3.2 熔化和凝固-2023-2024学年八年级物理上册举一反三系列（解析版）（人教版）

3.2熔化和凝固（解析版）本节学习目标1.理解物质的熔化现象；2.理解物质的凝固现象；3.了解熔化与凝固时吸放热规律；4.认识晶体和非晶体及其物态变化规律；5.通过实验认识物质熔化规律。要点一熔化和凝固1．熔化：物质由固态变为液态的过程，称为熔化；熔化要吸热。2．凝固：物质由液态变为固态的过程，称为凝固；凝固要放热。要点诠释：3.晶体与非晶体：（1）晶体：有确定熔化温度的固体称为晶体。如：冰、海波、各种金属。（2）非晶体：没有确定熔化温度的固体称为非晶体。如：蜡、松香、玻璃、沥青。4.熔点和凝固点：（1）熔点：晶体熔化时的温度叫熔点；（2）凝固点：晶体凝固时的温度，叫凝固点。要点诠释：（1）有无熔点是晶体和非晶体的主要区别，同一种晶体的凝固点跟它的熔点相同。（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熔点和凝固点有没有熔化过程吸收热量，温度不变吸收热量，温度升高凝固过程放出热量，温度不变放出热量，温度降低熔化条件温度达到熔点，继续吸热吸收热量熔化图象凝固图象（4）晶体熔化凝固图象：图中AD是晶体熔化曲线图，晶体在AB段处于固态,吸收热量温度升高，在BC段是熔化过程，吸热，但温度不变，处于固液共存状态，CD段处于液态,吸热温度升高，熔化时间t1~t2；而DG是晶体凝固曲线图，DE段于液态，EF段是凝固过程，放热，温度不变，处于固液共存状态。FG为固态放热温度降低，凝固时间t3~t4。【例】（2023·岳阳）铸造青铜器时，工匠将铜料加热化为铜液注入模具，铜液冷却成形，青铜器铸造初步完成。下列说法正确的是（）。A.铜料化为铜液需要放热 B.铜料化为铜液是熔化C.铜液冷却成形需要吸热 D.铜液冷却成形是凝华【答案】B。【解析】AB．熔化是固态变成液态，铜料化为铜液是熔化现象，熔化过程需要吸热，故A错误，B正确；CD．凝固是液态变成固态，铜液冷却成形是凝固现象，凝固过程需要放热，故CD错误。故选B。【变式1】（2023·泰安）下列物态变化的实例中，属于凝固现象的是（）。A.滴水成冰 B.气凝结霜 C.冰雪消融 D.浓雾消散【答案】A。【解析】A．滴水成冰，是液态变为固态，是凝固现象，故A符合题意；B．气凝结霜，是气态变为固态，是凝华现象，故B不符合题意；C．冰雪消融，是固态变为液态，是熔化现象，故C不符合题意；D．浓雾消散，是液态变为气态，是汽化现象，故D不符合题意。故选A。【变式2】（2023·济南）我国古代很早就对物态变化有所认识和应用。早在公元前21世纪，我国就掌握了青铜冶铸技术。如图所示的铸造青铜钟，就是让经过冶炼的液态铜在泥模内发生_________制成的。东汉王充所著《论衡》中有“云雾，雨之征也，夏则为露，冬则为霜，温则为雨，寒则为雪”。其中“露”是空气中的水蒸气遇冷发生_________形成的。【答案】①.凝固；②.液化。【解析】[1]冶炼的液态铜在泥模内变成固态的青铜器，这是凝固现象。[2]“露”是空气中的水蒸气遇冷变成液态的小水滴，这是液化现象。【变式3】（2023·南充）诗词是我国优秀文化遗产之一，对下列诗句中所包含的物理现象分析正确的是（）。A.“一夜新霜著瓦轻，芭蕉新折败荷倾。”——“霜”的形成是凝华现象，需要吸热；B.“可怜九月初三夜，露似真珠月似弓。”——“露”的形成是汽化现象，需要放热；C.“白日黄流涨渭城，三更风紫尽成冰。”——“冰”的形成是凝固现象，需要放热；D.“蜡烛有心还惜别，替人垂泪到天明。”——“泪”的形成是熔化现象，需要放热【答案】C。【解析】A．“霜”是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，附着在建筑物或植被表面，此过程中放热，故A错误；B．“露”都是由水蒸气液化形成的，液化放热，故B错误；C．这里的“冰”是水凝固形成的，是凝固现象，需要放热，故C正确；D．“泪”的形成是属于蜡烛的熔化现象，需要吸热，故D错误。故C正确。要点二晶体熔化规律1．实验器材：酒精灯、烧杯、石棉网、试管、温度计、火柴、搅拌器、三脚架、钟表。2．实验药品：海波（硫代硫酸钠）、蜂蜡。3．实验装置：4．实验内容：（1）观察海波熔化时的现象？（2）当温度达到40℃后，每隔半分钟记录一次海波的温度。（3）当海波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？（4）用记录的数据描点作图。5．表格：t/min11.522.53……T海波/℃T蜂蜡/℃实验现象6．海波、蜂蜡熔化图象：7．分析论证：从描绘出的图象容易看出，AB段：海波经过缓慢加热，温度逐渐升高，仍为固态；BC段：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，固液共存；CD段：直到全部熔化后，温度才继续上升，变为液态。蜂蜡的熔化过程则不同。由图象可看出，随着不断加热，蜂蜡的温度逐渐升高，在此过程中，蜂蜡由硬变软，最后熔化成液体。要点诠释：（1）实验开始时烧杯中的水，可用40℃左右的温水，待测物质的温度升到40℃时，开始记录。（2）应选择较细的试管，以增大海波的受热面积，且装入试管中的海波不宜过多。（3）对海波的加热应较缓慢，为此可在烧杯中加一支温度计，用来监测烧杯中水的温度，一般应使试管内、外温度计的示数差保持在2—3℃左右。（4）晶体熔化规律实验常考问题：考查方向解答思路晶体熔化条件达到熔点、继续吸热熔化曲线特点熔化过程中，固液共存态温度不变（曲线水平段）石棉网、烧杯内放水的作用受热均匀确定熔点熔化曲线水平段对应的温度温度计的使用注意事项温度计应放在被测液体中间部位、不能碰器壁、读取温度时不能取出温度计仪器安装顺序自下而上晶体与非晶体的区别晶体有固定熔点，熔化曲线可反映出来熔化过程的吸放热熔化过程吸热（内能增加）【例】（2023·长沙）环卫工人往结冰的桥面撒盐加快冰的熔化，激发了小明探究盐水凝固点的兴趣。他把两杯浓度不同的盐水放入冰箱冷冻室里，当杯内的盐水中出现冰块时测量它们的温度，温度计的示数如图所示（每支温度计的单位都是摄氏度），图乙中温度计的示数为___________℃，从实验现象可知，盐水的浓度越高，其凝固点越___________。【答案】①.-5；②.低。【解析】[1]由图可知，温度计的分度值为1℃，且温度在零刻度以下，因此甲中温度计读数为-2℃，乙中温度计读数为-5℃。[2]由甲乙两图的实验现象，浓度较高的盐水在更低的温度下还未凝固，证明盐水的浓度越高，其凝固点越低。【变式1】（2023·武汉）某实验小组用两套如图甲所示的实验装置分别研究海波和石蜡的熔化过程。（1）如图乙所示，温度计显示的是石蜡在某时刻的温度，它的示数是___________。（2）海波熔化过程中不断___________（填“放出”或“吸收”）热量，温度___________（填“升高”“不变”或“降低”）。（3）两支试管中分别盛有海波和石蜡，当两者全部熔化后，该实验小组继续研究海波和石蜡的凝固过程。将两支试管从烧杯中取出，静置于空气中自然冷却，每隔2min同时记录一次温度，根据记录数据在同一个图像中画出它们的温度随时间变化的曲线，如图丙所示。下列说法正确的是___________（填标号）。A.石蜡的凝固点为48℃B.实验室内环境温度为20℃C.0~15min内的任一时刻，石蜡和海波的温度都不可能相同【答案】①.36℃；②.吸热；③.不变；④.B。【解析】（1）[1]温度计的分度值为1℃，因此此时读数为36℃。（2）[2][3]海波是晶体，根据晶体熔化特点，晶体在熔化过程中吸热，温度保持不变。（3）[4]由图可知，室内温度为20℃，海波和石蜡温度组件下降；5min的时候海波和石蜡温度同为48℃，由于石蜡是非晶体，没有固定熔点。故选B。【变式2】（2023·怀化）图甲是探究晶体海波熔化过程的实验装置，图乙是海波熔化时温度随时间变化的曲线图。由乙图可知海波熔化时需要______（选填“吸热”或“放热”）且温度______（选填“升高”或“保持不变”或“降低”）。BC段对应温度如图丙所示，则海波的熔点是______，可选用______（选填“实验室温度计”或“体温计”）进行测量。【答案】①.吸热；②.保持不变；③.48；④.实验室温度计。【解析】[1][2]由乙图可知海波熔化时一直在加热，需要吸热，且温度保持不变。[3][4]BC段对应温度如图丙所示，温度计的分度值为1℃，刻度值上大下小，为零上温度，则海波的熔点是48℃。体温计的测量范围为35~42℃，低于海波的熔点，不能用体温计测量，可选用实验室温度计进行测量。【变式3】（2023·湘潭）用如图所示实验装置，探究室温下冰熔化时温度的变化规律。（1）将冰打碎后放入烧杯，温度计插入碎冰中。图中温度计示数为__________℃；（2）由实验数据绘制成图所示图像，可知，AB段该物质是__________态，BC段__________（选填“需要”或“不需”）吸热；由实验可知，冰属于__________（选填“晶体”或“非晶体”）；（3）研究表明晶体的熔点与压强有关，压强越大，晶体的熔点越低，如图，在温度较低的环境中，将拴有重物的细金属丝挂在冰块上，金属丝下方与冰接触处的压强__________（选填“增大”或“减小”），从而使冰的熔点__________（选填“升高”或“降低”）了，金属丝下方的冰块熔化，熔化而成的水又很快凝固，金属丝穿冰块而过且不留缝隙。【答案】①.-3；②.固；③.需要；④.晶体；⑤.增大；⑥.降低。【解析】（1）[1]由图可知，温度计分度值为1℃，液面在0以下第三个刻度，所以温度计示数为-3℃。（2）[2][3][4]观察图像可知，冰在B点还未开始熔化，即AB段该物质为固态；在C点已经完全熔化，而在BC段处于熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，说明冰有固定的熔化温度，为晶体。（3）[5][6]晶体的熔点与压强有关，压强越大，晶体的熔点越低。将拴有重物的细金属丝挂在冰块上，压力一定，金属丝下方与冰接触处的部分受力面积较小，增大了压强，从而降低冰的熔点，使金属丝下方的冰块先其它部分的冰熔化。要点三熔化、凝固在生活中的应用1．熔化吸热：晶体熔化时虽然温度不变，但是必须加热，停止加热，熔化马上停止。即熔化过程要吸热。2．凝固放热：反过来，凝固是熔化的逆过程，液体在凝固时要放热，放热快凝固快，放热慢凝固慢，不能放热凝固停止。3．应用：北方寒冷的冬天，在地下菜窖里放几桶水，利用水结冰时放热使窖内温度不会太低，不会冻坏青菜。要点诠释：晶体在熔化和凝固的过程中，温度没有达到熔点时，吸收热量只能使其温度升高而不能熔化；液体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。【变式1】（2023·眉山）下列生活中的现象与物态变化名称对应正确的是（）。A.春天冰雪消融——熔化 B.夏天洒水降温——液化C.秋天细雨绵绵——升华 D.冬天大雪纷飞——汽化【答案】A。【解析】A．春天，冰雪融化是物质由固态变成液态的熔化过程，故A正确；B．夏天洒水降温，主要是利用水蒸发时吸热的原理，故B错误；C．雨是水蒸气液化形成的，是液化现象，故C错误；D．冬天的雪，是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，故D错误。故选A。【变式1】（2023·德阳）如图所示，关于生活中的物态变化，下列说法正确的是（）。A.甲图中烧开水的时候，壶口的“白气”是水汽化吸热形成的水蒸气；B.乙图中用冰箱制作冰棒，发生了凝固放热的现象；C.丙图中初春，湖面上冰化成水是冰升华放热；D.丁图中深秋，枫叶上形成霜是水固化放热【答案】B。【解析】A．壶口的白气是水蒸气遇冷液化形成的小水珠漂浮在空气中形成的，故A错误；B．制作冰棒时水由液态变为固态，属于凝固过程，会放出热量，故B正确；C．冰化成水由固态变为液态，属于熔化过程，需要吸收热量，故C错误；D．霜是空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态形成的，属于凝华过程，会放出热量，故D错误。故选B。【变式2】学习物态变化时，老师写了一幅对联，上联是“杯中冰水，水放热结冰温度不降”；下联是“盘内水冰，冰吸热化水温度未升”。该对联先后包含的两种物态变化分别是和。【答案】凝固；熔化。【解析】上联是“杯中冰水，水放热结冰温度不降”是指水凝固成冰，放出热量，温度保持不变。下联是“盘内水冰，冰吸热化水温度未升”是指冰熔化成水，吸收热量，温度保持不变。【变式3】请根据下表所列的是几种物质的熔点，回答问题。（1）考察团到南极考察时，测量气温应该使用温度计；（2）处于-265℃的氢是态；（3）如果纯金戒指不小心掉进钢水中，熔化（选填“会”或“不会”）；（4）白炽灯发光时的温度达到2000℃以上，