第八讲 熔化和凝固
A.学前导读
冰棒在冬天为什么不容易化?
冰的熔化和塑料的熔化一样吗?
蜡烛滴出来的液滴到桌面上会出现什么现象?
B.知识新知
实验1:熔化
分别观察冰变成水以及蜡烛变成蜡液的过程。
实验结论(知识点1):我们把物质从 变为 的过程称为熔化,生活中熔化现象很常见。
知识点2:晶体和非晶体
固体熔化时,若加热到一定温度才发生物态变化并保持温度 ,这样的物质称为 ,如冰、各种金属、食盐等等,这个保持不变的温度叫做该物质的“ ”。若加热时该物质发生物态变化时温度依旧会持续变化,这样的物质称为________,如玻璃、松香、石蜡、沥青、橡胶等等。
实验3:凝固
熔化后的蜡液滴到桌子上一会儿后就再次变为固态。实验结论(知识点3):我们把物质从液态变为固态的过程称为 。
知识点4:晶体熔化和凝固的条件及图像
晶体熔化的条件是:(1)晶体温度达到熔点(2)持续加热(继续吸热)
晶体在熔化过程中存在一个非常特殊的状态,即“固液共存态”,上一讲中的冰水混合物就处于该状态。
凝固过程的条件正好与熔化的条件相反,即:(1)达到凝固点(2)持续放热。
晶体 非晶体
物质 海波、冰、食盐、石英、水晶、明矾、奈、各种金属 松香、石蜡、玻璃、沥青、蜂蜡
熔点和凝固点 有 无
熔化过程 固液共存,吸收热量,温度___________ 吸收热量,先变软变稀,最后变为液态,温度
凝固过程 固液共存,放出热量,温度不变 放出热量,逐渐变稠、变黏、变硬,最后变成固体,温度不断降低
熔化图像
凝固图像
熔化条件 达到 ,继续吸热 吸收热量
凝固条件 达到 ,继续放热 放出热量
C.典型例题
知识点:熔化
【例1】如图所示是物质在熔化时温度随时间变化的图像,下列从图像中获得的信息不正确的是( )
A.这种物质是晶体,其熔点为48℃
B.在BC段物质处于固液共存状态
C.在BC段物质不吸收热量,温度不变
D.第10分钟后物质处于液态
知识点:晶体
【例2】在图所示图像中,能描述晶体熔化过程的是( )
知识点:凝固
【例3】下列自然现象的形成,属于凝固的是( )
A.露 B.雾 C.冰 D.霜
知识点:熔化和凝固的图像
【例4】如下图所示,小李同学用此装置探究冰熔化过程中温度变化情况.
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
t/℃ -4 -3 -2 -1 0 0 0 1 3 5
(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,在右上图的坐标纸上画出冰熔化过程中的温度—时间图像.
(2)某时刻温度计的读数如上图所示,此时的温度是 ℃;
(3)为减小误差,实验过程中宜选用较大的冰块还是较小的冰块? ;
(4)如果将冰块换成石蜡碎块做同样的实验,石蜡熔化过程中所得到的温度—时间图像是否与冰的相同?为什么?
D.夯实基础
1.吃冰棒解渴,是因为冰棒_ ,从人体_ _热量,使人体的温度_ _的缘故.
2.电烙铁上熔融的锡离开电烙铁头后变成锡粒,此过程叫_ _,需要_ _热.
3.固体分晶体和 两类。在松香、海波、冰、玻璃、铁、蜂蜡中,这些固体中属于晶体的是: _,它们都有固定的 。
4.水的凝固点是0℃,当环境温度为0℃时,水可以是 体,也可以是 体,还可以是 状态。
5.冰在熔化过程中温度 , 热量,水在凝固过程中温度 , ___________热量。
E.进阶拓展
1.下列现象中,不属于熔化的是:( )
A、-40℃的水银变成0℃的水银 B、冰变成水
C、食盐放入水中化成盐水 D、玻璃在高温状态下变成液态玻璃
2.关于物质的熔化和凝固,下列斜述中正确的是( )
A.各种固体都有一定的熔点 B.各种固体都有一定的凝固点
C.各种晶体的凝固点相同确良 D.非晶体没有熔点
3.如图2是海波的熔化过程图象。从图象中获得的信息正确的是( )
A.海波的熔点是48℃ B.海波在BC段没有吸热
C.海波在CD段是气态 D.6min时海波已全部熔化。
4.水的凝固点是0℃,如果把0℃的冰放到0℃的房间里,则( )
A.冰一定会熔化,但不会全变成水 B.冰一定不会熔化
C.冰可能会熔化也可能不熔化 D.冰将全部熔化
5.买一块豆腐放在冰箱的冷冻室里。当把冰冻的豆腐拿出来化冰后,发现豆腐里有许多小孔。其成因是( )
A.豆腐冷缩而成的
B.冰箱中的冰霜进入豆腐而成的
C.豆腐膨胀而成的
D.豆腐里的水先遇冷结成冰,后熔化成水而成的
6.下图是两种物质发生物态变化时温度随时间的变化曲线,以下说法中正确的一组是( )
①.图甲是晶体熔化时温度随时间的变化曲线
②. 图乙是晶体凝固时温度随时间的变化曲线
③.图甲表明晶体在熔化过程中,温度不变,是由于没有从外界吸热
④.图乙表明非晶体凝固过程中,温度降低,不断向外界放热
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
7.根据下表中所列出的几种物质的熔点,下列说法错误的是( ).
物质名称 固态水银 金 铜 钢 钨 固态氢 固态氦
熔点(℃) -39 1064 1083 1300 3410 -259 -272
A.电灯泡的灯丝用钨制成,不会熔化; B.纯金掉在钢水中不会熔化;
C.水银温度计在-40℃时已无法使用; D.在-265℃时氢气是固态.
8.在探究海波的熔化规律时,小芳记录的实验数据如下表所示,请根据表中的实验数据完成填空。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
海波温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 49 53 56
海波的熔点是 ℃,从开始加热经过2min,海波处于 态(选填“固”或“液”)。
9.如图是某种物质熔化时温度随时间变化的图象,根据图象可以得到许多信息,请你写出两条。
(1)____________________________
(2)____________________________
10.图甲所示,是探究冰和蜡的熔化过程的实验装置。器材有:冰、蜡、热水瓶、试管、烧杯、铁架台(带铁夹)、搅棒、秒表、温度计、水。
(1)图乙是 (选填“冰”或“蜡”)的温度随时间变化的图象。图丙所示温度计显示的是蜡某时刻的温度,它的示数是 ℃。
(2)在冰和蜡熔化过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,冰和蜡停止熔化。将试管放回烧杯后,冰和蜡又继续熔化。说明固体熔化时需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
F.课后训练
1.关于晶体熔液凝固的过程,下列说法中正确的是( )
A.达到凝固点时晶体熔液就会全部凝固
B.整个凝固过程中,处于固液混合态
C.晶体熔液在凝固过程中,液态总比固态多
D.晶体在凝固点时可能是固态、可能是液态,还可能是固液混合态
2.如图所示是某种物质熔化时温度随时间变化的曲线图,下列说法中正确的是( )
A.AB段表示该物质温度逐渐升高,它的熔点也在升高
B.BC段表示该物质有一定的熔点,因此它是晶体
C.BC段表示该物质温度不随时间改变,说明该物质已经完全熔化
D.该曲线可能是蜡熔化时温度随时间变化的图象
3.在图中,正确描述巴中铁路铁轨的铸造过程中温度变化的是( )
4.小明想从酒精和水的混合液中把酒精分离出来。他想,水的凝固点是0℃,酒精的凝固点是﹣117℃。于是他把混合液放入温度为﹣5℃的冰箱的冷冻室中,经过相当长的时间后,水并没有凝固,酒精没能分离出来。水为什么在0℃以下还没凝固呢请你就此问题提出合理的猜想: 。
5.甲、乙两种物质熔化时温度随时间的变化曲线如图所示,从图3中给出的信息,我们可以判断 物质是晶体,该晶体的熔点是 ℃,该晶体加热 min后开始熔化。
6.下面是研究海波熔化时记录的实验数据:
时间(min) 0 2 4 6 8 10 12
温度(℃) 32 36 40 44 48 48 48
时间(min) 14 16 18 20 22 24 26
温度(℃) 48 48 52 56 60 64 68
(1)在图5中作出海波的熔化图象。
(2)从图象中可看出海波的熔点是 ℃。
(3)海波熔化用了 min。
(4)从计时开始,经过12min,海波的温度是 ,状态是 。
7.将下列实验报告中的空却部分补充完整。(探究物质的熔化和凝固过程)
物质 这种物质是一种晶体,熔点是 ℃。
过程 该物质在BC段需要吸热,但温度保持 。
方法 物质吸收的热量无法直接测得,可通过加热时间的长短来说明,这里运用的是 法。
8.生活中小明提出了这样的问题:“不同固态物质在熔化的过程中,温度的变化相同吗”?小明选择的固态物质是蜡和海波,设计的实验装置如图甲所示:
(1)将温度计插入试管中时,温度计的玻璃泡要 固体粉末中,不要碰到试管底或试管壁。若某时刻温度计的示数如图甲所示,则此时温度计的读数为_______℃。
(2)为了使物质受热均匀,实验过程中使用的方法有 (写出一种即可)。
(3)如图乙所示,a、b是小明绘制的蜡和海波的熔化图像,则 是海波的熔化图像,判断的依据是: 。
G.设计实验
过冷水的制作
过冷水(supercooled water)是指温度低于摄氏零度的液态水。这在物理概念上来说是一种特殊现象的存在,让很多的学生有很神奇的感觉。其实这只是水的一种特殊状态。下面我们就介绍过冷水的几种制作方法。
工具及原料:蒸馏水、饮料瓶、冰箱、毛巾
1.你要保证饮料瓶子是干净的,最好是从市面上买回来的饮料,倒干净使用。把蒸馏水倒入瓶子内。放入冰箱2-3小时。
这里需要注意控制温度和时间,一般会多次尝试才会成功。
2.如果不容易控制温度,你可以用毛巾包起来,在毛巾和瓶子之间插入温度计。观察到0度了,就取出来。取出的时候要小心哦,不要有摇动。
然后你把水倒出来的时候,就会看到水在瞬间结冰了。
H.拓展阅读
古人如何在夏日防暑?
炎炎夏日,酷暑难耐,好在现代有了空调、电扇、电冰箱等等一系列的降温设备,现代人还可以去一些清凉的地方来避开炎炎夏日。可是在古代根本没有这些电器,交通不方便也阻碍了人们的长途旅行及避暑,我们就很好奇人们是怎样度过炎炎夏天的呢?
古人夏天防暑降温的一种方法是吃冰块!别以为只有现代人才能享受到“冰爽”的感觉,古代人夏天也能吃到冰,而且还有“冰箱”。不过,古代“冰箱”是不插电的。湖北曾出土一件战国时期的“铜冰鉴”,据说就是世界上最早的“冰箱”。这种“冰箱”的工作原理很简单,就是直接放入冰块来使温度下降,用以冰镇食物。
那么夏天的冰块又是哪来的呢?这就得提到古人的另一项创造——冰窖。顾名思义,冰窖就是用来储存冰块的地方。人们在冬天采下冰块,然后挖一个深地窖,把冰储存起来。我国储藏冰块的历史悠久,《诗经》中就有冬日凿冰储藏,供贵族们夏季使用的记载。
I. 知识拾遗
同学们,你能回答学前导读中的三个问题了吗?
本课中的疑问