初中物理八年级熔化和凝固学习指导2

熔化和凝固学习指导２一学习目标（一）知识与技能1．知道熔化现象并了解物质熔化时要吸热。2．知道凝固现象并了解物质凝固时要放热。3．了解晶体在熔化和凝固时温度变化的特点，知道熔点和凝固点的含义，尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点联系起来。4．会用图象描述物体温度随时间变化的关系。（二）过程与方法1．观察物质在固、液、气状态之间的变化。2．探究晶体和非晶体在熔化或凝固时温度变化的特征，经历用图象记录物体温度随时间变化的过程。（三）情感、态度、价值观对生活中、自然界的物质状态变化现象具有好奇心；乐于探究物质在固、液状态变化时的温度变化规律；有将熔点、凝固点和熔化吸热、凝固放热等物理知识应用于日常生活的意识。二、主体知识归纳1．物质从固态变成液态叫做熔化，从液态变成固态叫做凝固。2．固体分为晶体和非晶体两类，晶体有一定的熔点和凝固点，非晶体没有。3．熔化吸热，凝固放热。4．研究固体熔化和凝固时应用图象法处理数据，总结规律。三、基础知识讲解（一）利用图象法研究、学习熔化和凝固现象本节应用图象法对实验数据进行处理，有助于对熔化和凝固知识的理解与掌握，易于总结固体熔化和液体凝固的规律，是研究物理问题的又一重要方法。1．图象的作法。通过实验我们知道，在物质的熔化(或凝固)过程中，物质的温度随加热(或冷却)的时间而改变。为了研究温度随时间的变化情况或规律，首先要从实验中测出一些数据，即每隔一定的时间测量一次物质的温度。把测量的时间及对应的温度用表格的方式记录下来(如下表所示)。可以看出，每一个确定的时刻，总有一个温度值与之对应。这种对应关系，恰好可用平面直角坐标系中的点来表示。如果以时间为横轴，温度为纵轴作直角坐标，根据表格中记录的数据，在坐标中描出对应的各个点，然后用圆滑的曲线把各点连接起来，即可得出物质的熔化(或凝固)图象。

时间(min)12345…温度(℃)

2．图象的物理意义。图4—7是晶体的熔化图象，阅读本节课文，结合实验中观察到的状态变化情况，应能说出图象中各线段所表示的物理过程及意义。如：AB：固态晶体吸热升温过程；CD：液态晶体吸热升温过程；BC：晶体的熔化过程。该过程中，物质继续吸热，但温度保持不变。BC段所对应的温度值就是该晶体的熔点。你知道在熔化过程中，晶体处于何种状态吗?图4—8为非晶体的熔化图象比较图4—7和图4—8，你能说出晶体和非晶体的区别吗?（二）正确理解晶体的熔点和凝固点(1)晶体的熔化需要两个条件：一是温度要达到熔点；二是能继续吸热。只满足这两条中的一条，晶体能熔化吗？同样你一定能得出液体凝固成晶体的条件，试试看。(2)在熔点或凝固点时的晶体可能是固态，可能是液态，也可能是固态液态共存。如在图4—9中，B点是固态，C点是液态，BC之间的任一点是固态液态共存，而且越靠近B点，固态越多，液态越少；越靠近C点，液态越多，固态越少。因此，我们可以通过测量晶体呈固态、液体共存状态时的温度来知道它的熔点和凝固点。图4—9在熔点时的物质是吸热还是放热、熔化还是凝固都是不确定的，可能是吸热熔化，也可能是放热凝固，这要看物质达到熔点后是吸热还是放热，只有对实际过程进行具体分析，才能作出判断。(3)同一种晶体的熔点和凝固点是相等的。但是应注意，在具体问题的叙述中，应根据实际情况加以区别。如在很冷的地区不用水银温度计，而用酒精温度计，是由于酒精的凝固点比水银的低的缘故，而不能说是由于酒精的熔点比水银的低的缘故。例题把0℃的冰水混合物放在0℃的房间里，下列说法中正确的是（）A．由于水凝固从而使冰增多B．由于冰熔化从而使水增多C．冰与水都不会增多D．以上三种情况都有可能解析：尽管水的温度达到了凝固点0℃，但冰与房间内的温度也是0℃，从而使水不能放热，所以水不会凝固，冰不会增多，A错误。同样，温度达到熔点的冰也由于不能吸热而不会熔化，水也不会增多，B也错误，既然A、B是不可能的，故D是错误的，正确答案只能是C。只考虑晶体熔化和凝固的温度条件，不考虑其吸、放热条件，是解答有关晶体熔化和凝固问题时最常见的错误，同学们要切实注意这个问题。非晶体也是在熔化时吸热，凝固时放热。但在熔化或凝固过程中，非晶体的温度不断改变。（三）动手动脑学物理本节的问题联系生活比较密切，其中第1个问题是非常典型的熔化吸热的例子，这种说法是有道理的，因为雪熔化时要吸热。第2个问题可结合书中在最后介绍的凝固放热的例子，请同学们思考这个问题。例如利用冰能致冷可以防止饭菜变馊，但是要注意，由于冰块吸热，使冰周围的空气变冷，冷空气比热空气重，要往下沉，所以冰块应该放在饭菜的上面还是下面呢？四、同步达纲练习1．下面几种说法，是对还是错。(1)同一种物质处于哪种状态与该物质此时的温度有关。(2)晶体熔化时的温度叫做熔点。(3)物质吸收了热量，温度一定升高。(4)非晶体没有熔点，所以熔化时不吸热。(5)根据表中所列的几种物质的熔点，判断以下几题的是与非：物质名称固态水银金铜钢固态氢熔点/℃－39106410831300－259①在－265℃时，氢是固态。②纯金掉入钢水中不会熔化。③水银温度计在－40℃时不能使用。2．小明通过学习得到下面几个结论，请帮他补充完整。(1)物质从__________态变成__________态的现象叫做凝固，晶体凝固时的温度叫__________。(2)酒精的凝固点是－117℃，它在－115℃时是__________态，在－120℃时是__________态。(3)钢块化成钢水时，钢块要__________热；水结成冰时，水要__________热。(4)冬天北方农村的菜窖里放几桶水，菜就不易冻坏，这是因为水__________时会__________热，因此窖内温度不致太__________。(5)小明针对本单元所学的知识列出了下面的表格，请帮他填写完整。

固体分类举例熔化过程是否吸热温度有无熔点晶体

非晶体

3．该选哪一项？(1)坩锅是冶炼金属用的一种陶瓷锅，能够耐高温。坩锅内盛有锡块，坩锅放在电炉上加热，锡在逐渐熔化的过程中（）A．要不断吸热，温度不断上升B．要不断放热，温度不断上升C．要不断吸热，温度保持不变D．要不断放热，温度保持不变(2)用铜块浇铸铜像的过程，发生的物态变化是（）A．一个凝固过程B．一个熔化过程C．先熔化后凝固D．先凝固后熔化(3)我国首次赴南极考察队于1984年11月20日从上海启程，历时约三个月，横跨太平洋，穿越南北半球，航程二万六千多海里，在南极洲南部的高兰群岛乔治岛，建立了我国第一个南极科学考察基地——中国南极长城站。南极平均气温为－25℃,最低气温达－88.A．凝固点较低B．凝固点较高C．沸点较低D．沸点较高(4)在图4—10中，描述晶体熔化的图象应为（）图4—104．某物体从200℃开始熔化，直到250℃还未熔化完，则这种物质一定是__________。5．俗话说“下雪不冷，化雪冷”。这是因为（）A．下雪时雪的温度比较高B．化雪时要吸收热量C．化雪时要放出热量D．雪容易传热6．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7．小明用图4—11的实验装置探究某种物质在熔化前后其温度随加热时间变化的规律，得到下表的实验记录。时间/min123456

789101112

60.767.873.679.680.480.680.580.580.480.584.788.493.5请按上述实验数据在坐标格中作出温度随时间变化的图象。图4—11根据上述数据，你可以归纳该物质在熔化过程中的哪些特点？8．纯水的凝固点是0℃，海水的凝固点是－2.5℃，这说明水中如果掺有食盐其凝固点会降低。小华把0℃的碎冰块放在保温杯中，在冰中撒一些食盐，搅拌后用温度计插在碎冰块内测量其温度，发现所测得的温度降到0℃以下。小华觉得很奇怪，他认为物体只有放热后温度才会降低，周围环境的温度都比0℃高，冰块怎么会向周围放热呢？请你帮助小华想一想，这个现象有几种可能的解释。你能设计实验来验证或否定你的解释吗？9．我国研制的一种聚乙烯材料，超过40℃时完全熔化，低于15℃时完全凝固。有人设计，把这种材料制成小颗粒，掺在水泥中制成地板或墙板，在昼夜温度变化大的地区用这种地板和墙板修筑房屋，便可以起到调节室温的作用。请你解释，这种设计的原理是什么？五、思路拓展题（一）小发明你能不能利用熔化吸热这一规律设计一个临时保鲜食品的土冰箱？请用画图和文字描述你的设计方案。（二）想一想水结冰时体积会怎样变化？小明提出了这样一个问题：“水结冰时体积会怎样变化？”同组的小刚立即做出了回答：“上一节课，不是做过固、液、气体热胀冷缩的实验吗？液体凝固后体积当然变小了。”但也有人表示反对，“不会吧，如果变小的话，为什么冰会浮在水面呢？应该是变大”。到底谁对谁错呢？“这好办，在小药瓶中盛满水，放到冰箱中使水完全凝固，然后看看冰面是下降了，还是上升了，不就行了吗？”小刚马上提出自己的实验方案。“这个办法不错。”大家齐声赞同。小明立刻动手实验，把一个小容器装水后放在冰箱中让它结冰，结果发现，容器中的冰面是向上凸起来的。请回答：(1)从小明这个实验，可以得出什么结论？(2)这种现象有什么危害？请举例说明。(3)美国有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厚度为0．25mm的铝片。焊接专家、锻压专家都束手无策。后来，圣迪亚实验室的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内表面相贴，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．铝膜和钢罐之间的水把它们冻牢了B．铝膜和钢罐之间的水把它们粘牢了C．结冰时放热使它们焊牢了D．水结冰时膨胀产生的巨大压力把它们压牢了（三）读一读为什么冰是滑的在擦得光光的地板上，要比在普通地板上容易滑倒。这样看来，冰上也应该一样了，就是光滑的冰应该比凹凸不平的冰更滑了。但是，如果你曾经在凹凸不平的冰面上行走过或拖过重物，你就会相信，不平的冰面竟比平滑的冰面更滑!解释是，冰的滑性主要并不因为它表面平整，而是由于完全另外的一个原因，就是当压强增加的时候，冰的熔点要降低。溜冰鞋的鞋底装着刃口很薄的冰刀，它与冰面的接触面积很小——一共只有几平方毫米。溜冰人穿着它站在冰面上时，对冰面所加的压强是极大的，使冰在比较低的温度下也能熔化。这时在冰刀的刃口和冰面之间产生了一薄层的水，于是，溜冰的人可以自由滑冰了。将两块冰叠起来用力挤压，就会冻结成一块；在雪地上滚雪球会越滚越大；马路上的雪经行人及车辆践踏后会凝成坚实的冰等等，都是利用压强增大时，冰熔化成水，压强减小后，水又凝固为冰的道理实现的。请你利用身边的环境创造一个情景，实际体验一下。（四）试一试在0℃以下的气温里，把冰块架在两块砖上，把一细铁丝搭在冰块上，并在下面挂一重物(如图4—12)，过一会儿，铁丝就穿进冰块里，而冰块上面并没有留下什么痕迹你能解释这一现象吗?图4—12（五）社会调查1．灯丝发光时温度达到2000℃，能用铁、金、铝来制造灯丝吗？生活中实际应用灯丝选择哪种物质？为什么？2．有人说他用锡锅熬化了一块铅，你相信吗？为什么？换用铝锅可不可以？3．小明的爸爸想为将要出售的鲜鱼保鲜，他该选用什么？为什么？（六）做一做取一个塑料袋，里面装一些碎冰块，把温度计(或寒暑表)插入到碎冰块中，将塑料袋口扎住，但温度计的读数部分留在袋口外面，以便于读出碎冰块的温度。把这个装置整个放在冰箱的冷冻室中多呆一会儿，使碎冰块的温度下降到－5℃以下。把整个装置从冰箱中拿出来，并随即读出碎冰块的温度，记录时间。以后每隔1min读一次温度计的读数，把读数记录在预先制定的表格中，直至冰块全部熔化，水温升高到5℃以上停止记录。在以下空白处绘制实验记录的表格，并作出温度随时间变化的图象。

参考答案：【同步达纲练习】1．(1)√；(2)√；(3)×；(4)×；(5)①√,②×,③√2．(1)液，固，凝固点；(2)液，固；(3)吸，放；(4)凝固，放，低；(5)固体分类举例熔化过程是否吸热温度有无熔点晶体冰是不变有非晶体蜡是上升无3．(1)C(2)C(3)A(4)D4．非晶体5．B6．C7．(图象略)；该物质在熔化过程中不断吸热，温度基本保持不变。8．有这样几种可能：食盐温度低；食盐溶解时吸热；温度计不准等。9．当温