熔化与凝固专题整合剖析

熔化和凝固专题整合剖析
一、知识整合
1.状态变化
常见的物质存在有三种状态： 、 、 。固体有一定的 ；液体有一定的体积（不易压缩），而没有一定的形状（容易流动）；气体既没有一定的体积也没有一定的形状。
2.熔化和凝固
物质从固态变成液态叫做 ，从液态变成固态叫做 。不同的物质在熔化时，表现出的情况是不一样的。一类物质在熔化时，虽然继续吸热，但温度不变，直到由固态全部熔化为液态，温度才上升，这样固体称之为 。另一类物质在熔化时，没有一定不变的温度，在吸热后先变软，再变稀，最后全部变为液态，这类物质称之为 。
3.晶体和非晶体的重要区别在于 。4.晶体的熔化和凝固
图4.2-1
如图4.2-1所示是萘的熔化和凝固图像。由图可知： A点开始计时，萘的温度为 ，AB段萘 ，此时萘仍全部处于 态。随着时间的推移，萘不断吸收热量，萘吸收的热量全部用于萘的熔化，温度 ，所以萘的熔点是 。BC之间是80℃固液共存状态的萘。如果从D点起停止加热后，液态萘温度不断降低。当降到E点（80℃）时，开始凝固，凝固过程中不断放热，但温度仍保持80℃不变，直到F点全部凝固。以后，因态萘放热，温度才开始下降，即图线中FG段。
5.非晶体的熔化和凝固
非晶体熔化和凝固时没有确定的温度，熔化时吸热，温度不断上升（如图4.2-2所示）。凝固时放热，温度不断下降（如图4.2-3所示）
图4.2-2 图4.2-3
二、内容剖析
例1. 表中列出几种物质的熔点（在标准大气压下）：据此判断以下说法中正确的是（ ）
物质名称 固态水银 金 铜 铁 钨 固态氢
熔点/℃ -38.8 1064 1083 1535 3410 -259

A. 铜球掉入铁水中不会熔化；
B. 由于液态氢的沸点是－253℃，所以在零下255℃时，氢是液态；
C. 水银温度计可测量零下40℃的气温；
D. 用钨制成的灯丝不易熔化。
剖析：熔点是晶体熔化时的温度，晶体的温度只有达到熔点才可能熔化，低于熔点时晶体处于固态，高于熔点而低于沸点时晶体处于液态，晶体在受热过程中温度等于熔点时才开始熔化，在熔化过程中温度保持不变。本题主要分析物质的状态和熔点的关系。铁的熔点是1535℃，铁水即铁的液态，温度不低于1535℃，铜的熔点是1083℃，低于1535℃，铜放在铁水中会熔化，所以A是错误的；固态氢的熔点是零下259℃，而液态氢的沸点是零下253℃，当温度是零下255℃时，温度高于熔点但低于沸点，所以氢是液态，故B正确；水银温度计中的水银是以液态存在的，液态水银的凝固点是－38.8℃，当温度为－40℃时，水银处于固态，不能测温度，所以C是错误的；钨的熔点特别高，只有达到熔点才能熔化，所以灯丝用钨制成，利用了钨熔点高这一特点，故D正确。
三、中考链接
例1.（2007 北京）下列自然现象中，属于熔化现象的是（ ）
A.初春，河面上的冰化成水
B.夏天的清晨，树叶上常有露水
C.深秋的清晨，草地上有时会有一层霜
D.冬天，有时没见雪化成水，雪却不见了
点拨：熔化现象的物态变化是物质由固态变为液态，答案B中的露是由气态变为液态；C中的霜是固态物质；D中雪没有化成水，所以不是熔化。
答案：A
反思：在研究物态变化（熔化或凝固）时，重点要看该物态变化的起始状态和终止状态来确定属于什么物态变化。
例2.（2006山东）在严寒的雪山高原上，旅行的人们经常从野外取雪加热成水，供饮用和使用，能正确描述这个过程的图像是图4.2-4中的哪一个（ ）
图4.2-4
点拨：首先我们要清楚物体的实际过程：雪受热会熔化，而雪是晶体，受热过程中温度保持不变；当雪全部熔化后受热温度会逐渐上升，直到达到水的沸点；达到沸点继续加热，水会沸腾，而沸腾过程中温度保持不变。接着我们分析图像：因为该直角坐标系是温度–––时间坐标，对应的图像是温度–––时间图像，当温度不变时，图像为水平直线，温度上升时图像是上升曲线。本题中具体的温度变化过程为：开始雪的温度低于0℃，在加热过程中温度逐渐上升，直到达到0℃；温度达到0℃后的一个阶段，温度会不变，直到雪全部熔化；继续加热水，温度会逐渐上升，直到达到沸点；达到沸点后，继续加热温度会不变。
答案：B
反思：运用图像来描述物体的变化过程是一种科学和形象的方法，而对图像的分析对学生来说又比较困难，如何从图像中分析出物体的实验过程，是本题的难点所在。
四、跟踪训练
一、选择题
1．（2007 江苏省淮安市）往烧杯里放入一些冰块，用酒精灯加热．冰发生的物态变化是（ ）A．熔化 B．凝华 C．汽化 D．凝固
2. [2006嘉兴]午饭后，小明和小玲来到商店，小明买了根“冰棍”，小玲买了根“棒棒糖”。当他们把冰棍和棒棒糖放进嘴里后，都慢慢消失了。下列对于这一变化的描述正确的是（ ）
A.“冰棍”溶解了，“棒棒糖”熔化了
B.“冰棍”熔化了，“棒棒糖”溶解了
C.“冰棍”和“棒棒糖”都熔化了
D、“冰棍”和“棒棒糖”都溶解了
3.[2006舟山]小明在研究物质的熔化与凝固现象时.进行了一系列实脸。如图4.2-5表示的是（ ）
A．晶体的熔化过程 B．非晶体的熔化过程
C．晶体的凝固过程 D．非晶体的凝固过程
4.下列自然现象中，属于熔化现象的是（ ）
A．春天，河里的冰化成水 B．夏天清晨，花草叶子上附着的露水
C．秋天清晨，笼罩大地的雾 D．冬天，空中纷飞的雪花
5．[2006镇江]沈括纪念馆要浇铸沈括纪念铜像．在用铜块浇铸铜像的过程中，铜块发生的物态变化是（ ）
A．先升华，后凝华 B．先凝华，后升华
C．先熔化，后凝固 D．先凝固，后熔化
6．[2006眉山]下表是一些物质的熔点和沸点(标准大气压)，根据下表，在我国各个地区都能测量气温的温度计是（ ）
A．水温度计 B．水银温度计 C．酒精温度计 D．乙醚温度计
二、实验与探究题
7．[2006石家庄]探究：固体熔化时温度的变化规律
炎热的夏季，家中的蜡烛、柏油路上的沥青会变软。而冰块熔化时，没有逐渐变软的过程。由此推测，不同物质熔化时，温度的变化规律可能不同，我们选用碎冰和碎蜡研究物质的熔化过程。为让碎冰和碎蜡均匀和缓慢地熔化，我们把碎冰放到盛有温水烧杯中，把碎蜡放到盛有热水的烧杯中分别进行实验并记录数据，实验装置如图4.2-6所示。
（1）图4.2-7是 （填“冰”或“蜡”）的温度随时间变化的图象。图4.2-8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 。
（3）如果让你自己实验探究冰和蜡熔化时温度的变化规律，你在实验中会想到注意哪些问题呢？请你至少写出一条注意事项。
。
8.（2005 沈阳）积雪对公路行车的危害主要表现在路况的改变。路面积雪经车辆压实后，车轮与路面的摩擦力减小，汽车易左右滑摆。同时，汽车的制动距离也难以控制，一旦车速过快、转弯太急，都可能发生交通事故。专家研究表明，气温不同，积雪的厚薄不同，对汽车的危害也不一样。当积雪厚度在5~15cm，气温在0℃左右时，汽车最容易发生事故。因为在这种条件下，路面上的冰雪常会呈“夜冻昼化”状态。此时，护路工人常在路面上撒大量的盐，以避免“夜冻昼化”现象，即在相同气温条件下，融化了的冰雪不再结冰，从而减少交通事故的发生。
提出问题：在相同气温条件下，为什么水不再结冰了？
猜想与假设：请你用学过的物理知识，针对这一现象产生原因提出一个合理的猜想，并说出你猜想的理由。
猜想：
理由：
设计实验方案：针对你的猜想，设计一个实验方案验证猜想的正确性。
实验方案及主要步骤：
答案：1、A 2、B 3、A 4、A 5、C 6、C 7、（1）冰 52 （2）吸热 （3）熔化的温度变化或状态变化等。
8.猜想:水中杂质越多,水的凝固点越低或混合物的凝固点降低．
理由: 护路工人常在路面上撒大量的盐，以避免“夜冻昼化”现象，即在相同气温条件下，融化了的冰雪不再结冰．
实验方案及主要步骤：取相同的三个杯子，盛相同体积的清水、淡盐水、浓盐水，放入冰箱里，每隔5分钟用温度计测一次温度，并观察是否有结冰现象，若结冰，结冰的顺序是否是清水、淡盐水、浓盐水。
图4.2-5
图4.2-8
图4.2-7
图4.2-6