服变干 D.地面结霜
3.已知固态酒精、煤油和水银的熔点分别是-117 ℃、-31 ℃、-39 ℃,南极的最低气温可达-89 ℃,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.以上三种温度计均可
4.如图所示是某物质熔化时的“温度-时间”图像,分析图中信息可以得出 ( )
A.该物质不是晶体
B.物质在CD段时是气态
C.第5 min时物质熔化完成
D.物质在BC段也需要吸收热量
5.[2020·宁波] 如图所示是某网友在四月拍摄的某地雪景:积雪初融后,在某停车场上出现了一个个“雪馒头”,甚为奇特。雪堆正下方是方形地砖,每块方形地砖周围是条形砖。气象专家调研发现:四周条形砖比中间方形地砖具有更好的导热性和渗水性。关于形成“雪馒头”景观的解释肯定不合理的是( )
A.空气温度较低是“雪馒头”得以保留的原因之一
B.方形地砖导热性差是形成“雪馒头”景观的原因之一
C.太阳辐射导致条形砖上方的雪比方形地砖上方的雪更易熔化
D.地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递,使条形砖上的雪更易熔化
6.用铜做原料在浇铸铜像的过程中,其物态变化图线应该是图中的( )
7.冬天雨雪过后,停在户外的汽车的前挡风玻璃上常会结有一层冰。要想除去这些冰,下列做法中不可采用的是( )
A.喷洒盐溶液
B.用硬的纸质物体直接清除
C.启动车子,打开热风,吹前挡风玻璃
D.将沸水洒在前挡风玻璃上
8.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或非金属)加热到一定温度,使其全部熔化,再冷却成为合金。根据表中的数据判断(其他条件均满足),下列合金不宜采用上述方法制取的是( )
金属 钠 镁 铝 铜 铁
熔点/℃ 97.5 649 660 1083 1535
沸点/℃ 1883 1090 2467 2567 2750
A.铁-铜合金 B.镁-铁合金 C.钠-铝合金 D.铁-铝合金
9. [2021·杭州] 图是某种物质熔化时温度随时间变化的图像。根据图像的特征和信息,可以判定该物质是 (填“晶体”或“非晶体”);它的熔点是 ℃,在熔化过程中 (填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”);这种物质液体的比热容 (填“大于”“小于”或“等于”)固体的比热容。
10.去年冬季下大雪后,小亮同学看到有人在冰雪覆盖的道路上撒大量的盐,便产生疑问:含盐浓度不同的冰,熔化特点有无区别 为此,他用纯水、淡盐水、浓盐水制得质量均为1 kg的纯冰、淡盐冰、浓盐冰,在相同加热条件下测量三者的温度变化,并得到三条温度变化曲线(如图所示)。根据曲线图可知,三种冰的熔点大小、熔化前升温的快慢都是不一样的。含盐浓度越高的冰,熔化前升温越 ,熔点越 。由此可见,在冰雪覆盖的道路上撒大量盐的目的是 。
11.晓雯同学在做“探究物质的熔化规律”的实验时,观察到试管内的物质在熔化过程中温度保持不变,此时温度计的示数如图 所示,则该物质的熔点是 ℃。如果让该物质凝固,下列图像(图)能正确反映该物质凝固过程的是 (填字母)。若该物质处于如图所示的温度时,则该物质的状态是 。
(
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)
12.如图所示,在一个大烧杯中放入一些碎冰,在一支试管中也放入一些碎冰,用酒精灯加热烧杯,则试管中的冰 ( )
A.与烧杯中的冰一起熔化
B.在烧杯中的冰未熔化完之前不会熔化
C.温度总比烧杯中的冰温度高
D.只有少量的冰熔化
13.[2021·杭州上城区期末] 小徐利用如图甲所示装置对冰进行加热,图乙是螺旋状的铜片,把温度计穿过螺旋状的铜片中心再放入试管中,图丙是绘制的冰的温度随时间变化的图像。请回答以下问题:
(1)冰块放入试管前,先将其打碎,原因是 ,实验时用图乙所示对实验进行改进的目的是 。
(2)由图丙可知冰熔化过程温度不变,需要 (填“吸热”“放热”或“既不吸热也不放热”),物质在B点时处于 (填所处状态),小徐发现AB段比CD段升温快,可能的原因是 。
(3)冰熔化与蜡烛熔化的不同之处在于 。
14.穿上棉衣感到暖和,是利用棉衣有效地阻止了人体产生的热向外散发,棉衣自身并不发热。据报道,法国准备生产的一种夹克,其衣料的纤维中添加了微胶囊,这种胶囊所含的物质在常温下呈液态,在温度降低时会结晶,人们穿上它,气温较高时感到凉爽,气温较低时倍感温暖,试说明这种夹克能调节温度的原理。
答案
第5节 熔化与凝固
核心·易错
(1)× 晶体和非晶体熔化时都需要吸收热量。非晶体没有一定的熔点,吸收热量后,温度不断升高,不断熔化。
(2)√
(3)× 冰熔化需达到熔点,继续吸热。0 ℃ 的冰此时无法从0 ℃的水和周围环境中吸收热量,冰不能熔化。
(4)× 晶体的温度为熔点时,物质可能处于固态,可能处于液态,也可能处于固液共存态。晶体在熔化时不断吸收热量但温度保持不变。
(5)× 晶体和非晶体的区别:晶体有一定的熔点,非晶体没有熔点;有无确定的几何形状不是晶体和非晶体的区别,有些晶体没有规则的几何形状,比如蔗糖没有规则的几何形状,但它有固定的熔化温度,即它有熔点,因此它是晶体。
能力提升拔尖练
1.A
2.B
凝固是物质从液态变成固态的过程。
3.A
4.D 由图像可知,物质是达到一定的温度才熔化的,且要吸热、温度不变,故该物质为晶体;物质在CD段时是液体,此过程吸热升温;从图中可知,物质从第5 min开始熔化,到第15 min全部熔化完;物质在BC段处于熔化过程,此过程也需要吸收热量。
5.C “雪馒头”是固态积雪,空气温度较低,低于雪的熔点,积雪长时间不能熔化,才会出现这一现象;方形地砖导热性差,使得地面温度不同,温度较高处积雪熔化,形成“雪馒头”现象;太阳对条形砖和方形地砖的辐射相同;地表热量易通过条形砖及四周缝隙传递,使条形砖温度较高,积雪更易熔化。
热量可以从高温物体传向低温物体,或从同一物体的高温部分传向低温部分,所以要发生热传递,必须存在温度差。
6.B 解答此题明确以下两点即可:(1)铜是晶体,它有固定的熔点和凝固点,在熔化和凝固时温度不变;(2)在浇铸铜像的过程中,铜块先吸热熔化成液态,然后放热凝固成铜像。
7.D
8.B 当熔点较高的铁开始熔化时,铜也处于液体状态,可以加工合金;当熔点较高的铁开始熔化时,镁已经处于气体状态,不宜采用上述方法制取;当熔点较高的铝开始熔化时,钠也处于液体状态,可以加工合金;当熔点较高的铁开始熔化时,铝也处于液体状态,可以加工合金。
制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或非金属)加热到一定温度,使其全部熔化,再冷却成为合金,需要保证两者可以同时处于液体状态。
9.晶体 80 吸热 大于
因为该物质熔化时吸热温度保持不变,即该物质有固定的熔化温度,因此属于晶体,其熔点从图中可知是80 ℃。熔化过程需要吸热。从图中可见,该物质在固态时升温比液态时要快,所以这种物质液体的比热容大于固体的比热容。
10.快 低 降低熔点,加快冰雪的熔化,使道路尽快畅通
从图形上可以看出,含盐浓度越高的冰,熔点越低,熔化前升温越快,在较短时间内就可以达到熔点开始熔化;
由此可见,在冰雪覆盖的道路上撒大量盐的目的是降低熔点,加快冰雪的熔化,使道路尽快畅通。
11.48 C 固态或液态或固液共存态
从题中温度计的示数可看出,此时温度为48 ℃;由于此物质在熔化过程中温度不变,有固定的熔化温度,所以此物质是晶体,而晶体在凝固时放出热量,温度保持不变,所以C图像反映了该物质的凝固过程;物质的温度为熔点时,它可能为固态,也可能为液态,还可能为固液共存状态。
晶体熔化过程不断吸热,但温度保持不变。
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12.B 晶体熔化的条件是达到熔点、继续吸热;晶体熔化过程中温度保持不变。冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但温度保持不变,所以试管中的冰能够达到熔点,但不能从烧杯中继续吸热,所以不能熔化。
13.(1)使冰块和温度计的玻璃泡充分接触,且还可以均匀受热
加快传热速率,使读数更加准确
(2)吸热 固态 水比冰的比热容大
(3)冰熔化过程吸热温度不变,蜡烛熔化过程中吸热温度不断升高
(1)为了让冰块受热均匀,要将冰打碎,这样也可以使温度计的玻璃泡与冰块充分接触,使测得的数据更准确;实验时把温度计穿过螺旋状的铜片中心再放入试管中,铜的比热容小可以加快传热,使温度计的读数更准确。
(2)冰块熔化要吸热,图丙中,AB段物质是固态,BC段是冰的熔化过程,处于固液共存状态,CD段物质处于液态。由图知在相同的热源加热下,冰升温比水快,原因可能是水比冰的比热容大。
(3)蜡烛是非晶体,熔化时没有固定的温度,而冰是晶体,熔化时有固定的温度。
14.在温度下降时,微胶囊中的物质凝固放热,自动向人体供热;温度上升时,微胶囊中的物质熔化吸热,又从人体吸热,从而起到调节温度的作用。