教科版初中物理八年级上册教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：30熔化和凝固(基础)

熔化和凝固（基础）


【学习目标】
1.能够从固体的形状、结构上区别晶体、非晶体；
2.通过实验探究，知道晶体、非晶体在熔化过程中的特点，并绘制晶体、非晶体熔化的温度时间图像；
3.从熔化的特点，区分晶体和非晶体；
4.知道液体凝固的现象和特点；
5.了解熔化、凝固在我们生产和生活中的应用。
【要点梳理】
要点一、认识晶体
1．晶体：有规则结构的固体。
2．非晶体凝固：没有规则形状的固体。
要点诠释：
1.常见晶体如食盐、糖、海波、许多矿石和各种金属等。
2.非晶体有玻璃、松香、蜂蜡、沥青等。
要点二、固体的熔化
1.定义：物质从固态变为液态叫做熔化。
2.实验探究固体熔化过程的规律：
（1）实验器材：温度计、计时器、试管、烧杯、铁架台、酒精灯、石棉网。
（2）实验药品：水、冰、海波、蜂蜡、松香。
（3）实验装置：
（4）实验内容：
①观察冰熔化时的现象？
②每隔30s记录一次冰的温度。
③当冰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？
⑤用记录的数据描点作图。
（5）表格：
时间/s
0
0.5
1
1.5
2
……
冰的温度/℃

冰的状态
T蜡烛/℃
蜡烛的状态
（6）熔化图象：
（7）实验结论：
晶体在熔化过程中，要不断吸收热量，温度不变。非晶体在熔化过程中吸收热量，温度逐渐升高，由硬变软，然后逐渐变成液体。
要点诠释：
1.晶体熔化时的温度叫做熔点，不同的晶体有不同的熔点。
2.晶体熔化的条件是：①达到熔点 ②继续吸热
3.晶体和非晶体的区别：
物理过程
晶体
非晶体
结构
有规则结构
没有规则形状
熔点
有
没有
熔化过程
吸收热量，温度不变
吸收热量，温度升高
熔化条件
温度达到熔点，继续吸热
吸收热量
熔化图象
要点三、液体的凝固
1.凝固：物质从液态变为固态叫凝固。
2.水的凝固：AB段表示放出热量，温度降低；BC段表示放出热量，温度不变；CD段表示放出热量，温度降低。
3.凝固点：液体凝固时的温度叫做凝固点，同种物质的凝固点和熔点相同。
要点诠释：
1.液体凝固的条件：达到凝固点，继续放热。温度没有达到凝固点时，放出热量只能使其温度降低而不能凝固。
2. 熔化和凝固：
要点四、熔化和凝固规律的应用
1.从5000年前的青铜冶炼到现代单晶硅的生长，很多材料的生产、加工需要利用熔化和凝固规律等物态变化的知识。
2.在太空中，把要合成的材料放进特制的太空炉，对材料加温使其熔化，再降温变成固体，然后随卫星或飞船返回地球。这样加工成的材料，叫做材料。
【典型例题】
类型一、熔化和凝固
1. 下列自然现象中，通过熔化形成的是（　 ）
Ａ.春天河里的冰雪化成了水　　Ｂ.夏天清晨，花叶上的露水
Ｃ.秋天，笼罩大地的雾　　　　Ｄ.冬天空中纷飞的雪花
【思路点拨】辨别物态变化，首先确定物体开始的状态（固、液、气），物体最后的状态（固、液、气），然后根据物体变化的名称来判断。
【答案】A
【解析】冰化成水是固态变化为液态，属于熔化现象，符合题意；露水是空气中的水蒸气遇冷所致，气态到液态不符合题意；雾是空气中的水蒸气遇冷所致，气态到液态不符合题意；雪是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶，气态到固态不符合题意。
【总结升华】此类问题是考查对物态变化过程中的熔化现象的理解，辨别物态变化，要搞清楚物质的初态和末态，如：熔化初态固态，末态是液态。
举一反三：【变式】（2019?嘉鱼县二模）热现象在高淳县一年四季中随处可见，下列自然现象中属于熔化的是（　　）
A．早晨固城湖河面上冰的消融
B．初夏红太阳广场上雾的形成
C．深秋宝塔公园里草木上露的形成
D．寒冬老街屋瓦上霜的形成
【答案】A
类型二、探究熔化的特点
2.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，奈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。（4）由图象知，奈在第10min到第25min时，不断吸收热量，温度保持不变，所以这段时间是奈的熔化过程，所以奈熔化经过了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/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
-8
-6
-4
-2
0
0
0
0
1
2
3
4
（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；
类型三、熔点和凝固点
3.（2019秋?武夷山市期末）如图所示为海波由固态加热变成液态时，温度随时间变化的图象，从图象中获得的信息说法正确的是（　　）
A．海波的熔点是48℃ B．海波的沸点是48℃
C．海波是非晶体 D．6min时海波已全部熔化
【思路点拨】（1）晶体首先吸收热量，温度升高，达到熔点，继续吸收热量，温度保持不变，这个不变的温度是这种晶体的熔点．晶体完全熔化后，吸收热量，温度不断升高。（2）晶体熔化前吸热温度上升，处于固态；熔化过程中吸热，温度不变，处于固液共存状态；熔化后，温度上升，处于液态。
【答案】A
【解析】A、图中BC段是海波的熔化过程，对应的温度是48℃，就是海波的熔点，该选项说法正确；
B、图象中不能反映出沸点，该选项说法不正确；C、海波在熔化过程中，不断吸热，温度不变，因此属于晶体，该选项说法不正确；D、由图可见，海波在第6min开始熔化，到第12min熔化结束，该选项说法不正确。故选A。
【总结升华】对于此类图形题，应明确横、纵坐标轴及各关键点所代表的物理意义，熟练掌握相关知识点是解题的关键所在。
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】 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
4.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
【巩固练习】
一、选择
1. 以下属于非晶体的物质是（　　）
A．固态水银 B．玻璃 C．固态酒精 D．固态氮
2.（2019秋?江阴市期中）冰的质量一定能增加的是（　　）
A．﹣10℃的冰投入1℃的水中
B．﹣10℃的冰放入1℃的空气中
C．﹣2℃的冰放进0℃的水中
D． 0℃的冰放进0℃的空气中
3.一家工厂要制造一种特殊用途的钢铝罐，即钢罐内表面要压接一层0.25mm的铝片。焊接专家、锻压专家都束手无策。后来，科学家解决了这一难题。他们先把薄薄的铝片装到钢罐内与表面相贴，再往钢罐内灌满水，水中插入冷冻管，使水结冰，冷冻后铝膜就与钢罐接牢了。使铝膜与钢罐接牢的原因是 ( )
A．铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了 B．水结冰时放热，使它们焊牢了
C.水结冰膨胀产生的巨大压力使它们压牢了 D．以上三个原因都有可能
4.（多选）下面说法中错误的是( )
A．固体熔化时的温度叫熔点
B．冰的温度升到0℃，它就一定熔化
C．只有晶体熔化时才吸热
D．无论外界环境温度如何，在标准大气压下冰水混合物的温度一定是0℃
5.（2019秋?大丰市校级期中）现代建筑出现一种新设计，在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒球状物，球内充入一种非晶体材料，当温度升高时，球内材料熔化吸热，当温度降低时，球内材料凝固放热，使建筑内温度基本保持不变，从而起到调节室温的作用．下面四个图象中表示球内材料的凝固图象的是（　　）
　
6.（2019?莆田模拟）北方冬天菜窖里放几桶水，可以使窖内的温度不会过低，菜不致冻坏，这主要是因为（　　）
A．水是热的不良导体，不善于传热
B．水的温度比气温高
C．水结冰时要放热
D．水能供给蔬菜水分
二、填空
7.我们把物质由一种状态变成另一种状态的过程，叫做 。
8.物质从 态变成 态叫熔化，从 态变成 态叫凝固。
9.把正在熔化的冰拿到温度是0℃的房间中，冰 继续熔化(填“能”或“不能”)，这是因为 。
10. 炎热的夏天，铺有沥青的路面会变软，这是因为沥青是 （晶体/非晶体）没有一定的
，受热后会逐渐变软，酒精的凝固点是-117℃，它在-115℃时的状态是 态。
11. 我们从“观察熔化现象”的实验中知道：非晶体的熔化也是 （填“吸热”或“放热”）过程，不过，只要给非晶体加热，它在升温的同时就逐渐熔化．这说明非晶体没有一定的 。
12.如图所示的是冰的熔化图象，根据该图象请你回答下列问题：（1）冰的熔点是 ℃；（2）冰熔化共用了 min，在此过程中，冰的质量 （填“增大”“减少”或“不变”）。
三、实验探究
13.如图所示，是小明同学研究固态物质熔化的实验：他用温度计测量该物质在加热过程中的温度，并用表格记录下温度随时间的变化情况。由于疏忽，他有一个温度值读错了，请你分析实验数据并回答：
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
温度/℃
20
30
39
48
48
45
48
64
(1)在第14min时，温度计的示数如图所示，请你把数值填入表格中。
(2)表中错误的数据是 ℃。
(3)该物质 晶体。
四、简答
14. 小强同学点燃一只蜡烛，不小心蜡油溅到了手上，他被烫得大叫一声．后来他又发现蜡油在手上凝固，手上还烫起了泡泡．请你帮忙解释小强的手被烫伤的原因？
15.我国首次赴南极考察队于1984年11月20日从上海启程，历时约3个月，横跨太平洋，穿越北半球，航程26000多海里，在南极洲南部的高兰群岛乔治王岛建立了我国第一个南极科学考察基地——中国南极长城站。南极地区平均气温为-25℃，最低气温达-89.2℃。在那里用的液体温度计是酒精温度计还是水银温度计?为什么?
【答案与解析】
一、选择
1.【答案】B
【解析】晶体熔化时有固定的熔化温度，非晶体熔化时没有固定的熔化温度。常见的晶体有各种金属，海波，冰；常见的非晶体有石蜡，玻璃，沥青，松香。
2. 【答案】C
【解析】A、﹣10℃的冰投入1℃的水中，1摄氏度的水在变为0度过程中放热使﹣10摄氏度的冰温度上升，所以不能明确在水下降到0摄氏度时，冰是否也达到了0摄氏度，如果冰与水的温度一样，不再发生热传递，水不能继续放热不能结成冰，所以还是原来的冰水混合物，冰可能不增加。 不合题意。
B、﹣10℃的冰放入1℃的空气中，冰放在空气中，没有水变成冰，不合题意。C、﹣2℃的冰放进0℃的水中，此时水与冰有温差，产生热传递，水可以继续放热结冰． 符合题意。D、0℃的冰放进0℃的空气中，冰放在空气中，没有水变成冰，不合题意；故选C。
3.【答案】C
【解析】当钢罐内灌满水，水中插入冷冻管，水会结冰，水结冰时体积变大会产生的巨大压力使它们压牢了。
4.【答案】ABC
【解析】晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以A选项错误；冰是晶体，晶体熔化需要两个条件，一是达到熔点，二是继续吸热，0℃的冰不继续吸热不能熔化，所以B选项错误；晶体、非晶体熔化过程都需要吸热，所以C错误；规定1标准大气压下冰水混合物的温度是0℃，所以D正确。符合题意的选项是ABC。
5. 【答案】D
【解析】A、此图表示的是晶体的熔化图象，而题目要求的是能描述该物质凝固过程，故本选项不符合题意。B、此图表示的是非晶体的熔化图象，而题目要求的是能描述该物质凝固过程，故本选项不符合题意。C、此图表示的是晶体的凝固图象，而由题意可知，此物质是非晶体，故本选项不符合题意。D、此图表示的是非晶体的凝固图象，符合题意；故选D。
6. 【答案】C
【解析】冬天在菜窖中放几桶水，水受冷就会凝固，凝固要放出热量，使菜窖的温度不至于过低而将菜冻坏；故选C。
二、填空
7.【答案】物态变化
8.【答案】固；液；液；固
9.【答案】不能；冰熔化过程中要吸热
【解析】晶体熔化需要两个条件，达到熔点，继续吸热；0℃的冰要熔化需要吸收热量，但房间内温度与冰、水的温度都是0℃，冰虽然达到熔点但是不能继续吸热，所以冰不会熔化。
10.【答案】非晶体，熔点，液
【解析】沥青是非晶体，因此没有固定的熔点，当温度升高时，沥青就会变软；已知酒精的凝固点是-117℃，所以温度为-115℃＞-117℃，故此时的状态为液态。
11.【答案】吸热；熔点
【解析】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，温度不断升高，不断熔化。
12.【答案】（1）0；（2）2，减少
【解析】（1）读图可知，当温度为0℃时，图象呈水平，说明此时达到了冰的熔点；（2）冰熔化的过程开始于第4min，结束于第6min，共历时约2min，在此过程中，冰逐渐熔化成水，因此冰的质量减少。
三、实验探究
13.【答案】(1)56 (2)45 (3)是
【解析】图中温度计的分度值是1℃，一般情况下温度计都是从0开始读数，所以温度计读数是56℃；6min-12min这段时间内晶体在熔化，熔化过程中吸收热量温度不变，所以10nim的时候温度读错了；晶体熔化过程中吸收热量温度不变。
四、简答
14.【答案】蜡油温度高放出一些热量，蜡烛油凝固又放出一些热量
【解析】小强手烫伤包括两个过程：一是蜡油的温度高，手的温度低，发生热传递，蜡油向手放出热量。二是蜡油凝固需要放出热量。
15.【答案与解析】酒精的凝固点是-117℃，水银的凝固点是-39℃。当气温低于-39℃时，水银就会凝固。由于酒精的凝固点较低，所以要选择酒精温度计。