17熔化和凝固（培優(yōu)） 知識講義含練習答案解析

PAGE熔化和凝固（提高）【學習目標】1.知道物質(zhì)的三種狀態(tài)，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，能描述三種物態(tài)的基本特征；2.知道熔化過程要吸熱，凝固過程要放熱；3.知道晶體和非晶體的區(qū)別；4.理解晶體的熔點和凝固點；5.掌握熔化和凝固過程的溫度時間圖像；6.通過探究活動，使學生了解圖象是一種比較直觀的表示物理量變化的方法?！疽c梳理】要點一、物態(tài)變化1、物態(tài)變化：物質(zhì)各種狀態(tài)間的變化叫做物態(tài)變化。2、水的三種狀態(tài)及三種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)化：狀態(tài)形狀、體積的固態(tài)（冰）有固定的形狀，很難被壓縮液態(tài)（水）沒有固定的形狀，很難被壓縮氣態(tài)（水蒸氣）沒有固定的形狀，容易被壓縮要點詮釋：1、固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)是物質(zhì)常見的三種狀態(tài)，在常溫下呈現(xiàn)固態(tài)的物體一般稱固體，如：鋼鐵、食鹽等；在常溫下呈現(xiàn)液態(tài)的物質(zhì)，一般稱為液體，如：水、酒精等；在常溫下呈現(xiàn)氣態(tài)的物質(zhì)，一般稱為氣體，如：氧氣、二氧化碳等。2、自然界中的物質(zhì)通常情況下都有三種狀態(tài)，如：常溫下鐵是固態(tài)，加熱至1535℃時變成液態(tài)；加熱至2750℃時，變成氣態(tài)。要點二、熔化和凝固1、熔化：物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)叫熔化。2、凝固：物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)叫凝固。3、晶體與非晶體：（1）晶體：有些固體在熔化過程中不斷吸熱，溫度卻保持不變，這類固體有固定的熔化溫度。如：冰、海波、各種金屬。（2）非晶體：有些固體在熔化過程中，不斷吸熱，溫度不斷上升，沒有固定的熔化溫度。如：蠟、松香、玻璃、瀝青。4、熔點和凝固點：（1）熔點：晶體熔化時的溫度叫熔點。

（2）凝固點：晶體凝固時的溫度叫凝固點。

要點詮釋：1、晶體熔化的條件是：（1）溫度達到熔點（2）繼續(xù)吸熱2、晶體凝固的條件是：（1）達到凝固點（2）繼續(xù)放熱3、晶體和非晶體的區(qū)別：（1）相同點：都是從固態(tài)變成液態(tài)的過程；在熔化過程中都需要吸熱。（2）不同點：晶體有熔點，非晶體沒有熔點；晶體和非晶體的熔化圖象不同。4、晶體熔化凝固圖象：

圖中AD是晶體熔化曲線圖，晶體在AB段處于固態(tài),吸收熱量溫度升高，在BC段是熔化過程，吸熱，但溫度不變，處于固液共存狀態(tài)，CD段處于液態(tài),吸熱溫度升高，熔化時間t1~t2；而DG是晶體凝固曲線圖，DE段于液態(tài)，EF段是凝固過程，放熱，溫度不變，處于固液共存狀態(tài)。FG為固態(tài)放熱溫度降低，凝固時間t3~t4。要點三、【高清課堂《熔化和凝固》】熔化吸熱凝固放熱1、熔化吸熱：晶體熔化時雖然溫度不變，但是必須加熱，停止加熱，熔化馬上停止。即熔化過程要吸熱。2、凝固放熱：反過來，凝固是熔化的逆過程，液體在凝固時要放熱，放熱快凝固快，放熱慢凝固慢，不能放熱凝固停止。3、應用：北方寒冷的冬天，在地下菜窖里放幾桶水，利用水結(jié)冰時放熱使窖內(nèi)溫度不會太低，不會凍壞青菜。要點詮釋：晶體在熔化和凝固的過程中，溫度沒有達到熔點時，吸收熱量只能使其溫度升高而不能熔化；液體溫度沒有達到凝固點時，放出熱量只能使其溫度降低而不能凝固。【典型例題】類型一、熔化和凝固現(xiàn)象1.【高清課堂《熔化和凝固》】下列自然現(xiàn)象中，通過熔化形成的是（）Ａ.春天河里的冰雪化成了水Ｂ.夏天清晨，花葉上的露水Ｃ.秋天，籠罩大地的霧Ｄ.冬天空中紛飛的雪花【思路點撥】辨別物態(tài)變化，首先確定物體開始的狀態(tài)（固、液、氣），物體最后的狀態(tài)（固、液、氣），然后根據(jù)物體變化的名稱來判斷?！敬鸢浮緼【解析】冰化成水是固態(tài)變化為液態(tài)，屬于熔化現(xiàn)象，符合題意；露水是空氣中的水蒸氣遇冷所致，氣態(tài)到液態(tài)不符合題意；霧是空氣中的水蒸氣遇冷所致，氣態(tài)到液態(tài)不符合題意；雪是空氣中的水蒸氣遇冷形成的小冰晶，氣態(tài)到固態(tài)不符合題意。【總結(jié)升華】此類問題是考查對物態(tài)變化過程中的熔化現(xiàn)象的理解，辨別物態(tài)變化，要搞清楚物質(zhì)的初態(tài)和末態(tài)，如：熔化初態(tài)固態(tài)，末態(tài)是液態(tài)。舉一反三：

【變式】（蘭州中考）下列物態(tài)變化中，屬于凝固現(xiàn)象的是（）A．春天，白霧彌漫B．夏天，大雨滂沱C．秋天，霜打枝頭D．冬天，千里冰封【答案】D類型二、熔化和凝固圖象2.如圖所示，是海波的熔化圖象，下列說法中正確的是（）A．海波的熔點是48℃B．海波在BC段沒有吸收熱量C．在第6分鐘時海波已全部熔化D．海波在CD段是氣態(tài)【答案】A【解析】BC段為晶體的熔化過程，由圖象可知對應溫度48℃即為海波的熔點，所以A選項正確；圖中BC段為晶體的熔化過程，在這段過程中，溫度不變，但海波仍要吸收熱，所以B選項錯誤；圖中BC段為晶體的熔化過程，第6min即固態(tài)海波的溫度剛升高到熔點，剛開始熔化，所以C錯誤；圖中BC段為晶體的熔化過程，海波處于固液共存狀態(tài)，C點是海波剛?cè)咳刍?，處于液態(tài)，所以D選項錯誤?！究偨Y(jié)升華】此題考查晶體的熔化圖象，通過圖象得出物理信息：晶體的熔點、初始溫度、熔化過程所用時間以及各段物質(zhì)對應的狀態(tài)等。舉一反三：

【變式】（湖州一模）現(xiàn)代建筑出現(xiàn)一種新設計：在墻面裝飾材料中均勻混人顆粒狀的小球，球內(nèi)充入一種晶體材料，當溫發(fā)升高時，球內(nèi)材料熔化吸熱；當溫度降低時球內(nèi)材料凝固放熱，使建筑物內(nèi)溫度基本保持不變。圖中表示球內(nèi)材料熔化圖象的是（）【答案】A類型三、綜合應用與實驗探究3.（深圳校級二模）冰的質(zhì)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℃的空氣中C．-2℃的冰放進0℃的水中D．0℃的冰放進0℃的空氣中【思路點撥】要使冰的質(zhì)量增加，一定有水變成冰．水變成冰是一個液體變成固體的過程，這個過程中需要滿足：1、有溫度差，產(chǎn)生熱傳遞；2、達到凝固點后繼續(xù)放熱，因此此時需要周圍溫度低于凝固點?！敬鸢浮緾【解析】A、-10℃的冰投入1℃的水中，1攝氏度的水在變?yōu)?度過程中放熱使-10攝氏度的冰溫度上升，所以不能明確在水下降到0攝氏度時，冰是否也達到了0攝氏度，如果冰與水的溫度一樣，不再發(fā)生熱傳遞，水不能繼續(xù)放熱不能結(jié)成冰，所以還是原來的冰水混合物，冰可能不增加，不合題意；B、-10℃的冰放入1℃的空氣中，冰放在空氣中，沒有水變成冰，不合題意，C、-2℃的冰放進0℃的水中，此時水與冰有溫差，產(chǎn)生熱傳遞，水可以繼續(xù)放熱結(jié)冰，符合題意；D、0℃的冰放進0℃的空氣中，冰放在空氣中，沒有水變成冰，不合題意，故選C?！究偨Y(jié)升華】此題通過水結(jié)冰的條件的考查，要根據(jù)凝固特點進行分析。舉一反三：

【變式】如圖所示，將一支盛水的試管插入足夠多的冰水混合物中，那么試管中的水（）A．很快就會結(jié)成冰B．只要經(jīng)過足夠長的時間，水肯定會結(jié)成冰C．在短時間內(nèi)水不會結(jié)成冰D．時間再長水也不會結(jié)成冰【答案】D4.下表是小明“探究某種物質(zhì)的凝固特點”時記錄的實驗數(shù)據(jù)。（在標準大氣壓下）（1）分析表中數(shù)據(jù)可知：第min時的數(shù)據(jù)有明顯錯誤。實驗時的室溫是℃。該物質(zhì)在第4min時的狀態(tài)是態(tài)，它是（選填“晶體”或“非晶體”），在凝固過程中熱量，溫度。（2）課后小明又進行了以下探究：如圖所示，在容器A內(nèi)裝水，在容器B內(nèi)裝鹽水，一段時間后發(fā)現(xiàn)容器A內(nèi)有冰出現(xiàn)，由此可以判斷原來容器B內(nèi)鹽水的溫度O℃（選填“高于”、“等于”或“低于”）【答案】（1）1.5；21；固液共存；晶體；放出；不變；（2）低于【解析】（1）從表格中可以得出，在1.5min的時候是48℃，所以有明顯錯誤，到最后溫度一直穩(wěn)定到21℃，所以室溫是21℃；從3min到4.5min溫度一直穩(wěn)定在48℃，為固液共存狀態(tài)，該物質(zhì)有固定的凝固點，說明該物質(zhì)是晶體，該物質(zhì)在凝固的過程中，放出熱量，溫度不變。（2）從圖中可以看出A容器內(nèi)的液體溫度受到B容器的溫度影響，一段時間內(nèi)，A中出現(xiàn)冰，說明溫度降低，所以B容器的溫度低于O℃?！究偨Y(jié)升華】晶體的凝固過程是一個放熱的過程，對于這個過程所呈現(xiàn)的現(xiàn)象要熟練掌握，同時對于凝固曲線圖也要會畫，學會觀察記錄數(shù)據(jù)的表格。舉一反三：

【變式】如下圖是某種固體加熱變成液態(tài)時的溫度隨時間變化的曲線圖，觀察圖象并回答：（1）固體在開始加熱時的溫度為，固體的熔點為。（2）這種物質(zhì)在固態(tài)時的名稱為。（3）圖中BC段表示物質(zhì)處于狀態(tài)（選填“固態(tài)”、“液態(tài)”或“固液共存”），物質(zhì)在熔化過程中共持續(xù)了分鐘?！敬鸢浮浚?）-5℃；0℃（2）冰（3）固液共存；4【鞏固練習】一、選擇1.（寶應縣二模）剛從冰箱冷凍室里取出的冰糕，馬上吃時，會發(fā)現(xiàn)舌頭往往會被凍在冰糕上，這是因為舌頭上的水發(fā)生了（）A．熔化B．凝固C．汽化D．凝華2.用0℃的冰和0℃的水冷卻食品，用冰的效果更好。這是因為()A．冰比水更涼B．冰比水的溫度低C．冰在熔化時要吸收大量的熱D．冰可以和食品充分接觸3.炎熱的夏天，在陽光的燒灼下，柏油公路會變軟，這一現(xiàn)象說明（）A．柏油是非晶體，沒有一定的熔點，受熱后逐漸變軟B．柏油是晶體，受熱后未達到熔點，先變軟C．柏油是晶體，受熱后達到熔點，已經(jīng)開始熔化D．柏油的硬度不夠，不能確認柏油是晶體還是非晶體4.（深圳校級二模）海波的熔點是48℃，那么48℃的海波所處的狀態(tài)是（）A．一定是固態(tài)B．一定是液態(tài)C．一定是固、液共存態(tài)D．以上都有可能5.加熱一塊-5℃的冰，則最先出現(xiàn)的現(xiàn)象是()A．冰塊熔化，溫度上升B．冰塊熔化，溫度不變C．冰塊溫度上升D．不發(fā)生變化6.（和平區(qū)一模）如圖是某種物質(zhì)熔化時溫度隨時間變化的圖象，從圖象中獲得的信息，以下說法正確的是（）A． 它的沸點是80℃B． 30min時它是液態(tài)C． 它不是晶體，熔化所用的時間大約是36minD． 它在第10min～20min過程中不吸收熱量7.物體放出熱量，它的溫度（）A．一定降低B．一定升高C．可能降低，也可能升高D．可能降低，也可能保持不變二、填空8.固體分為和兩類，有一定的熔化溫度，這個溫度叫，沒有一定的熔化溫度。9.（安慶一模）我國在研制艦載機時用到了先進的3D激光打印技術，包括打印鈦合金機身骨架及高強鋼起落架等，其中的關鍵技術是在高能激光的作用下，鈦合金、高強鋼等金屬材料熱量，成液態(tài)（填物態(tài)變化名稱），然后按構(gòu)件形狀重新結(jié)晶。10.在東北，人們冬季里喜歡做“凍豆腐”。光滑細嫩的豆腐，經(jīng)冷凍再解凍以后，會出現(xiàn)許多小孔．小孔產(chǎn)生的原因是豆腐里的水先后（填物態(tài)變化名稱）而形成的。11.請根據(jù)下表所列的是幾種物質(zhì)的熔點，回答問題。（1）考察團到南極考察時，測量氣溫應該使用溫度計；（2）處于-265℃的氫是態(tài)；（3）如果純金戒指不小心掉進鋼水中，熔化（選填“會”或“不會”）；（4）白熾燈發(fā)光時的溫度達到2000℃以上，因此白熾燈的燈絲應選用金屬制成。12.（濱海縣二模）如圖是某同學常溫下在教室內(nèi)用甲乙裝置分別探究“冰和蠟燭熔化的特點”的實驗．甲裝置缺少酒精燈加熱是（選填“可行”或“不可行”）的；采用乙裝置加熱方式的優(yōu)點是，根據(jù)探究可知，熔化過程中冰的質(zhì)量（選填“變大”“不變”或“變小”）。三、實驗探究13.炎熱的夏季，家中的蠟燭、柏油路上的瀝青會變軟。而冰塊熔化時，沒有逐漸變軟的過程。由此推測，不同物質(zhì)熔化時，溫度的變化規(guī)律可能不同，我們選用碎冰和碎蠟研究物質(zhì)的熔化過程。為讓碎冰和碎蠟均勻和緩慢地熔化，我們把碎冰放到盛有溫水的燒杯中，把碎蠟放到盛有熱水的燒杯中分別進行實驗并記錄數(shù)據(jù)，實驗裝置如圖1所示。

（1）圖2是（填“冰”或“蠟”）的溫度隨時間變化的圖象。圖3所示溫度計顯示的是蠟某時刻的溫度，它的示數(shù)是℃。（2）在冰和蠟熔化過程中，如果將試管從燒杯拿出來，冰和蠟停止熔化．將試管放回燒杯后，冰和蠟又繼續(xù)熔化．說明固體熔化時需要。（3）為了使冰和蠟受熱均勻，實驗中采用做法有和。（4）如果讓你自己實驗探究冰和蠟熔化時溫度的變化規(guī)律，你在實驗中會想到注意哪些問題呢？請你至少寫出一條注意事項。四、簡答題14.我國研制的一種聚乙烯材料，超過40℃時完全熔化，低于15℃時完全凝固．有人設計，把這種材料制成小顆粒，摻在水泥中制成地板或墻板，在晝夜溫度變化大的地區(qū)用這種地板和墻板修筑房屋，便可以起到調(diào)節(jié)室溫的作用。請你解釋，這種設計的原理是什么？15.（漳州模擬）成語、諺語、古詩詞是經(jīng)過幾千年歷史錘煉的漢語精華，也蘊含著豐富的物理知識，“冰，水為之，而寒于水”，此句出自《荀子?勸學》。請寫出其中蘊含的物理知識?！敬鸢概c解析】一、選擇1.【答案】B【解析】從冰箱冷凍室中取出的冰糕，用舌頭去添了一下，舌頭被“粘住”了，是由于舌頭上的水遇到溫度較低的冰糕放熱發(fā)生了凝固現(xiàn)象。故選B。2.【答案】C【解析】用質(zhì)量相等的O℃的冰冷卻物體，冰吸收熱量首先熔化成O℃的水，比用O℃的水直接冷卻物體多了一個冰熔化吸熱的過程，所以要使物體冷卻，用質(zhì)量相等的O℃的冰和O℃的水，冰的效果會好些。3.【答案】A【解析】柏油是非晶體，所以沒有一定的熔點，它是隨著溫度的升高逐漸由硬變軟；故選A。4.【答案】D【解析】海波的熔點是48℃，所以48℃的海波可能是固態(tài)（達到熔點尚未熔化），可能是液態(tài)（剛剛?cè)刍Y(jié)束），也可能是固液混合態(tài)（熔化過程中）所以A、B、C是錯誤的，D正確，故選D。5.【答案】C【解析】給-5℃的冰加熱，冰的溫度首先要升高，當冰的溫度升高到0℃的時候繼續(xù)吸熱冰才能熔化，在熔化的過程中溫度保持不變。6.【答案】B【解析】分析圖象可知，這是晶體熔化時的圖象，圖象中呈水平的一段所對應的溫度80℃就是物質(zhì)的熔點，在整個過程中，物質(zhì)是吸熱的，熔化的過程從第10分鐘開始，到第25分鐘左右結(jié)束，約進行了15分鐘。10分鐘以前，該物質(zhì)處于固態(tài)，25分鐘以后，該物質(zhì)處于液態(tài)，因此對照各選項的說法可知，只有選項B是正確的。故選B。7.【答案】D【解析】晶體在凝固的過程中，雖然繼續(xù)放熱，但溫度是不變的。二、填空8.【答案】晶體；非晶體；晶體；熔點；非晶體9.【答案】吸收；熔化【解析】鈦合金、高強鋼等金屬材料在高溫下由固態(tài)變成液態(tài)，是熔化現(xiàn)象，需要吸熱；然后按構(gòu)件形狀重新結(jié)晶，是凝固現(xiàn)象，凝固放熱，故答案為：吸收；熔化。10.【答案】凝固；熔化11.【答案】（1）酒精；（2）固；（3）會；（4）鎢．【解析】（1）南極溫度很低，水銀的凝固點是-39℃，拿到南極后凝固變成固態(tài)，無法使用；而酒精的凝固點是-117℃，在南極仍為液態(tài)，可以用來測量氣溫。（2）氫的凝固點是-259℃，當它處于-265℃時，氫已凝固為固態(tài)。（3）因為金的熔點小于鋼的熔點，而液態(tài)的鋼水溫度會超過1083℃，溫度高于金的熔點1063℃，金會熔化。（4）白熾燈發(fā)光時溫度高達2000℃以上，這個溫度已經(jīng)超過了金和鋼的熔點，它們會熔化為液態(tài)，故不能使用；而鎢的熔點高達3410℃，可以用來制作燈絲。12.【答案】可行；可使物質(zhì)均勻受熱；變小【解析】（1）由于冰在常