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第十二章 溫度與物態(tài)變化
第二節(jié) 熔化與凝固
1. 明確熔化和凝固的概念。
2. 理解晶體熔化和凝固的條件。
3. 了解“水浴法”加熱的作用及通過逆向思維得到晶體和非晶體凝固特點規(guī)律的方法。
4. 經(jīng)歷實驗，學(xué)會“水浴法”操作及用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)，歸納物理規(guī)律，培養(yǎng)小組合作與交流能力。
春天到了，冰雪消融；
寒冬來了，河水結(jié)冰。
說一說：生活中哪些物質(zhì)可以在固態(tài)和液態(tài)中相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象？
春天來了，冰雪熔化了
用火柴點燃蠟燭，觀察蠟燭的狀態(tài)變化
知識點一 物質(zhì)的熔化
物理學(xué)中，把物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程稱為熔化；把物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為凝固。
思考：熔化與溶化有什么不同？
答：“熔化”指物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程，一般都需要加熱。如：點燃的蠟燭變成蠟油。
“溶化”是指固體溶解，此過程不需要加熱，但必須有液體。如：把糖放在水中溶化成為糖水。
1.冰在什么情況下由固體變成液體？
2.冰的熔化過程中與其他固體（如石蠟）在熔化過程中的溫度變 化相同嗎？
提出問題：
猜想與假設(shè)：
熔化過程中一定要加熱，所以物質(zhì)一定要吸收熱量。這時溫度可能也是不斷上升的。
設(shè)計實驗與制定計劃：
分別加熱碎冰和石蠟，多次測量其加熱過程中的溫度，比較其溫度變化規(guī)律。
實驗方案：
為了用酒精燈外焰加熱，應(yīng)按由下向上的順序組裝器材；為避免加熱時間過長，應(yīng)選用適量的冰和石蠟；在燒杯底部放置石棉網(wǎng)可以讓燒杯均勻受熱；加熱過程中用攪拌器不斷攪拌可以讓物質(zhì)均勻受熱；實驗中每隔1min記錄冰和石蠟的溫度和狀態(tài)。
為什么把盛冰和石蠟的試管放在裝有水的大燒杯中加熱，而不直接加熱試管？
這種加熱方法叫“水浴法”。它的優(yōu)點是：1.試管內(nèi)冰升溫慢，熔化過程長，溫度計示數(shù)變化平穩(wěn)，便于讀取溫度。2.盛冰和石蠟的試管部分浸沒在水中，可以使物質(zhì)受熱均勻，記錄的溫度更準(zhǔn)確。
思考
進行實驗與收集證據(jù)：
時間t/min
冰的溫度t/℃
冰的狀態(tài)
石蠟的溫度t/℃
石蠟的狀態(tài)
記錄數(shù)據(jù)并且坐標(biāo)紙上描出對應(yīng)的點
分析與論證：
時間
溫度
冰熔化線
A
B
C
D
① AB 段曲線對應(yīng)的一段時間內(nèi)，冰是什么狀態(tài)？溫度怎樣變化？
② 在曲線上的哪一點冰開始熔化？
③ BC 段對應(yīng)的時間內(nèi)，冰的狀態(tài)如何？溫度是否變化？這段時間是否對冰加熱？
④ CD 段對應(yīng)的時間段內(nèi)冰是什么狀態(tài)？溫度如何變化？
時間
溫度
石蠟熔化曲線
⑤ 石蠟在整個過程中溫度怎樣變化？
固態(tài)
上升
B點
固液共存狀態(tài)
溫度不變
需要加熱
液態(tài)
上升
持續(xù)上升
結(jié)論：
1.冰在熔化過程中溫度 ________;石蠟在熔化過程中溫度________
2.物質(zhì)熔化過程中若停止加熱，則熔化停止，這說明物質(zhì)熔化需要持續(xù)__________
保持不變
不斷升高
吸熱
晶體：像冰那樣，在熔化過程中盡管外界不斷加熱，但其溫度仍保持不變，這類固體有確定的熔化溫度。
非晶體：有些固體沒有確定的熔化溫度，而是隨著溫度的升高逐漸由硬變軟，最后變成液體，在熔化過程中，外界不斷加熱，其溫度會持續(xù)上升，這類固體沒有確定的熔化溫度，稱為非晶體。
熔點：晶體熔化時的溫度。
知識點二 晶體與非晶體
常見的晶體
晶體有確定的熔點。
例如：金屬、鉆石、冰、食鹽、石墨、海波等是晶體。
皇冠上的鉆石、黃金等屬于晶體
常見的非晶體
非晶體沒有確定的熔點。
例如：石蠟、玻璃、塑料、橡膠、松香、瀝青、蜂蠟等是非晶體。
塑料用具屬于非晶體
（1）晶體分子排列規(guī)則，分子間作用力大，每個分子在其平衡位置做無規(guī)則運動。
（2）晶體被加熱，溫度升高，分子運動加劇，分子間作用力減小。
（3）溫度達到熔點，部分分子變得可以“自由游動”。所以：晶體熔化時，所吸收的熱都用來減小分子間的作用力，不能使溫度升高。
當(dāng)晶體熔化時，溫度不變；但若停止加熱，熔化過程就會停止，這是為什么呢？
思考
(1)海波的熔點為48℃，當(dāng)溫度為48℃，海波的狀態(tài)可能有哪些？
(2)能否用鋁鍋來熔化鐵？
晶體的形成也有確定的溫度，這個溫度叫做凝固點。凝固是熔化的相反過程。同一晶體的熔點和凝固點是相同的。
知識點二 凝固
公園座椅邊緣凝固了的冰凌
北方冬季貯菜，人們常在地窖放幾桶水，以防止地窖的菜被凍壞（如圖)。你知道這是為什么嗎？
因為當(dāng)氣溫下降至0℃以下時，桶里的水會凝固成冰，在凝固過程中，水會放出熱量，該熱量可使地窖的溫度不至于降得太低，從而避免蔬菜被凍壞。
自制玩具
先用泥土或沙子做一個玩具模子，然后加熱石蠟，使其熔化，并將熔化的石蠟倒入模子。待冷卻后，便得到了你設(shè)計的玩具。（制作玩具過程中，請注意安全）
迷你實驗
熔化的石蠟倒入玩具模子
一、物質(zhì)的熔化
物理學(xué)中，把物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程稱為熔化；
把物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為凝固。
二、晶體與非晶體
晶體熔化時吸熱，但溫度不變（有熔點）
三、凝固
同種晶體的熔點和凝固點相同
非晶體熔化時吸熱，但溫度升高（沒有熔點）
凝固是熔化的相反過程
1．下列自然現(xiàn)象中，屬于熔化現(xiàn)象的是（ ）
A．春天，冰雪消融 B．夏天，露水晶瑩
C．秋天，薄舞縹緲 D．冬天，瑞雪紛飛
A
2．某同學(xué)通過查閱資料得到甲和乙兩種物質(zhì)的熔化圖象，如圖所示，則圖___________ （填“甲”或“乙”）是晶體的熔化圖像，其熔化特點是_________________________________。
甲
吸熱，溫度保持不變
3.融雪時的天氣里，盡管陽光普照，卻仍然感到很冷，這是因為（ ）
A．下雪時的氣溫比融雪時的氣溫高
B．雪的溫度比水高
C．融雪時要吸收熱量
D．雪是一種晶體
C
4．冬天，小明發(fā)現(xiàn)河水結(jié)冰了，但室外咸菜缸中的鹽水卻沒有結(jié)冰，這是因為鹽水比水的（ ）
A．凝固點高 B．凝固點低
C．比熱容大 D．比熱容小
B
5．在0℃的環(huán)境中，把一塊0℃的冰投入0℃的水中，將會發(fā)生的現(xiàn)象是（ ）
A．冰全部熔化 B．冰有少部分熔化
C．水有少部分凝固 D．冰和水的原有質(zhì)量不變
D
6．如圖所示是某種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化過程中的溫度—時間圖象。該物態(tài)變化過程可能是（ ）
A．水的凝固過程
B．海波的凝固過程
C．玻璃的凝固過程
D．蠟的凝固過程
B

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