(共42张PPT)
第二章
物态变化
第3节
熔化和凝固
1.能区别物质的气态、液态和固态三种状态,知道物质的固态和液态之间是可以相互转化的。
2.了解熔化、凝固的含义,以及熔化曲线和凝固曲线的物理含义,并知道晶体和非晶体的区别。
3.通过探究实验,感知发生物态变化的条件,理解图象在探究物理规律中的作用。
图片中展示的“水”分别是什么状态的?
思
考
现代建筑出现了一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,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。
这种非晶体材料为什么能保温呢?什么是熔化和凝固?你能说出其中的道理吗?
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随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。
水
(液态)
冰
(固态)
水蒸气
(气态)
自然界中的物质,
通常以固态、液态、气态三种形式存在。
固态
液态
气态
物质从一种状态变成另一种状态叫做物态变化。
下列过程属于物态变化的是( )
A.
铁丝放在燃气炉上烧红了
B.
玻璃镜打得粉碎
C.
冬天,雪化成水
D.
橡皮泥捏成小白兔
C
例
典例分析
熔化
凝固
固态
液态
常见的熔化和凝固现象
河水结冰
火山熔岩
浇铸
一、熔化和凝固
春天,冰雪消融
冬天,水结成冰
炼钢炉将铁化成铁水
铁水浇铸成铸件
蜡烛燃烧流下烛油
雪后初晴,屋檐下的剔透冰柱
火山爆发时喷出的岩浆
岩浆遇冷结成岩石
熔化
凝固
你能将下列物态变化分类吗?
物质熔化和凝固需要什么条件?不同物质熔化和凝固的规律一样吗?
思
考
物质从一种状态变为另一种状态叫做物态变化。
1
2
熔化:物质由固态变成液态。
3
凝固:物质由液态变成固态。
4
熔化和凝固是互逆的两个过程。
小结
在横线上填上相关的物质状态。(选填“固”、“液”或“气”)
(1)用铁水铸造成铁锅:
态变成
态。
(2)钢锭变为钢水:
态变成
态。
(3)衣柜中的樟脑丸变小了:
态变成
态。
液
固
固
液
固
气
例
典例分析
夏天,久放在冰箱里的西瓜会变得很硬,甚至刀都切不动,则西瓜在冰箱中发生的物态变化是(
)
A.熔化
B.溶化
C.凝固
D.融化
C
解析:西瓜虽是固体,但里面含的汁液是液体,液体在低温状态下变成了固体,所以是凝固现象。
例
典例分析
二、熔化、凝固的特点
1.熔化的特点
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在探究固体熔化规律的过程中用的是水浴加热法,水浴法是一种给物体均匀、缓慢加热的方法,能控制物体温度的上升速度,在探究过程中达到便于观察、比较、记录数据等目的。
【提出问题】
熔化有什么特点呢?
【猜想与假设】
(1)固体熔化时,需要吸热,温度保持不变;
(2)固体熔化时,需要吸热,温度一直升高。
【探究方法】
利用如图所示的装置,探究海波和蜂蜡的熔化规律。
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【数据记录】
【分析论证】
分析图象可知:
(1)海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,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,直到熔化完毕,温度才继续上升。
(2)蜂蜡的熔化过程则不同,随着不断加热,蜂蜡的温度不断上升,在此过程中,蜂蜡由硬变软再变稀,最后熔化为液体。
归
纳
海波
石蜡
熔化的温度条件
吸、放热条件
熔化时温度变化规律
在一定温度下熔化
没有固定的熔化温度
熔化时吸热
吸热温度不变
吸热温度升高
晶体
非晶体
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图甲是“探究萘熔化过程中温度变化规律”的实验,每隔5min记录一次温度值,并观察萘的状态,实验数据记录如下表:
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
35
温度/℃
50
80
80
80
80
90
100
(1)在5min时,温度计的示数如图乙所示,读取数据填入表格中。
(2)根据实验数据,在如图丙所示的坐标纸上绘制出萘的温度随时间变化的图象。
70
例
典例分析
(3)在15min时,萘处于____________状态。
(4)30min后继续加热,萘的温度______________(选填“升高”“不变”或“降低”)。
固液共存
升高
图甲是“探究萘熔化过程中温度变化规律”的实验,每隔5min记录一次温度值,并观察萘的状态,实验数据记录如下表:
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
35
温度/℃
50
80
80
80
80
90
100
70
2.熔点和凝固点
晶体熔化时的温度叫做熔点。
有一定的熔化温度,熔化过程中吸热但温度保持不变的固体
晶体
萘,海波(硫代硫酸钠),食盐,冰,各种金属等
没有一定的熔化温度,熔化过程中吸热,温度不断升高的固体
非晶体
松香、石蜡、玻璃、沥青等
非晶体没有确定的熔点。
非晶体没有确定的凝固点。
随着放热的进行,温度逐渐降低。
液体凝固形成晶体时也有确定的温度,这个温度叫做凝固点。
同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
3.凝固是熔化的逆过程
晶体熔化
晶体凝固
特点
吸热但温度不变
放热但温度不变
条件
达到熔点继续吸热
达到凝固点继续放热
归
纳
4.几种晶体的熔点(标准大气压)
晶体
熔点℃
晶体
熔点℃
晶体
熔点℃
钨
3
410
银
962
冰
0
铁
1
535
铝
660
固态水银
-39
钢
1
515
铅
328
固态酒精
-117
灰铸铁
1
177
锡
232
固态氮
-210
铜
1
083
萘
80.5
固态氧
-218
金
1
064
海波
48
固态氢
-259
将装有碎冰的试管插入装有冰粒的烧杯中间,然后用酒精灯给烧杯加热,当烧杯中的冰熔化一半时,试管中的冰( )
A.没有熔化
B.熔化一半
C.熔化小于一半
D.熔化超过一半
A
例
典例分析
【多选】小明根据下表所提供的几种晶体的熔点得出以下几个结论,其中正确的是(
)
固态水银
铜
固态酒精
锡
铝
钢
纯铁
-38.8℃
1083℃
-117℃
232℃
660℃
1515℃
1525℃
A.铝的凝固点是660℃
B.-200℃的酒精为固态
C.可选用铁锅熔化锡块
D.在气温为-50℃的地方可选用水银温度计
ABC
例
典例分析
三、熔化吸热、凝固放热
晶体在熔化过程中虽然温度不变,但是必须继续加热,熔化过程才能完成,所以晶体的熔化过程是一个吸热过程。非晶体熔化也吸热。
1.熔化吸热
如:夏天在农贸市场卖海鲜产品的摊位上,经常看到摊主将冰块放在新鲜的海产品上面用于保鲜,这主要是因为冰块有较低的温度和熔点,且冰在熔化过程中要吸收热量。
2.凝固放热
凝固是熔化的相反过程,所以凝固过程是放热的过程。
如:北方的冬天,菜窖里放几桶水,菜不致冻坏应用了水凝固放热的原理。
-5℃的冰投入0℃的水中,假设不与外界发生热交换,足够长时间后冰水混合物温度是0℃,则冰的质量一定是(
)
A.增加了
B.减少了
C.不变
D.无法确定
解析:-5℃的冰温度升至0℃,由于不能继续吸热,所以冰未熔化。而冰在吸热的过程中,0℃的水达到凝固点,且放出了部分热量,所以会有部分水结成冰,故冰的质量一定增加,A正确。
A
例
典例分析
夏天用0℃的冰或质量相等的0℃的水来冷却汽水,结果是(
)
A.用冰的效果好,因为冰的温度低
B.用水的效果好,因为水比冰更容易吸热
C.用冰的效果好,因为冰吸热温度不变
D.两者效果相同
C
例
典例分析
四、熔化、凝固的应用
冰饮解暑
屋顶铺沥青
冰敷降温
晶体:具有固定的熔化温度的固体。
非晶体:没有固定的熔化温度的固体。
熔点:晶体熔化时的温度叫做熔点。
凝固点:液体凝固形成晶体时的温度叫做凝固点。
熔化吸热
凝固放热
晶体的熔化条件是:(1)温度达到熔点;(2)能够继续吸热.晶体熔化过程中吸收热量但温度保持不变。
液体凝固为晶体的条件:(1)温度达到凝固点;(2)能够继续放热。液体凝固为晶体时要放出热量但温度保持不变。
非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热,但是温度改变。
1.图示为某种物质熔化时温度随时间变化的图象。根据图象,下列判断正确的是( )
A.该物质熔化过程持续了15min
B.该物质是晶体,熔点为80℃
C.在第18min,该物质处于固液共存状态
D.在第5min到第15min之间,由于物质温度不变,所以不吸收热量
B
2.如图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
C
3.甲、乙两盆水里都有冰块,甲盆里的冰块多些,乙盆里的冰块少些,甲盆放在阳光下,乙盆放在背阴处,两盆里的冰块都未完全熔化,那么(
)
A.甲盆水的温度比乙盆的高
B.乙盆水的温度可能比甲盆的高
C.两盆水温度相同
D.不能判断,必须用温度计测量后才能知道
C
4.如图甲所示,探究冰的熔化特点,将装有碎冰的试管直接放置在空气中,不用酒精灯加热,这样做不但使试管均匀受热,而且冰的温度升高较______(选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。图乙是根据实验数据绘制的冰熔化时温度随时间变化的图象。
由图象可知,在第8分钟末,试管里的
冰处于____________(选填“固态”
“液态”或“固液共存态”),冰在熔
化过程中温度_________。
慢
固液共存态
不变
实验中的比较观察法
比较的思想是通过对两个事物、两种现象或实验现象发生变化的前、后情况进行比较来实现的。通过对实验中的一些物理现象及相关物理规律的比较,达到异中求同和同中求异的探究目的,这样可以提高实验效率,使学习达到事半功倍的效果。