3.2熔化和凝固-2021-2022學(xué)年八年級物理上冊舉一反三（人教版）

3.2熔化和凝固（解析版）本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解物質(zhì)的熔化現(xiàn)象；2.理解物質(zhì)的凝固現(xiàn)象；3.了解熔化與凝固時吸放熱規(guī)律；4.認(rèn)識晶體和非晶體及其物態(tài)變化規(guī)律；5.通過實驗認(rèn)識物質(zhì)熔化規(guī)律。要點一熔化和凝固1．熔化：物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程，稱為熔化；熔化要吸熱。2．凝固：物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程，稱為凝固；凝固要放熱。要點詮釋：3.晶體與非晶體：（1）晶體：有確定熔化溫度的固體稱為晶體。如：冰、海波、各種金屬。（2）非晶體：沒有確定熔化溫度的固體稱為非晶體。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）有無熔點是晶體和非晶體的主要區(qū)別，同一種晶體的凝固點跟它的熔點相同。（2）晶體熔化的條件是：①達(dá)到熔點；②繼續(xù)吸熱。（3）晶體和非晶體的區(qū)別：物理過程晶體非晶體熔點和凝固點有沒有熔化過程吸收熱量，溫度不變吸收熱量，溫度升高凝固過程放出熱量，溫度不變放出熱量，溫度降低熔化條件溫度達(dá)到熔點，繼續(xù)吸熱吸收熱量熔化圖象凝固圖象（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。【例】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【答案】A。【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?！军c睛】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?！究键c分析】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)?！咀兪?】溫度為0℃時，下列說法中正確的是（）。A． 水已不存在，全部結(jié)成冰；B． 冰已不存在，全部化成水；C． 冰和水都可能存在，沒有水蒸氣；D． 冰、水、水蒸氣都可能存在【答案】D?！窘馕觥?℃既是冰的熔點，也是水的凝固點，當(dāng)溫度為0℃時，冰可能處于固態(tài)或者液態(tài)，或者冰水混合物狀態(tài)；蒸發(fā)可以在任何溫度下進(jìn)行，因此存在0℃的水蒸氣。【點睛】（1）晶體物質(zhì)處于熔點溫度時，可能處于固態(tài)、可能處于液態(tài)，也可能是固液共存狀態(tài)；（2）蒸發(fā)是發(fā)生在液體表面的緩慢的汽化現(xiàn)象，蒸發(fā)在任何溫度下都可以進(jìn)行。【考點分析】理解熔點和凝固點是解題的關(guān)鍵，屬于基礎(chǔ)知識的考查?！咀兪?】已知酒精、煤油、水銀的熔點分別為117℃、30℃、38.5℃。南極的最低氣溫可達(dá)89.2℃，要測量南極的氣溫，應(yīng)該選用（）。A．酒精溫度計B．煤油溫度計C．水銀溫度計D．煤油溫度計和水銀溫度計【答案】A?！窘馕觥客N晶體熔點和凝固點相同，由此可知酒精、煤油、水銀的凝固點分別為117℃、30℃、38.5℃。89.2℃低于煤油、水銀的凝固點30℃、38.5℃，此時煤油和水銀都變?yōu)楣虘B(tài)，無法完成溫度的測量，而89.2℃高于117℃，此時酒精還是液體，能完成溫度的測量?！军c睛】同種晶體的熔點和凝固點相同，由熔點來確定凝固點。液體溫度計是利用了液體的熱脹冷縮原理制成的，如果當(dāng)?shù)貧鉁氐陀跍囟扔嬛幸后w的凝固點，溫度計中的液體就會凝固，溫度計就不能在該地區(qū)使用?！究键c分析】題目聯(lián)系實際應(yīng)用考察了同種晶體熔點和凝固點相同，有熔點來確定凝固點并且正確比較零下溫度的高低?！咀兪?】如圖是某物質(zhì)熔化時溫度隨時間變化的圖象，根據(jù)圖象中的信息，判斷下列說法正確的是（）。A．該物質(zhì)為非晶體B．該物質(zhì)的熔點是80℃C．在第5min時物質(zhì)已全部熔化D．第10min時物質(zhì)處于液態(tài)【答案】B?！窘馕觥浚?）從圖象可以看出，此物質(zhì)在熔化過程中保持80℃不變，所以此物質(zhì)是晶體，且熔點為80℃，故A錯誤，B正確；（2）根據(jù)圖象可知，該物質(zhì)從5min是開始熔化，到15min時熔化結(jié)束，整個熔化過程用了15min5min=10min。第10min時物質(zhì)處于固液共存態(tài)，故C、D錯誤?！军c睛】（1）從圖象中辨別晶體與非晶體主要看這種物質(zhì)是否有一定的熔點，即有一段時間這種物質(zhì)吸熱，但溫度不升高，而此時就是這種物質(zhì)熔化的過程，晶體在熔化時的溫度是熔點。（2）晶體在熔化過程或凝固過程中處于固液共存態(tài)．熔化完畢處于液態(tài)?！究键c分析】本題考查的是對熔化和凝固圖象的理解，根據(jù)圖象分辨晶體和非晶體，并能分析出各自在熔化過程中的特點是解決該題的關(guān)鍵。中考對這個知識點的要求是比較高的。要點二晶體熔化規(guī)律1．實驗器材：酒精燈、燒杯、石棉網(wǎng)、試管、溫度計、火柴、攪拌器、三腳架、鐘表。2．實驗藥品：海波（硫代硫酸鈉）、蜂蠟。3．實驗裝置：4．實驗內(nèi)容：（1）觀察海波熔化時的現(xiàn)象？（2）當(dāng)溫度達(dá)到40℃后，每隔半分鐘記錄一次海波的溫度。（3）當(dāng)海波開始熔化后繼續(xù)加熱溫度是否升高？如果停止加熱還能繼續(xù)熔化嗎？（4）用記錄的數(shù)據(jù)描點作圖。5．表格：t/min11.522.53……T海波/℃T蜂蠟/℃實驗現(xiàn)象6．海波、蜂蠟熔化圖象：7．分析論證：從描繪出的圖象容易看出，AB段：海波經(jīng)過緩慢加熱，溫度逐漸升高，仍為固態(tài)；BC段：當(dāng)溫度達(dá)到48℃時，海波開始熔化，在熔化過程中，雖然繼續(xù)加熱，但海波的溫度保持不變，固液共存；CD段：直到全部熔化后，溫度才繼續(xù)上升，變?yōu)橐簯B(tài)。蜂蠟的熔化過程則不同。由圖象可看出，隨著不斷加熱，蜂蠟的溫度逐漸升高，在此過程中，蜂蠟由硬變軟，最后熔化成液體。要點詮釋：（1）實驗開始時燒杯中的水，可用40℃左右的溫水，待測物質(zhì)的溫度升到40℃時，開始記錄。（2）應(yīng)選擇較細(xì)的試管，以增大海波的受熱面積，且裝入試管中的海波不宜過多。（3）對海波的加熱應(yīng)較緩慢，為此可在燒杯中加一支溫度計，用來監(jiān)測燒杯中水的溫度，一般應(yīng)使試管內(nèi)、外溫度計的示數(shù)差保持在2—3℃左右。（4）晶體熔化規(guī)律實驗?？紗栴}：考查方向解答思路晶體熔化條件達(dá)到熔點、繼續(xù)吸熱熔化曲線特點熔化過程中，固液共存態(tài)溫度不變（曲線水平段）石棉網(wǎng)、燒杯內(nèi)放水的作用受熱均勻確定熔點熔化曲線水平段對應(yīng)的溫度溫度計的使用注意事項溫度計應(yīng)放在被測液體中間部位、不能碰器壁、讀取溫度時不能取出溫度計儀器安裝順序自下而上晶體與非晶體的區(qū)別晶體有固定熔點，熔化曲線可反映出來熔化過程的吸放熱熔化過程吸熱（內(nèi)能增加）【例】在“探究晶體熔化和凝固規(guī)律”的實驗中，繪制出了如圖所示的圖象。（1）圖中，海波的熔化過程是段（用圖中字母表示），此過程中海波（選填“吸”或“放”）熱。（2）圖中，海波在D點是態(tài)，在G點是態(tài)。（均選填“固”或“液”）（3）為了探究不同晶體熔化時吸收的熱量是否相同，在相同的燒杯中分別裝上80g的冰和萘，用（選填“相同”或“不同”）的酒精燈加熱，測出它們?nèi)刍^程所用的時間如表。由此可知，質(zhì)量相同的不同晶體熔化時吸收的熱量是（選填“相同”或“不同”）的?！敬鸢浮浚?）BC；吸；（2）液；固；（3）相同；不同?！窘馕觥浚?）BC段表示海波的熔化過程，此過程中海波處于固液共存狀態(tài)。此時海波雖然繼續(xù)吸熱，但溫度保持不變。（2）由圖象可知，AB段表示海波還沒有熔化處于固態(tài)，BC段是海波的熔化過程，CD段表示海波已經(jīng)熔化完畢，故D點處于液態(tài)，EF段表示凝固過程，在F點已經(jīng)凝固完畢，故G點處于固態(tài)。（3）在相同的燒杯中分別裝上了80g的冰和萘，用同樣的酒精燈加熱，根據(jù)圖表物質(zhì)熔化的時間可以看出：質(zhì)量相同的不同晶體熔化成液體時吸收的熱量是不同的?！军c睛】解答此題從以下知識點入手：（1）晶體熔化時不斷吸收熱量，溫度保持不變；非晶體熔化時，不斷吸收熱量，溫度不斷升高。（2）對于晶體物質(zhì)，高于熔點時是液態(tài)，低于熔點時是固態(tài)，在熔點時可能是固態(tài)、可能是液態(tài)、可能是固液共存狀態(tài)。（3）根據(jù)控制變量的思想，相同質(zhì)量的冰和萘完全熔化所需的時間不同，而加熱裝置相同，這就說明了兩者完全熔化時，吸收的熱量是不同的，可據(jù)此進(jìn)行分析?！究键c分析】題目考察了實驗，探究晶體熔化和凝固的過程。晶體在熔化（凝固）時，不斷吸收（放出）熱量，溫度保持不變；通過實驗中要記錄的數(shù)據(jù)和要得到這些數(shù)據(jù)，直接或間接的記憶實驗器材，而不是死記硬背?！咀兪?】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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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?！窘馕觥浚?）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℃。【考點分析】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(xué)會觀察記錄數(shù)據(jù)的表格?！咀兪?】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(jìn)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?zāi)硶r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?zé)?，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。【答案】（1）冰；54（2）吸熱；（3）水浴法加熱；使用碎冰和碎蠟（或用金屬棒不停攪拌）；（4）試管底部不要接觸燒杯底（這是參考答案，其他答案只要有道理即可）?！窘馕觥浚?）圖象表示該物質(zhì)溫度升高到0℃時，雖然繼續(xù)吸熱但溫度保持不變，這是晶體的熔化特征，所以是冰的圖象；溫度計的分度值是2℃，水銀柱在50℃以上2小格處，所以讀數(shù)為54℃；（2）試管從燒杯中拿出來，冰和蠟不能吸收熱量，停止熔化。將試管放回?zé)?，冰和蠟?zāi)軓臒崴形諢崃?，又繼續(xù)熔化。說明固體熔化時吸收熱量。（3）要使固體受熱均勻。需要用石棉網(wǎng)加熱，使容器底受熱均勻；將固體碾成粉末，在加熱過程中，用玻璃棒進(jìn)行攪拌；要把固態(tài)粉末放在試管中水浴加熱，使試管受熱均勻。（4）①實驗前，先用刨冰機(jī)或絞肉機(jī)將冰塊打碎，以保證受熱均勻；②將溫度計插入碎冰中間，不要碰到試管壁和底，讀數(shù)時視線與溫度計的液面相平，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；③本實驗不能直接用火焰加熱冰，要采用水浴加熱的方法，使冰受熱均勻；④試管底部不要接觸燒杯底；⑤冰的熔點受雜質(zhì)和大氣壓的影響，測出的熔點可能不是0℃?！咀兪?】如圖所示，是小明同學(xué)研究固態(tài)物質(zhì)熔化的實驗：他用溫度計測量該物質(zhì)在加熱過程中的溫度，并用表格記錄下溫度隨時間的變化情況。由于疏忽，他有一個溫度值讀錯了，請你分析實驗數(shù)據(jù)并回答：時間/min0246810121416溫度/℃2030394848454864(1)在第14min時，溫度計的示數(shù)如圖所示，請你把數(shù)值填入表格中。(2)表中錯誤的數(shù)據(jù)是℃。(3)該物質(zhì)晶體。【答案】(1)56；(2)45；(3)是?！窘馕觥繄D中溫度計的分度值是1℃，一般情況下溫度計都是從0開始讀數(shù)，所以溫度計讀數(shù)是56℃；6min12min這段時間內(nèi)晶體在熔化，熔化過程中吸收熱量溫度不變，所以10nim的時候溫度讀錯了；晶體熔化過程中吸收熱量溫度不變。要點三熔化、凝固在生活中的應(yīng)用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(yīng)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(dá)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(dá)到凝固點時，放出熱量只能使其溫度降低而不能凝固。【變式1】裝水的密閉小瓶放在大燒杯里的水中間，把燒杯放在電冰箱的冷凍室內(nèi)，過一段時間取出燒杯，發(fā)現(xiàn)燒杯中有一半的水結(jié)成了冰，此時小瓶中的水（）。A．只有表面的水結(jié)冰B．有一半的水結(jié)成冰C．都沒結(jié)冰D．都已結(jié)冰【答案】C?！窘馕觥繜锸潜旌衔?，溫度為零度。要讓小瓶里的水結(jié)冰，小瓶里的水在達(dá)到零度后還必須被吸收掉凝固所需放出的熱量，既然小瓶外面的水也是零度，小瓶就不會把熱量傳給外面，所以不結(jié)冰?！军c睛】掌握凝固的兩個必要條件：（1）達(dá)到凝固點；（2）繼續(xù)放熱?！究键c分析】題目主要考察了晶體凝固的條件，達(dá)到凝固點，繼續(xù)放熱。水是有一定凝固點，溫度降至0℃時才會凝固，在凝固的同時，水要向外放熱。【變式1】北方冬天菜窖里放幾桶水，可以使窖內(nèi)的溫度不會過低，菜不致凍壞，這主要是因為（）。A． 水是熱的不良導(dǎo)體，不善于傳熱；B． 水的溫度比氣溫高；C． 水結(jié)冰時要放熱；D． 水能供給蔬菜水分【答案】C。【解析】冬天在菜窖中放幾桶水，水受冷就會凝固，凝固要放出熱量，使菜窖的溫度不至于過低而將菜凍壞。故選C?！咀兪?】學(xué)習(xí)物態(tài)變化時