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    人教版2024-2025學(xué)年八年級物理上冊同步精品講義專題3.2熔化和凝固(學(xué)生版+解析)

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    初中物理人教版(2024)八年級上冊第2節(jié) 熔化和凝固學(xué)案

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    這是一份初中物理人教版(2024)八年級上冊第2節(jié) 熔化和凝固學(xué)案,共36頁。學(xué)案主要包含了物態(tài)變化,熔化和凝固,熔點和凝固點,熔化吸熱 凝固放熱等內(nèi)容,歡迎下載使用。

    知識點一、物態(tài)變化
    1.物態(tài)變化
    問 題
    業(yè)生產(chǎn)中常將鋼水鑄造成有一定形狀的工件。鋼水在變成工件的過程中,它的狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化?在狀態(tài)變化的過程中,鋼水吸熱還是放熱?
    (1)物質(zhì)的三態(tài)
    自然界中的物質(zhì),通常以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種形式存在。例如各種金屬塊、冰塊等處于固態(tài);水、油處于液態(tài);空氣、水蒸氣處于氣態(tài)。
    (2)物態(tài)變化
    隨著溫度的變化,物質(zhì)會在固、液、氣三種狀態(tài)之間變化。例如天氣熱的時候,從冰柜中拿出的冰,一會兒就變成了水,再過一段時間水干了,變成看不見的水蒸氣,跑得無影無蹤。通常呈固態(tài)的鋁、銅、鐵等金屬,在溫度很高時也會變成液態(tài)、氣態(tài);通常呈氣態(tài)的氧氣、氮氣、氫氣等,在溫度很低時也會變成液態(tài)、固態(tài)。
    物質(zhì)各種狀態(tài)間的變化叫作物態(tài)變化。
    知識點二、熔化和凝固
    1.熔化和凝固的概念
    (1)物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程叫作熔化。如天氣熱的時候,從冰柜中拿出的冰,一會兒就變成了水。
    (2)物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過程叫作凝固。如將半杯水放入冰箱冷凍室一段時間后,水結(jié)成冰。
    2.研究固體熔化時溫度的變化規(guī)律
    3. 液體凝固時溫度的變化規(guī)律
    對液態(tài)海波停止加熱后,溫度逐漸降低,當(dāng)溫度降到48C時,液態(tài)海波開始凝固。在凝固過程中,海波的溫度保持不變,直至凝固完畢,溫度才會繼續(xù)下降;如甲圖所示。
    石蠟的凝固過程則不同,停止加熱后,石蠟由稀變稠,又變成固態(tài),溫度不斷降低。由于凝固是熔化的逆過程,當(dāng)物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)時,會向外界放出熱量。如乙圖所示。
    在探究海波和石蠟的熔化規(guī)律時,記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。請根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)回答下列問題;
    (1)在海波和石蠟這兩種物質(zhì)中,屬于晶體的是 ;該物質(zhì)在熔化時,持續(xù)吸熱,溫度 ;
    (2)當(dāng)該晶體的溫度為46℃時,它處于 態(tài);(選填“固”、“液”或“固液共存”)
    (3)該晶體的熔點是 ℃。
    知識點三、熔點和凝固點
    1. 晶體和非晶體
    兩種固體熔化過程的主要區(qū)別是:海波有固定的熔化溫度,石蠟有固定的熔化溫度。
    (1)晶體:有固定熔化溫度的固體叫作晶體。例如冰、海波、食鹽、石英、萘、各種金屬等。晶體熔化時溫度的變化曲線如圖甲所示。
    (2)非晶體:有固定的熔化溫度的固體叫作非晶體。常見的一些非晶體:如石蠟、松香、玻璃、瀝青等。
    非晶體熔化時溫度的變化曲線如圖乙所示。
    2. 熔點和凝固點
    (1)熔點:晶體熔化時的溫度叫熔點。晶體不同,熔點一般不同;非晶體有熔點。
    (2)凝固點:液體凝固成晶體時有確定的溫度,這個溫度叫凝固點。同一物質(zhì)的凝固點和熔點相同。非晶體有凝固點。
    3. 一些晶體的熔點
    特別提醒
    (1)如果在一種晶體中摻入其他物質(zhì),則該物質(zhì)的熔點與凝固點會發(fā)生變化。例如,在水中加入食鹽或酒精,可降低水的凝固點(冰的熔點),所以冬天在小量積雪的公路上撒鹽可以降低冰雪的熔點,加速冰雪的熔化。
    (2)水銀和酒精作為測溫物質(zhì)時,需要注意氣溫與物質(zhì)熔點的小小。例如北方某地冬天氣溫低于39℃,則不能選水銀溫度計,原因時水銀在低于39℃時,是固態(tài)。
    4. 熔化和凝固圖像
    (1)熔化圖像

    晶體熔化圖像中,AB段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是固態(tài),吸熱升溫;在B點時,物質(zhì)開始熔化,到C點熔化結(jié)束;BC段表示熔化過程,物質(zhì)處于固液共存態(tài),溫度保持不變;CD段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是液態(tài),吸熱升溫。
    (2)凝固圖像
    晶體的凝固圖像中,EF段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是液態(tài),放熱降溫;在F點物質(zhì)開始凝固,到G點凝固結(jié)束;FG段表示凝固過程,物質(zhì)處于固液共存態(tài),溫度保持不變;GH段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是固態(tài),放熱降溫。
    (3)晶體熔化條件:①溫度達到熔點;②繼續(xù)吸熱。
    (4)晶體凝固條件:①溫度達到凝固點;②繼續(xù)放熱。
    如圖是某物質(zhì)的熔化圖像,該物質(zhì)是 (填“晶體”或“非晶體”) ;該物質(zhì)在熔化過程中,溫度 ;第4min時,物質(zhì)處于 狀態(tài)。
    知識點四、熔化吸熱 凝固放熱
    原始社會末期,我國已出現(xiàn)青銅器。古人制作青銅器時,先制作“模具”,將青銅 (填物態(tài)變化名稱)成青銅液后倒入模具,冷卻后就得到與“模”一樣的青銅器。我國的鐵器時代出現(xiàn)比青銅時代要晚一些,主要是由于鐵比青銅的 高,難以冶煉。
    問題一:研究固體熔化時溫度的變化規(guī)律
    實驗??伎枷?br>(1)使用適量的物質(zhì)(海波、石蠟)的原因:避免加熱時間過長;
    (2)器材安裝順序:自下而上;
    (3)實驗中,石棉網(wǎng)的作用:使燒杯均勻受熱;
    (4)采用水浴法的好處:是物質(zhì)均勻受熱;
    (5)記錄時間間隔不能過長:否則可能記錄不到溫度不變的過程;
    (6)海波熔化和石蠟熔化的主要區(qū)別是什么:
    海波熔化分為固態(tài)、固液共存態(tài)和液態(tài)三個物質(zhì)狀態(tài);海波有明顯的轉(zhuǎn)折點,熔化時溫度保持不變。石蠟有明顯轉(zhuǎn)折點,溫度一直在發(fā)生變化。
    (7)晶體熔化圖像的分析和實驗結(jié)論。
    【典例1】(2024·黑龍江綏化·模擬預(yù)測)小明和小華在學(xué)習(xí)熔化和凝固時,分別采用如圖甲、乙所示的實驗裝置探究燭蠟、冰的熔化特點。
    (1)組裝甲裝置時,A、B兩部件中應(yīng)先固定 (填“A”或“B”)部件;探究時采用“水浴法”而不直接用酒精燈給試管加熱,除了能減緩升溫速度,還能使?fàn)T蠟和冰 ;
    (2)實驗中某時刻溫度計的示數(shù)如圖乙所示,其示數(shù)為 ℃;
    (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出燭蠟和冰溫度隨時間變化的圖像(如圖丙所示),圖 (填“①”或“②”)是蠟燭熔化的圖像。圖①中bc段對應(yīng)的時間內(nèi),試管里物質(zhì)所處的狀態(tài)是 (填“固態(tài)”“液態(tài)”或“固液共存態(tài)”),該物質(zhì)熔化時的特點是 。
    【變式1-1】(2024·湖北荊州·模擬預(yù)測)2024年1月荊州突降小雪,路面結(jié)冰,環(huán)衛(wèi)工人在馬路上撒鹽,使路面的冰及時融化,確保了行人和車輛的出行安全。如圖甲所示,為了弄清其中緣由,小美同學(xué)做了一組關(guān)于冰熔化的實驗。
    (1)如圖乙,在組裝實驗器材時,為確定燒杯支架的位置 (選填“需要”或“不需要”)點燃酒精燈。實驗中某時刻溫度計的示數(shù)如圖丙所示,則示數(shù)是 ℃;
    (2)加熱一段時間后,小美根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)在丁圖中繪制了圖象,由此可知冰是 (選填“晶體”或“非晶體”),其在熔化過程中內(nèi)能 (選填“增小”、“減小”或“不變”)。
    (3)完成上述實驗后,小美又取了適量淡鹽水制成的碎冰,用相同的熱源再次加熱,得到丁圖中圖象;再次取適量濃度更小一些的鹽水制成的碎冰,用相同的熱源加熱,得到丁圖中圖象;由以上實驗可知,加入鹽后冰的熔點將會 (選填“升高”、“降低”或“不變”)。
    【變式1-2】(2024·廣東潮州·三模)在研究“固體熔化時溫度的變化規(guī)律”實驗中,同學(xué)們選用不同物質(zhì)進行實驗。甲同學(xué)選擇的實驗物質(zhì)是石蠟,實驗裝置如圖(a)所示。
    (1)除了圖(a)中實驗器材外,還需要的測量工具是 ;
    (2)實驗時,要把石蠟塊研磨成顆粒狀,石蠟顆粒 (選填“小”或“小”)一些好;
    (3)實驗中,為了使溫度計所測溫度能夠反映試管中所有石蠟顆粒的溫度,應(yīng)該進行下列哪個操作? (將正確選項前的字母填寫在橫線上)
    A.用攪拌器不斷攪拌燒杯中的水 B.用溫度計不斷攪拌石蠟顆粒
    C.用攪拌器不斷攪拌石蠟顆粒 D.用酒精燈直接加熱試管
    (4)甲同學(xué)進行了正確操作,當(dāng)溫度升到42℃開始計時,第2min發(fā)現(xiàn)試管中出現(xiàn)少許液體,第7min時石蠟已經(jīng)全部變成液態(tài)。他根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖(b)所示;
    ①根據(jù)圖像可以得出的探究結(jié)論是:石蠟熔化時,溫度 ;
    ②由圖像可知,石蠟是 (選填“晶體”或“非晶體”)。
    (5)乙同學(xué)是在家中做實驗,他選擇的實驗物質(zhì)是冰,從冰箱冷凍室取出碎冰裝在試管中,發(fā)現(xiàn)還有加熱就有一部分冰熔化了,如圖(c)所示。因此,他認為:冰熔化不需要吸收熱量。請簡要分析他的觀點是否正確, (選填“正確”或“不正確”)理由是
    問題二:熔化和凝固
    【角度1】晶體熔化和凝固的特點
    晶體熔化和凝固圖像和特點
    晶體熔化圖象 晶體凝固圖象
    (1)分析晶體的熔化圖象:AB段:物質(zhì)處于固態(tài),表示晶體吸熱升溫的過程。BC段:物質(zhì)處于固液共存態(tài),表示晶體熔化過程,吸收熱量,溫度不變。CD段:物質(zhì)處于液態(tài),表示液體吸熱升溫過程。
    (2)分析晶體的凝固圖象:DE段:物質(zhì)處于液態(tài),物質(zhì)放熱降溫的過程;EF段:物質(zhì)處于固液共存態(tài),晶體溶液的凝固過程,放出熱量,溫度不變;FG段:物質(zhì)處于固態(tài),晶體放熱降溫過程。
    【典例2】(2024·天津南開·三模)如圖是甲、乙兩種固態(tài)物質(zhì)在加熱過程中溫度隨時間變化關(guān)系的圖像,由圖像可以判斷( )
    A.甲物質(zhì)是晶體
    B.80℃的乙物質(zhì)可能是液態(tài)
    C.甲物質(zhì)在第5min時開始熔化
    D.0~12min為乙物質(zhì)的熔化過程
    【變式2-1】(22-23八年級下·山東日照·期末)用圖像來描述物理現(xiàn)象,是物理中常用的方法之一,它簡單明了。從圖中讀出的物理信息錯誤的有( )
    A.甲是非晶體,熔化過程中吸熱,溫度逐漸升高
    B.乙是晶體,熔化過程中吸熱,但溫度不變
    C.乙物質(zhì)在B時刻是固態(tài),C時刻是固液共存狀態(tài)
    D.乙物質(zhì)的熔點是210℃
    【變式2-2】(2024·江蘇南通·二模)用如圖甲的兩套相同裝置,分別對相等質(zhì)量的固體M、N 加熱。溫度隨加熱時間變化的曲線如圖乙,在35min 內(nèi) M 物質(zhì)從固體熔化成了液體,N 物質(zhì)始終是固體。關(guān)于則下列說法錯誤的是( )
    A.水浴法讓被加熱物體受熱均勻B.N的部分?jǐn)?shù)據(jù)可能是捏造的
    C.M的沸點是80℃D.N可能是晶體
    【角度2】熔化吸熱和凝固放熱的現(xiàn)象和應(yīng)用
    熔化吸熱和凝固放熱的現(xiàn)象和應(yīng)用
    首先判斷物質(zhì)變化前后的狀態(tài),再根據(jù)熔化和凝固的概念進行判斷。如從冰箱里拿出來的冰,過一會冰變小了,水增多了,可以判斷是冰變成水即涉及的物態(tài)變化為熔化。
    【典例3】(23-24八年級下·廣東汕尾·期末)炎炎夏季,小明將一杯水放入冰箱的冷凍室里,經(jīng)過一段時間后,杯中的水變成了冰塊,這個過程發(fā)生的物態(tài)變化是 ;小明在可樂里加入冰塊后能降低可樂的溫度,這主要是因為冰塊 (填物態(tài)變化名稱)時會 (選填“吸收”或“放出”) 熱量。
    【變式3-1】(2024·湖北·模擬預(yù)測)2024年2月,湖北部分地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的“凍雨”。“凍雨”是高空中的冰晶、雪花下降到2~3千米時,周圍溫度升高 成低于的過冷卻水滴,當(dāng)它接觸到低于的地面和物體時,就會迅速 成外表光滑、晶瑩透明的冰殼,又稱為“雨凇”。(兩空均填物態(tài)變化名稱)
    【變式3-2】(2024·安徽淮北·二模)如圖所示,冰糖葫蘆是中國傳統(tǒng)小吃,最早可以追溯到南宋時期,吃起來又酸又甜,十分美味。其制作方法也很簡單,它是將山楂用竹簽串成串后蘸上熬制好的糖漿水,待糖漿水冷卻變硬后就做成了冰糖葫蘆。在這個過程中出現(xiàn)的物態(tài)變化是 。
    【變式3-3】(2024·安徽六安·一模)如圖所示是市面上出售的一種網(wǎng)紅食品——“炒酸奶”。將的液態(tài)氮和酸奶倒入容器中,液態(tài)氮迅速吸收小量熱量,使酸奶瞬間 (選填物態(tài)變化名稱)成塊。
    【基礎(chǔ)強化】
    1.(2024·廣西·中考真題)在探究晶體熔化時溫度的變化規(guī)律的實驗中,如圖所示,此時溫度計的讀數(shù)為 ℃。觀察到晶體在熔化過程中溫度不變,說明晶體在熔化過程中 (選填“有”或“有”)固定的熔化溫度。
    2.(2024·吉林·二模)小杜同學(xué)進行“探究冰熔化時溫度的變化規(guī)律”的實驗,圖甲所示,此時溫度計的示數(shù)為 ℃。圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像,圖像中 (選填“AB”“BC”或“CD”)段表示冰的熔化過程。
    3.(2024·山東菏澤·一模)2024年2月20日,菏澤市普降一場非雪非雹的小冰粒。根據(jù)氣象部門介紹小冰粒學(xué)名為霰(xiàn),是一種白色不透明的球形的顆粒固態(tài)降水。霰的形成是過冷云中的小水珠接觸到降落的冰晶時,迅速 (填物態(tài)變化名稱)并粘黏附著在其上形成的固態(tài)顆粒,此過程要 熱量。
    4.(2024·江西景德鎮(zhèn)·三模)如圖是“潑水成冰”的游戲,游戲時在零下30℃以下的極寒環(huán)境下將滾燙的開水潑出, 將看到成片的冰晶徐徐飄落。 “潑水成冰”是水 形成的(填物態(tài)變化的名稱),此過程需要 (選填“吸熱”或“放熱”)。
    【素養(yǎng)提升】
    5.(2024·湖南長沙·模擬預(yù)測)幾種金屬物質(zhì)的熔點(標(biāo)準(zhǔn)小氣壓下)如下表所示。下列說法正確的是( )
    A.銅球掉入鐵水中不會熔化
    B.金在1064℃時一定處于固液共存狀態(tài)
    C.水銀溫度計可測量零下40℃的氣溫
    D.用鎢絲作白熾燈的燈絲,是因為鎢的熔點高
    6.(2024·廣東惠州·模擬預(yù)測)鹽溶液濃度與其凝固點關(guān)系如圖所示。如果現(xiàn)氣溫為-12℃,則濃度為多少的鹽溶液不可能發(fā)生凝固( )
    A.5%B.10%C.16%D.20%
    7.(2024·河南周口·模擬預(yù)測)如圖甲所示,在“探究晶體熔化和凝固規(guī)律”的實驗中,繪制出了如圖乙所示的圖像。下列說法錯誤的是( )
    A.實驗時,不直接將裝有晶體的試管放在酒精燈上加熱,而是放入盛有水的燒杯中加熱,這樣做的好處是晶體受熱均勻
    B.圖乙中,晶體的熔化過程是BC段,處于固液共存狀態(tài),此過程中晶體放熱
    C.圖乙中,晶體在D點時是液態(tài),在G點時是固態(tài)
    D.由圖像可知該晶體的熔點和凝固點相等,均為50℃
    8.(2024·湖北荊門·模擬預(yù)測)2023年春節(jié)前夕,湖北遭遇了罕見的小規(guī)模凍雨侵襲,導(dǎo)致交通小面積的癱瘓,下列關(guān)于“凍雨”的說法正確的是( )
    A.凍雨是雪熔化后凝固形成的
    B.凍雨是雨水凝固形成的
    C.當(dāng)出現(xiàn)凍雨情景時,我們可以在路面上撒鹽來提高冰的熔點,防止路面結(jié)冰
    D.凍雨在環(huán)境溫度達到0℃時就會熔化
    9.(2024·江蘇鹽城·二模)小明通過實驗尋找冰熔化時需要吸熱的證據(jù)。用圖示兩個相同的保溫容器,在兩個容器中放入同樣的適量的溫水,然后向甲容器中加冰塊,向乙容器中加水,待冰熔化完,比較甲、乙容器中的水溫。實驗在標(biāo)準(zhǔn)小氣壓下進行,對于后加入的冰塊和水,應(yīng)滿足( )
    A.質(zhì)量相同,冰塊的溫度低于0℃B.質(zhì)量相同,冰塊和水的溫度均為0℃
    C.冰塊的質(zhì)量比水的小,兩者溫度相同D.冰塊的質(zhì)量比水的小,兩者溫度相同
    10.(2024·湖南常德·模擬預(yù)測)把一個裝有碎冰塊的試管插入裝有適量碎冰塊的燒杯中,在燒杯底部用酒精燈加熱,下列說法正確的是( )
    A.試管和燒杯中的冰同時熔化
    B.試管中的冰先熔化
    C.燒杯中的冰完全熔化后試管中的冰才開始熔化
    D.試管中的冰始終不能熔化
    【能力培優(yōu)】
    11.(23-24八年級上·江蘇無錫·階段練習(xí))小明猜想水中加入別的物質(zhì)后一定會對水的凝固點產(chǎn)生影響,為了驗證,他將一些鹽放入水中,并把鹽水用容器盛好放入冰箱,研究鹽水的凝固過程。每隔一定時間,小明就觀察鹽水狀態(tài)、測出溫度,并將凝固過程記錄的溫度數(shù)據(jù)畫成了凝固圖像,如圖1所示。
    (1)從圖像中可以看出鹽水從第10分鐘開始凝固,凝固過程用了 分鐘。15分鐘物體處于 (選填“固態(tài)”“液態(tài)”“固液共存態(tài)”)
    (2)從圖像中得到晶體的液態(tài)物質(zhì)在凝固時的溫度將 ;(選填“變小”“變小”或“不變”)
    (3)凝固點為 ℃。實驗驗證了小明的猜想,因為與水相比,凝固點變 了(選填“高”或“低”);
    (4)如果將一個裝有冰水混合物的試管放入正在熔化的鹽冰水混合物中,如圖2所示,試管中的冰水混合物中的冰會 (選填“變多”、“變少”或“不變”)。
    12.(23-24八年級上·江蘇南京·階段練習(xí))小兵用圖中的實驗裝置來探究某物質(zhì)的熔化特點。

    (1)實驗中采用“水浴法”加熱的好處有:①能減緩物體升溫速度,便于實驗現(xiàn)象觀測和數(shù)據(jù)記錄;②能使 ;
    (2)實驗表格如表所示,則表格中(a)、(b)兩處應(yīng)填寫 和 ;
    (3)實驗中,他所測得的溫度值比真實值要高,則他可能是按圖2中的 (選填“A”、“B”或“C”)方法進行讀數(shù)的;
    (4)他改正了錯誤的讀數(shù)方法后,又正確地進行了實驗,并根據(jù)所記錄的實驗數(shù)據(jù)描繪該物質(zhì)的溫度隨時間變化的關(guān)系圖像,如圖3所示,第8min時,該物質(zhì)處于 態(tài),在第7min時,若將試管從溫水中取出,并立即放入熔點為-4℃的鹽冰水混合物中,此時試管中該物質(zhì)的溫度 (選填“升高”“降低”或“不變”),其原因是 。
    (5)小紅也組裝了圖1中的器材來探究該物質(zhì)的熔化特點。實驗時,她觀察水中的試管底部和周圍,發(fā)現(xiàn)試管最底部的物質(zhì)最先發(fā)生熔化,這是由她在實驗時的一處操作錯誤引起的,則:該錯誤可能是 。
    (6)圖4是將裝有液態(tài)海波的小試管放入室溫的水中。根據(jù)溫度計A和B的示數(shù),繪制了海波和水的溫度隨時間變化的圖像(如圖5)。由圖像可知,在第2min時,小試管內(nèi)的海波處于 態(tài)(選填“固”、“液”或“固液共存”)。在第10min時,海波 (能/不能)繼續(xù)凝固,其原因是 。
    13.(23-24八年級上·四川綿陽·期末)小聰在探究“冰熔化時溫度變化的規(guī)律”的實驗中,分別在燒杯和試管中放入適量的碎冰,并各放了一支溫度計,組成如圖甲所示的實驗裝置,完成下面的探究實驗。
    (1)實驗中需要的測量工具是溫度計和 。安裝實驗器材時,小聰應(yīng)按照 (選填“自下而上”或“自上而下”)的順序進行;
    (2)實驗中應(yīng)用 (選填“顆粒較小”或“顆粒較小”)的碎冰,用“水浴法”加熱的目的是 ;
    (3)實驗過程中A、B兩個溫度計的示數(shù)隨時間變化的圖像如圖乙所示,通過分析圖像可知, (選填“實”或“虛”)線是試管內(nèi)碎冰的溫度隨時間變化的圖像。第7min時燒杯內(nèi)的碎冰處于 態(tài),此時試管內(nèi)的碎冰 (選填“能”或“不能”)熔化;
    (4)通過實驗可以得出晶體熔化的條件:溫度達到熔點, 。
    2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
    物理素養(yǎng)
    1.1.3經(jīng)歷物態(tài)變化的實驗探究過程,知道物質(zhì)的熔點、凝固點和沸點,了解物態(tài)變化過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象。能運用物態(tài)變化知識說明自然界和生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
    物理觀念:物態(tài)變化,熔化和凝固,熔點和凝固點,晶體和非晶體,熔化吸熱和凝固放熱。
    科學(xué)思維:通過探究實驗使學(xué)生學(xué)會用圖像探究物理規(guī)律的方法。
    科學(xué)探究:研究固體熔化時溫度的變化規(guī)律。
    科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過觀察、實驗以及探究的過程激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對科學(xué)的求知欲望,使學(xué)生體會到科學(xué)探究的樂趣,理解科學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。
    提出問題
    從冰箱冷凍室中取出一塊冰塊放入碗中,在室溫下不久冰塊就開始熔化,之后一段時間內(nèi)碗里都是冰和水混合在一起的情況。如果用溫度計測量,就會發(fā)現(xiàn)盡管冰在逐漸熔化變少,但水的溫度并有升高。這是怎么回事?想一想:其他物質(zhì)熔化時的溫度是否也不變?
    實驗器材和實驗裝置
    海波、石蠟、鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯、小試管、溫度計、攪拌器、水、火柴。
    設(shè)計實驗
    探究海波(硫代硫酸鈉)和石蠟的熔化過程。分別取適量的海波和石蠟(研碎),對它們進行加熱,測出加熱過程中的溫度,觀察熔化的情況,根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制圖像,比較二者熔化時溫度的變化規(guī)律。
    進行實驗與收集證據(jù)
    (1)在兩個分別盛有海波和石蠟的的試管中各插入一個溫度計,再將試管放入盛水的燒杯中,使試管均勻受熱;
    (2)用酒精燈外焰對燒杯緩慢加熱,觀察海波和石蠟的變化情況,以及溫度計示數(shù)的變化;
    (3)待海波溫度升至40℃、石蠟溫度升至50℃,每隔1min記錄一次溫度計的示數(shù),在海波和石蠟完全熔化后再記錄3—4次。數(shù)據(jù)記錄如表所示
    表1 海波熔化時溫度、狀態(tài)隨時間變化情況記錄表
    時間/min
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    海波的溫度/℃
    40
    42
    44
    46
    48
    48
    48
    48
    48
    48
    50
    53
    56
    狀態(tài)
    固態(tài)
    固液共存
    液態(tài)
    表2 石蠟熔化時溫度、狀態(tài)隨時間變化情況記錄表
    時間/min
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    石蠟的溫度/℃
    52
    55
    58
    61
    62
    63
    64
    65
    66.5
    69
    72
    74
    76
    狀態(tài)
    固態(tài)
    黏稠狀態(tài)
    液態(tài)
    分析與論證
    (1)以方格紙上的縱軸表示溫度,橫軸表示時間,將表1、表2中的數(shù)據(jù)分別在兩方格紙上描點,然后再將所有的點用平滑的曲線連起來,得到海波和石蠟溫度隨時間變化的圖像,如圖所示。

    海波溫度隨時間變化圖像 石蠟溫度隨時間變化圖像
    (2)分析圖像
    根據(jù)海波熔化圖像的特征可知,海波吸收熱量,溫度逐漸上升,溫度達到48℃時開始熔化。熔化過程中繼續(xù)吸熱,溫度保持不變;熔化完,繼續(xù)吸熱升溫。
    結(jié)合石蠟的熔化圖像可知石蠟的熔化情況與海波不同;隨著加熱時間的增加,石蠟由固態(tài)慢慢地變軟、變稠、變稀,逐漸熔化為液態(tài),這個過程石蠟不斷吸熱,溫度逐漸升高。
    實驗結(jié)論
    (1)物質(zhì)在熔化過程中都要吸收熱量。
    (2)不同的物質(zhì)在熔化過程中溫度的變化規(guī)律不同。有的物質(zhì)(如海波)在熔化過程中雖然繼續(xù)吸熱,但溫度保持不變;有的物質(zhì)(如石蠟)在熔化過程中先變軟,后變稀,最后熔化為液體,且隨著加熱時間的延續(xù)溫度逐漸升高。
    交流與反思
    (1)安裝實驗器材要按照自下而上的順序進行,目的使用酒精燈外焰加熱。
    (2)讓海波、石蠟均勻受熱的三種措施:①采用水浴法加熱;②在加熱過程中用攪拌器不斷攪拌;③將物質(zhì)研碎。
    (3)選用小顆粒固體的目的:可以使固體受熱均勻,便于與溫度計的玻璃泡充分接觸。
    (4)燒杯中的水要適量,原因是:①水太多會延長實驗時間;②水太少不能使固體浸沒,會造成固體受熱不均勻。
    (5)撤掉酒精燈后,固體停止熔化;繼續(xù)加熱又開始熔化,這樣操作說明:固體熔化需要吸熱。
    時間/min
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    海波的溫度/℃
    40
    42
    44
    46
    48
    48
    48
    48
    48
    48
    50
    53
    56
    石蠟的溫度/℃
    40
    41
    42
    44
    46
    47
    48
    49
    51
    52
    54
    56
    59
    晶體
    熔點/℃
    晶體
    熔點/℃

    3 410
    海波
    48

    1 538

    0

    1 083
    固態(tài)水銀
    -39

    1 064
    固態(tài)酒精
    -117

    328
    固態(tài)氮
    -210

    232
    固態(tài)氧
    -218
    固態(tài)碘
    114
    固態(tài)氫
    -259

    80.5
    固態(tài)氦
    -272
    熔化吸熱
    凝固放熱
    應(yīng)用
    ①要喝冰涼的飲料,往往會在飲料中加上一些冰塊,并不是直接加冷水。這是因為冰塊的溫度更低,冰塊熔化成水的過程中要吸收熱量,從而使飲料的溫度下降的更多。
    ②夏天,在飯菜的上面放冰塊可防止飯菜變餿,因為冰熔化吸熱,使冷空氣下沉。
    ③鮮魚保鮮,用0℃的冰比0℃的水效果好(冰熔化吸熱)。
    ①北方在冬天時在菜窖里放幾桶水,利用水結(jié)冰凝固時放出的熱量來使窖內(nèi)溫度不至于降太低,以免菜被凍壞。
    ②現(xiàn)在人們研制出一種聚乙烯材料,在15 ℃~40 ℃熔化或凝固,而熔化或凝固時,溫度保持不變。把這種材料制成顆粒狀,摻在水泥中制成儲熱地板或墻壁,天氣熱時(溫度超過40 ℃)顆粒熔化吸熱,天氣冷時(溫度低于15 ℃)又凝固放熱成顆粒,能有效調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。
    物質(zhì)名稱
    固態(tài)水銀




    熔點/℃
    -39
    1064
    1083
    1535
    3410
    鹽溶液濃度
    5%
    10%
    16%
    20%
    凝固點
    -3℃
    -6℃
    -9℃
    -16℃
    時間
    第三章 物態(tài)變化(解析版)
    課時3.2 熔化和凝固
    知識點一、物態(tài)變化
    1.物態(tài)變化
    問 題
    業(yè)生產(chǎn)中常將鋼水鑄造成有一定形狀的工件。鋼水在變成工件的過程中,它的狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化?在狀態(tài)變化的過程中,鋼水吸熱還是放熱?
    (1)物質(zhì)的三態(tài)
    自然界中的物質(zhì),通常以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種形式存在。例如各種金屬塊、冰塊等處于固態(tài);水、油處于液態(tài);空氣、水蒸氣處于氣態(tài)。
    (2)物態(tài)變化
    隨著溫度的變化,物質(zhì)會在固、液、氣三種狀態(tài)之間變化。例如天氣熱的時候,從冰柜中拿出的冰,一會兒就變成了水,再過一段時間水干了,變成看不見的水蒸氣,跑得無影無蹤。通常呈固態(tài)的鋁、銅、鐵等金屬,在溫度很高時也會變成液態(tài)、氣態(tài);通常呈氣態(tài)的氧氣、氮氣、氫氣等,在溫度很低時也會變成液態(tài)、固態(tài)。
    物質(zhì)各種狀態(tài)間的變化叫作物態(tài)變化。
    知識點二、熔化和凝固
    1.熔化和凝固的概念
    (1)物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程叫作熔化。如天氣熱的時候,從冰柜中拿出的冰,一會兒就變成了水。
    (2)物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過程叫作凝固。如將半杯水放入冰箱冷凍室一段時間后,水結(jié)成冰。
    2.研究固體熔化時溫度的變化規(guī)律
    3. 液體凝固時溫度的變化規(guī)律
    對液態(tài)海波停止加熱后,溫度逐漸降低,當(dāng)溫度降到48C時,液態(tài)海波開始凝固。在凝固過程中,海波的溫度保持不變,直至凝固完畢,溫度才會繼續(xù)下降;如甲圖所示。
    石蠟的凝固過程則不同,停止加熱后,石蠟由稀變稠,又變成固態(tài),溫度不斷降低。由于凝固是熔化的逆過程,當(dāng)物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)時,會向外界放出熱量。如乙圖所示。
    在探究海波和石蠟的熔化規(guī)律時,記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。請根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)回答下列問題;
    (1)在海波和石蠟這兩種物質(zhì)中,屬于晶體的是 ;該物質(zhì)在熔化時,持續(xù)吸熱,溫度 ;
    (2)當(dāng)該晶體的溫度為46℃時,它處于 態(tài);(選填“固”、“液”或“固液共存”)
    (3)該晶體的熔點是 ℃。
    【答案】 海波 不變 固 48
    【詳解】(1)[1][2]晶體有熔點,非晶體有熔點。由表格數(shù)據(jù)知,石蠟熔化時,不斷吸收熱量,溫度不斷升高,有熔點,所以石蠟是非晶體;海波熔化時,不斷吸收熱量,從第4至第9分鐘溫度保持48℃不變,有熔點,所以海波是晶體。
    (2)[3]由表格數(shù)據(jù)知,當(dāng)該晶體的溫度為46℃時,屬于熔化前,即晶體有熔化,它處于固態(tài)。
    (3)[4]從第4至第9分鐘溫度保持不變,是晶體的熔化階段,溫度保持48℃不變,故熔點為48℃。
    知識點三、熔點和凝固點
    1. 晶體和非晶體
    兩種固體熔化過程的主要區(qū)別是:海波有固定的熔化溫度,石蠟有固定的熔化溫度。
    (1)晶體:有固定熔化溫度的固體叫作晶體。例如冰、海波、食鹽、石英、萘、各種金屬等。晶體熔化時溫度的變化曲線如圖甲所示。
    (2)非晶體:有固定的熔化溫度的固體叫作非晶體。常見的一些非晶體:如石蠟、松香、玻璃、瀝青等。
    非晶體熔化時溫度的變化曲線如圖乙所示。
    2. 熔點和凝固點
    (1)熔點:晶體熔化時的溫度叫熔點。晶體不同,熔點一般不同;非晶體有熔點。
    (2)凝固點:液體凝固成晶體時有確定的溫度,這個溫度叫凝固點。同一物質(zhì)的凝固點和熔點相同。非晶體有凝固點。
    3. 一些晶體的熔點
    特別提醒
    (1)如果在一種晶體中摻入其他物質(zhì),則該物質(zhì)的熔點與凝固點會發(fā)生變化。例如,在水中加入食鹽或酒精,可降低水的凝固點(冰的熔點),所以冬天在小量積雪的公路上撒鹽可以降低冰雪的熔點,加速冰雪的熔化。
    (2)水銀和酒精作為測溫物質(zhì)時,需要注意氣溫與物質(zhì)熔點的小小。例如北方某地冬天氣溫低于39℃,則不能選水銀溫度計,原因時水銀在低于39℃時,是固態(tài)。
    4. 熔化和凝固圖像
    (1)熔化圖像

    晶體熔化圖像中,AB段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是固態(tài),吸熱升溫;在B點時,物質(zhì)開始熔化,到C點熔化結(jié)束;BC段表示熔化過程,物質(zhì)處于固液共存態(tài),溫度保持不變;CD段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是液態(tài),吸熱升溫。
    (2)凝固圖像
    晶體的凝固圖像中,EF段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是液態(tài),放熱降溫;在F點物質(zhì)開始凝固,到G點凝固結(jié)束;FG段表示凝固過程,物質(zhì)處于固液共存態(tài),溫度保持不變;GH段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是固態(tài),放熱降溫。
    (3)晶體熔化條件:①溫度達到熔點;②繼續(xù)吸熱。
    (4)晶體凝固條件:①溫度達到凝固點;②繼續(xù)放熱。
    如圖是某物質(zhì)的熔化圖像,該物質(zhì)是 (填“晶體”或“非晶體”) ;該物質(zhì)在熔化過程中,溫度 ;第4min時,物質(zhì)處于 狀態(tài)。
    【答案】 晶體 不變 固液共存
    【詳解】[1]由圖可知,物質(zhì)有固定的熔點,故該物質(zhì)是晶體。
    [2]晶體物質(zhì)在熔化過程中需要吸熱,但溫度保持不變。
    [3]從圖像可以看出,在第4min,此晶體物質(zhì)處于熔化過程中,所以處于固液共存狀態(tài)。
    知識點四、熔化吸熱 凝固放熱
    原始社會末期,我國已出現(xiàn)青銅器。古人制作青銅器時,先制作“模具”,將青銅 (填物態(tài)變化名稱)成青銅液后倒入模具,冷卻后就得到與“模”一樣的青銅器。我國的鐵器時代出現(xiàn)比青銅時代要晚一些,主要是由于鐵比青銅的 高,難以冶煉。
    【答案】 熔化 熔點
    【詳解】[1]固態(tài)青銅原料加熱化為液體,是固態(tài)變液態(tài)的熔化過程.
    [2]由于鐵比青銅的熔點高,鐵比青銅難以熔化,所以鐵比青銅更加難以冶煉。
    問題一:研究固體熔化時溫度的變化規(guī)律
    實驗??伎枷?br>(1)使用適量的物質(zhì)(海波、石蠟)的原因:避免加熱時間過長;
    (2)器材安裝順序:自下而上;
    (3)實驗中,石棉網(wǎng)的作用:使燒杯均勻受熱;
    (4)采用水浴法的好處:是物質(zhì)均勻受熱;
    (5)記錄時間間隔不能過長:否則可能記錄不到溫度不變的過程;
    (6)海波熔化和石蠟熔化的主要區(qū)別是什么:
    海波熔化分為固態(tài)、固液共存態(tài)和液態(tài)三個物質(zhì)狀態(tài);海波有明顯的轉(zhuǎn)折點,熔化時溫度保持不變。石蠟有明顯轉(zhuǎn)折點,溫度一直在發(fā)生變化。
    (7)晶體熔化圖像的分析和實驗結(jié)論。
    【典例1】(2024·黑龍江綏化·模擬預(yù)測)小明和小華在學(xué)習(xí)熔化和凝固時,分別采用如圖甲、乙所示的實驗裝置探究燭蠟、冰的熔化特點。
    (1)組裝甲裝置時,A、B兩部件中應(yīng)先固定 (填“A”或“B”)部件;探究時采用“水浴法”而不直接用酒精燈給試管加熱,除了能減緩升溫速度,還能使?fàn)T蠟和冰 ;
    (2)實驗中某時刻溫度計的示數(shù)如圖乙所示,其示數(shù)為 ℃;
    (3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出燭蠟和冰溫度隨時間變化的圖像(如圖丙所示),圖 (填“①”或“②”)是蠟燭熔化的圖像。圖①中bc段對應(yīng)的時間內(nèi),試管里物質(zhì)所處的狀態(tài)是 (填“固態(tài)”“液態(tài)”或“固液共存態(tài)”),該物質(zhì)熔化時的特點是 。
    【答案】 B 受熱均勻 -4 ② 固液共存態(tài) 吸收熱量,溫度不變
    【詳解】(1)[1]由于需用酒精燈外焰加熱,要先放好酒精燈,再固定鐵圈的高度;所以在安裝實驗器材時,要按照自下而上的順序進行,先固定B部件。
    [2]水浴法加熱,除了能減緩升溫速度,便于測量溫度,還能使?fàn)T蠟和冰受熱均勻。
    (2)[3]圖乙中溫度計的分度值是1℃,且液面在0℃以下,因此圖乙中溫度計的示數(shù)為-4℃。
    (3)[4]蠟燭是非晶體,在熔化過程中持續(xù)吸熱,溫度不斷升高,因此蠟燭的熔化圖像是圖②。
    [5][6]圖①中bc段對應(yīng)的時間內(nèi),試管里物質(zhì)在熔化過程中,所處的狀態(tài)是固液共存態(tài),此物質(zhì)的熔點是0℃,該物質(zhì)熔化時的特點是:吸收熱量、溫度不變。
    【變式1-1】(2024·湖北荊州·模擬預(yù)測)2024年1月荊州突降小雪,路面結(jié)冰,環(huán)衛(wèi)工人在馬路上撒鹽,使路面的冰及時融化,確保了行人和車輛的出行安全。如圖甲所示,為了弄清其中緣由,小美同學(xué)做了一組關(guān)于冰熔化的實驗。
    (1)如圖乙,在組裝實驗器材時,為確定燒杯支架的位置 (選填“需要”或“不需要”)點燃酒精燈。實驗中某時刻溫度計的示數(shù)如圖丙所示,則示數(shù)是 ℃;
    (2)加熱一段時間后,小美根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)在丁圖中繪制了圖象,由此可知冰是 (選填“晶體”或“非晶體”),其在熔化過程中內(nèi)能 (選填“增小”、“減小”或“不變”)。
    (3)完成上述實驗后,小美又取了適量淡鹽水制成的碎冰,用相同的熱源再次加熱,得到丁圖中圖象;再次取適量濃度更小一些的鹽水制成的碎冰,用相同的熱源加熱,得到丁圖中圖象;由以上實驗可知,加入鹽后冰的熔點將會 (選填“升高”、“降低”或“不變”)。
    【答案】 需要 -3℃ 晶體 增小 降低
    【詳解】
    (1)[1]在組裝實驗器材時,要調(diào)整燒杯的高度,使燒杯底部與溫度計玻璃泡接觸,所以需要先點燃酒精燈確定燒杯的高度。
    [2]溫度計的分度值是1℃,液柱指在0℃以下,所以溫度計的示數(shù)是-3℃。
    (2)[3]由圖象知,冰在熔化過程中溫度保持不變,所以冰是晶體。
    [4]冰在熔化過程中,不斷吸收熱量,溫度保持不變,但內(nèi)能增小。
    (3)[5]分析圖丁可知,B淡鹽水制成的碎冰的熔點為-2℃,C濃鹽水制成的碎冰的熔點為-4℃,所以加入鹽后冰的熔點將會降低。
    【變式1-2】(2024·廣東潮州·三模)在研究“固體熔化時溫度的變化規(guī)律”實驗中,同學(xué)們選用不同物質(zhì)進行實驗。甲同學(xué)選擇的實驗物質(zhì)是石蠟,實驗裝置如圖(a)所示。
    (1)除了圖(a)中實驗器材外,還需要的測量工具是 ;
    (2)實驗時,要把石蠟塊研磨成顆粒狀,石蠟顆粒 (選填“小”或“小”)一些好;
    (3)實驗中,為了使溫度計所測溫度能夠反映試管中所有石蠟顆粒的溫度,應(yīng)該進行下列哪個操作? (將正確選項前的字母填寫在橫線上)
    A.用攪拌器不斷攪拌燒杯中的水 B.用溫度計不斷攪拌石蠟顆粒
    C.用攪拌器不斷攪拌石蠟顆粒 D.用酒精燈直接加熱試管
    (4)甲同學(xué)進行了正確操作,當(dāng)溫度升到42℃開始計時,第2min發(fā)現(xiàn)試管中出現(xiàn)少許液體,第7min時石蠟已經(jīng)全部變成液態(tài)。他根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖(b)所示;
    ①根據(jù)圖像可以得出的探究結(jié)論是:石蠟熔化時,溫度 ;
    ②由圖像可知,石蠟是 (選填“晶體”或“非晶體”)。
    (5)乙同學(xué)是在家中做實驗,他選擇的實驗物質(zhì)是冰,從冰箱冷凍室取出碎冰裝在試管中,發(fā)現(xiàn)還有加熱就有一部分冰熔化了,如圖(c)所示。因此,他認為:冰熔化不需要吸收熱量。請簡要分析他的觀點是否正確, (選填“正確”或“不正確”)理由是
    【答案】 秒表 小 C 不斷升高 非晶體 錯誤 見解析
    【詳解】(1)[1]根據(jù)圖象可知,探究“固體熔化時溫度的變化規(guī)律”實驗中,需要記錄固態(tài)熔化時的溫度和時間,故除了圖(a)中實驗器材外,還需要的測量工具是秒表。
    (2)[2]實驗時,要把石蠟塊研磨成顆粒狀,是為了讓石蠟更容易熔化,因此石蠟顆粒研磨得小一些好。
    (3)[3]實驗中,為了使溫度計所測溫度能夠反映試管中所有石蠟顆粒的溫度,需要讓所有石蠟顆粒與溫度計接觸,而溫度計不能作為攪拌工具,因此可用攪拌器不斷攪拌石蠟顆粒,故C符合題意,ABD不符合題意。
    故選C。
    (4)①②[4][5]晶體與非晶體的區(qū)別為熔化時是否有確定的熔點,由圖像可知,石蠟熔化時,隨著加熱時間的增加,溫度不斷升高,有確定的熔點,因此石蠟是非晶體。
    (5)[6][7]將碎冰從冰箱冷凍室中拿出后,外界空氣溫度高,碎冰溫度低,碎冰從空氣中吸收了熱量,導(dǎo)致還有加熱就有部分冰熔化了,因此乙同學(xué)的觀點是錯誤的。
    問題二:熔化和凝固
    【角度1】晶體熔化和凝固的特點
    晶體熔化和凝固圖像和特點
    晶體熔化圖象 晶體凝固圖象
    (1)分析晶體的熔化圖象:AB段:物質(zhì)處于固態(tài),表示晶體吸熱升溫的過程。BC段:物質(zhì)處于固液共存態(tài),表示晶體熔化過程,吸收熱量,溫度不變。CD段:物質(zhì)處于液態(tài),表示液體吸熱升溫過程。
    (2)分析晶體的凝固圖象:DE段:物質(zhì)處于液態(tài),物質(zhì)放熱降溫的過程;EF段:物質(zhì)處于固液共存態(tài),晶體溶液的凝固過程,放出熱量,溫度不變;FG段:物質(zhì)處于固態(tài),晶體放熱降溫過程。
    【典例2】(2024·天津南開·三模)如圖是甲、乙兩種固態(tài)物質(zhì)在加熱過程中溫度隨時間變化關(guān)系的圖像,由圖像可以判斷( )
    A.甲物質(zhì)是晶體
    B.80℃的乙物質(zhì)可能是液態(tài)
    C.甲物質(zhì)在第5min時開始熔化
    D.0~12min為乙物質(zhì)的熔化過程
    【答案】A
    【詳解】A.甲在整個過程中溫度不斷上升,所以是非晶體,乙有一段時間內(nèi)溫度保持不變,所以乙是晶體,故A不符合題意;
    BD.由圖可知,乙物質(zhì)為晶體,熔點為80℃,從第5分鐘開始熔化,12分鐘完全熔化,所以80℃的乙物質(zhì)可能是固態(tài)、液態(tài)或固液共存態(tài),5~12min為乙物質(zhì)的熔化過程,故B符合題意,D不符合題意;
    C.甲物質(zhì)是非晶體,隨加熱時間的變化,一直在熔化,故C不符合題意。
    故選B。
    【變式2-1】(22-23八年級下·山東日照·期末)用圖像來描述物理現(xiàn)象,是物理中常用的方法之一,它簡單明了。從圖中讀出的物理信息錯誤的有( )
    A.甲是非晶體,熔化過程中吸熱,溫度逐漸升高
    B.乙是晶體,熔化過程中吸熱,但溫度不變
    C.乙物質(zhì)在B時刻是固態(tài),C時刻是固液共存狀態(tài)
    D.乙物質(zhì)的熔點是210℃
    【答案】B
    【詳解】A.甲圖象中,物質(zhì)在熔化過程中溫度不斷升高,有固定的熔點,是非晶體熔化圖象,熔化過程中吸熱,溫度逐漸升高,故A正確,不符合題意;
    B.乙圖象中,物質(zhì)在熔化過程中溫度保持不變,有固定的熔點,是晶體熔化圖象,熔化過程中吸熱,但溫度不變,故B正確,不符合題意;
    C.乙圖象中,物質(zhì)在BC段屬于熔化過程,處于固液共存態(tài),物質(zhì)在B時刻還有熔化,所以是固態(tài),在C時刻剛?cè)刍?,是液態(tài),故C錯誤,符合題意;
    D.乙圖象中,物質(zhì)在熔化過程中溫度保持210℃不變,所以熔點為210℃,故D正確,不符合題意。
    故選C。
    【變式2-2】(2024·江蘇南通·二模)用如圖甲的兩套相同裝置,分別對相等質(zhì)量的固體M、N 加熱。溫度隨加熱時間變化的曲線如圖乙,在35min 內(nèi) M 物質(zhì)從固體熔化成了液體,N 物質(zhì)始終是固體。關(guān)于則下列說法錯誤的是( )
    A.水浴法讓被加熱物體受熱均勻B.N的部分?jǐn)?shù)據(jù)可能是捏造的
    C.M的沸點是80℃D.N可能是晶體
    【答案】B
    【詳解】A.水浴法讓被加熱物體受熱面積增小,充分且均勻受熱受熱,故A正確,A不符合題意;
    BD.長時間加熱N 物質(zhì)始終是固體溫度還沒達到其熔點,有固定熔點的是晶體,而晶體的熔化圖形在熔化前是一條直線,不是曲線。故BD正確,BD不符合題意;
    C.M的圖像明顯是晶體的熔化圖像,在熔化過程中溫度保持不變;溫度保持不變的圖像對應(yīng)的溫度是晶體的熔點不是沸點。故C錯誤,C符合題意。
    故選C。
    【角度2】熔化吸熱和凝固放熱的現(xiàn)象和應(yīng)用
    熔化吸熱和凝固放熱的現(xiàn)象和應(yīng)用
    首先判斷物質(zhì)變化前后的狀態(tài),再根據(jù)熔化和凝固的概念進行判斷。如從冰箱里拿出來的冰,過一會冰變小了,水增多了,可以判斷是冰變成水即涉及的物態(tài)變化為熔化。
    【典例3】(23-24八年級下·廣東汕尾·期末)炎炎夏季,小明將一杯水放入冰箱的冷凍室里,經(jīng)過一段時間后,杯中的水變成了冰塊,這個過程發(fā)生的物態(tài)變化是 ;小明在可樂里加入冰塊后能降低可樂的溫度,這主要是因為冰塊 (填物態(tài)變化名稱)時會 (選填“吸收”或“放出”) 熱量。
    【答案】 凝固 熔化 吸收
    【詳解】[1] 水變成了冰塊,物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài),發(fā)生的物態(tài)變化為凝固。
    [2][3] 炎熱的夏天,由冰箱的冷凍室中取出一些冰塊,放進可樂杯中,由于冰塊的溫度比可樂的溫度低,所以冰塊從可樂中吸收熱量,由固態(tài)的冰熔化成液態(tài)的水,熔化過程吸收熱量。
    【變式3-1】(2024·湖北·模擬預(yù)測)2024年2月,湖北部分地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的“凍雨”?!皟鲇辍笔歉呖罩械谋?、雪花下降到2~3千米時,周圍溫度升高 成低于的過冷卻水滴,當(dāng)它接觸到低于的地面和物體時,就會迅速 成外表光滑、晶瑩透明的冰殼,又稱為“雨凇”。(兩空均填物態(tài)變化名稱)
    【答案】 熔化 凝固
    【詳解】[1]冰晶、雪花是固體,周圍溫度升高時,會熔化成水。
    [2]過冷卻水滴接觸到低于0°C的地面和物體時,就會迅速變成冰,由液態(tài)到固態(tài),是凝固。
    【變式3-2】(2024·安徽淮北·二模)如圖所示,冰糖葫蘆是中國傳統(tǒng)小吃,最早可以追溯到南宋時期,吃起來又酸又甜,十分美味。其制作方法也很簡單,它是將山楂用竹簽串成串后蘸上熬制好的糖漿水,待糖漿水冷卻變硬后就做成了冰糖葫蘆。在這個過程中出現(xiàn)的物態(tài)變化是 。
    【答案】凝固
    【解析】【小題1】在山楂上蘸上糖漿,等糖漿放出熱量凝固成固態(tài),這樣就做好了冰糖葫蘆。所以在這個過程中出現(xiàn)的物態(tài)變化是凝固。
    【變式3-3】(2024·安徽六安·一模)如圖所示是市面上出售的一種網(wǎng)紅食品——“炒酸奶”。將的液態(tài)氮和酸奶倒入容器中,液態(tài)氮迅速吸收小量熱量,使酸奶瞬間 (選填物態(tài)變化名稱)成塊。
    【答案】凝固
    【詳解】液態(tài)氮迅速吸收小量熱量,導(dǎo)致液態(tài)酸奶溫度降低,由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),物態(tài)變化為凝固。
    【基礎(chǔ)強化】
    1.(2024·廣西·中考真題)在探究晶體熔化時溫度的變化規(guī)律的實驗中,如圖所示,此時溫度計的讀數(shù)為 ℃。觀察到晶體在熔化過程中溫度不變,說明晶體在熔化過程中 (選填“有”或“有”)固定的熔化溫度。
    【答案】 45 有
    【詳解】[1]由圖可知,溫度計的分度值為1℃,此時溫度計的讀數(shù)為45℃。
    [2]晶體在熔化過程中吸收熱量,溫度不變,說明說明晶體在熔化過程中有固定的熔化溫度。
    2.(2024·吉林·二模)小杜同學(xué)進行“探究冰熔化時溫度的變化規(guī)律”的實驗,圖甲所示,此時溫度計的示數(shù)為 ℃。圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖像,圖像中 (選填“AB”“BC”或“CD”)段表示冰的熔化過程。
    【答案】 8 BC
    【詳解】[1] 圖甲所示溫度計分度值為1℃,液柱在零上,所以此時溫度計的示數(shù)為8℃。
    [2] 冰是晶體,熔化時,持續(xù)吸熱,但溫度不變,所以圖像中BC段表示冰的熔化過程。
    3.(2024·山東菏澤·一模)2024年2月20日,菏澤市普降一場非雪非雹的小冰粒。根據(jù)氣象部門介紹小冰粒學(xué)名為霰(xiàn),是一種白色不透明的球形的顆粒固態(tài)降水。霰的形成是過冷云中的小水珠接觸到降落的冰晶時,迅速 (填物態(tài)變化名稱)并粘黏附著在其上形成的固態(tài)顆粒,此過程要 熱量。
    【答案】 凝固 放出
    【詳解】[1][2]液態(tài)變成固態(tài)是凝固過程,小水珠接觸到冰晶時迅速放熱凝固成固態(tài)顆粒。
    4.(2024·江西景德鎮(zhèn)·三模)如圖是“潑水成冰”的游戲,游戲時在零下30℃以下的極寒環(huán)境下將滾燙的開水潑出, 將看到成片的冰晶徐徐飄落。 “潑水成冰”是水 形成的(填物態(tài)變化的名稱),此過程需要 (選填“吸熱”或“放熱”)。
    【答案】 凝固 放熱
    【詳解】[1][2]“潑水成冰”是水由液態(tài)變成固態(tài),物態(tài)變化為凝固,凝固放熱。
    【素養(yǎng)提升】
    5.(2024·湖南長沙·模擬預(yù)測)幾種金屬物質(zhì)的熔點(標(biāo)準(zhǔn)小氣壓下)如下表所示。下列說法正確的是( )
    A.銅球掉入鐵水中不會熔化
    B.金在1064℃時一定處于固液共存狀態(tài)
    C.水銀溫度計可測量零下40℃的氣溫
    D.用鎢絲作白熾燈的燈絲,是因為鎢的熔點高
    【答案】D
    【詳解】A.銅的熔點是1083℃,鐵的熔點是1535℃,所以鐵水的最低溫度也要在1535℃,高于銅的熔點,銅球掉入鐵水中,溫度達到了銅的熔點,又能從鐵水中吸熱,故銅球能熔化,故A錯誤;
    B.金是晶體,在熔化過程中不斷吸熱,溫度不變,在1064℃時,可能處于固態(tài)、可能處于液態(tài),也可能處于固液共存狀態(tài),故B錯誤;
    C.水銀溫度計不可測量零下40℃的氣溫,因為在零下39℃時,水銀已經(jīng)開始凝固,故C錯誤;
    D.用鎢絲作白熾燈的燈絲,是因為鎢的熔點高,在燈泡發(fā)光時,不易被熔斷,故D正確。
    故選D。
    6.(2024·廣東惠州·模擬預(yù)測)鹽溶液濃度與其凝固點關(guān)系如圖所示。如果現(xiàn)氣溫為-12℃,則濃度為多少的鹽溶液不可能發(fā)生凝固( )
    A.5%B.10%C.16%D.20%
    【答案】D
    【詳解】表中只有濃度為20%的鹽溶液凝固點低于-12℃,所以如果現(xiàn)氣溫為-12℃,則濃度為20%的鹽溶液不可能發(fā)生凝固,故D符合題意,ABC不符合題意。
    故選D。
    7.(2024·河南周口·模擬預(yù)測)如圖甲所示,在“探究晶體熔化和凝固規(guī)律”的實驗中,繪制出了如圖乙所示的圖像。下列說法錯誤的是( )
    A.實驗時,不直接將裝有晶體的試管放在酒精燈上加熱,而是放入盛有水的燒杯中加熱,這樣做的好處是晶體受熱均勻
    B.圖乙中,晶體的熔化過程是BC段,處于固液共存狀態(tài),此過程中晶體放熱
    C.圖乙中,晶體在D點時是液態(tài),在G點時是固態(tài)
    D.由圖像可知該晶體的熔點和凝固點相等,均為50℃
    【答案】A
    【詳解】A.實驗中,不是用酒精燈直接對試管加熱,而是把裝有晶體的試管放在水中加熱,這種加熱方法叫做水浴法加熱,這樣做的好處是晶體受熱均勻,故A正確,不符合題意;
    B.圖乙中,晶體的熔化過程是BC段,處于固液共存狀態(tài),熔化過程中,吸收熱量,溫度不變,故B錯誤,符合題意;
    C.CD段晶體已經(jīng)熔化完畢,處于升溫過程,D點處于液態(tài),EF段是固液共存狀態(tài),F(xiàn)G段是降溫過程,是固態(tài),故在G點時是固態(tài),故C正確,不符合題意;
    D.晶體熔化過程和凝固過程溫度不變,由圖像可知該晶體的熔點和凝固點相等,均為50℃,故D正確,不符合題意。
    故選B。
    8.(2024·湖北荊門·模擬預(yù)測)2023年春節(jié)前夕,湖北遭遇了罕見的小規(guī)模凍雨侵襲,導(dǎo)致交通小面積的癱瘓,下列關(guān)于“凍雨”的說法正確的是( )
    A.凍雨是雪熔化后凝固形成的
    B.凍雨是雨水凝固形成的
    C.當(dāng)出現(xiàn)凍雨情景時,我們可以在路面上撒鹽來提高冰的熔點,防止路面結(jié)冰
    D.凍雨在環(huán)境溫度達到0℃時就會熔化
    【答案】A
    【詳解】AB.凍雨是雨水直接由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的冰,故A錯誤,B正確;
    C.當(dāng)出現(xiàn)凍雨情景時,在路面上撒鹽來降低冰的熔點,加快冰的熔化,不是提熔點,故C錯誤;
    D.熔化的條件是溫度達到熔點,并且持續(xù)吸熱,當(dāng)環(huán)境溫度為0℃時,雖然溫度達到了熔點,但環(huán)境溫度與冰溫度一樣,導(dǎo)致冰無法吸收熱量,無法熔化,故D錯誤。
    故選B。
    9.(2024·江蘇鹽城·二模)小明通過實驗尋找冰熔化時需要吸熱的證據(jù)。用圖示兩個相同的保溫容器,在兩個容器中放入同樣的適量的溫水,然后向甲容器中加冰塊,向乙容器中加水,待冰熔化完,比較甲、乙容器中的水溫。實驗在標(biāo)準(zhǔn)小氣壓下進行,對于后加入的冰塊和水,應(yīng)滿足( )
    A.質(zhì)量相同,冰塊的溫度低于0℃B.質(zhì)量相同,冰塊和水的溫度均為0℃
    C.冰塊的質(zhì)量比水的小,兩者溫度相同D.冰塊的質(zhì)量比水的小,兩者溫度相同
    【答案】A
    【詳解】實驗中,向甲容器中加冰塊,向乙容器中加水,待冰熔化完,比較甲、乙容器中的水溫,不但應(yīng)滿足冰的質(zhì)量與水的質(zhì)量相同,還要控制冰的溫度與水的溫度相同,故B符合題意,ACD不符合題意。
    故選B。
    10.(2024·湖南常德·模擬預(yù)測)把一個裝有碎冰塊的試管插入裝有適量碎冰塊的燒杯中,在燒杯底部用酒精燈加熱,下列說法正確的是( )
    A.試管和燒杯中的冰同時熔化
    B.試管中的冰先熔化
    C.燒杯中的冰完全熔化后試管中的冰才開始熔化
    D.試管中的冰始終不能熔化
    【答案】B
    【詳解】冰是晶體,若給燒杯中的冰加熱時,燒杯中的冰會熔化,但完全熔化前溫度保持不變,所以試管中的冰能達到熔點,但由于溫度相同有熱傳遞,則不能從燒杯中繼續(xù)吸熱,所以燒杯中的冰完全熔化前,試管中的冰不能熔化,若燒杯中的冰完全熔化后,繼續(xù)吸熱,溫度升高,此時試管中的冰達到熔點,能繼續(xù)吸熱,所以試管中的冰開始熔化,故ABD不符合題意,C符合題意。
    故選C。
    【能力培優(yōu)】
    11.(23-24八年級上·江蘇無錫·階段練習(xí))小明猜想水中加入別的物質(zhì)后一定會對水的凝固點產(chǎn)生影響,為了驗證,他將一些鹽放入水中,并把鹽水用容器盛好放入冰箱,研究鹽水的凝固過程。每隔一定時間,小明就觀察鹽水狀態(tài)、測出溫度,并將凝固過程記錄的溫度數(shù)據(jù)畫成了凝固圖像,如圖1所示。
    (1)從圖像中可以看出鹽水從第10分鐘開始凝固,凝固過程用了 分鐘。15分鐘物體處于 (選填“固態(tài)”“液態(tài)”“固液共存態(tài)”)
    (2)從圖像中得到晶體的液態(tài)物質(zhì)在凝固時的溫度將 ;(選填“變小”“變小”或“不變”)
    (3)凝固點為 ℃。實驗驗證了小明的猜想,因為與水相比,凝固點變 了(選填“高”或“低”);
    (4)如果將一個裝有冰水混合物的試管放入正在熔化的鹽冰水混合物中,如圖2所示,試管中的冰水混合物中的冰會 (選填“變多”、“變少”或“不變”)。
    【答案】 10 固液共存態(tài) 不變 -2 低 變多
    【詳解】(1)[1]從第10min開始凝固,到第20min完全凝固,凝固過程掛線了10min。
    [2]第15分鐘時,物質(zhì)還有凝固完畢,所以處于固液共存狀態(tài)。
    (2)[3]從圖1中得知,液體在凝固時,溫度保持不變。
    (3)[4]讀圖1可知,鹽水凝固過程中溫度保持在-2℃不變,故鹽水的凝固點為-2℃。
    [5]水的凝固點為0℃。故將水中增加了其他物質(zhì)后,其凝固點將降低。
    (4)[6]冰水混合物的溫度為-2℃,正在凝固的鹽水的溫度為-2℃。故冰水混合物將向外放熱,有更多的水凝固成冰,所以冰會變多。
    12.(23-24八年級上·江蘇南京·階段練習(xí))小兵用圖中的實驗裝置來探究某物質(zhì)的熔化特點。

    (1)實驗中采用“水浴法”加熱的好處有:①能減緩物體升溫速度,便于實驗現(xiàn)象觀測和數(shù)據(jù)記錄;②能使 ;
    (2)實驗表格如表所示,則表格中(a)、(b)兩處應(yīng)填寫 和 ;
    (3)實驗中,他所測得的溫度值比真實值要高,則他可能是按圖2中的 (選填“A”、“B”或“C”)方法進行讀數(shù)的;
    (4)他改正了錯誤的讀數(shù)方法后,又正確地進行了實驗,并根據(jù)所記錄的實驗數(shù)據(jù)描繪該物質(zhì)的溫度隨時間變化的關(guān)系圖像,如圖3所示,第8min時,該物質(zhì)處于 態(tài),在第7min時,若將試管從溫水中取出,并立即放入熔點為-4℃的鹽冰水混合物中,此時試管中該物質(zhì)的溫度 (選填“升高”“降低”或“不變”),其原因是 。
    (5)小紅也組裝了圖1中的器材來探究該物質(zhì)的熔化特點。實驗時,她觀察水中的試管底部和周圍,發(fā)現(xiàn)試管最底部的物質(zhì)最先發(fā)生熔化,這是由她在實驗時的一處操作錯誤引起的,則:該錯誤可能是 。
    (6)圖4是將裝有液態(tài)海波的小試管放入室溫的水中。根據(jù)溫度計A和B的示數(shù),繪制了海波和水的溫度隨時間變化的圖像(如圖5)。由圖像可知,在第2min時,小試管內(nèi)的海波處于 態(tài)(選填“固”、“液”或“固液共存”)。在第10min時,海波 (能/不能)繼續(xù)凝固,其原因是 。
    【答案】 物質(zhì)受熱均勻 狀態(tài) 溫度 A 固液共存 不變 冰水混合物放熱,一部分水凝固,凝固過程溫度不變 實驗時將試管碰到燒杯底部 液 不能 第時海波的溫度和水的溫度相等,不會發(fā)生熱傳遞
    【詳解】(1)[1]實驗中采用“水浴法”加熱的好處不僅能減緩物體升溫速度,便于實驗現(xiàn)象觀察和數(shù)據(jù)記錄,也能使物質(zhì)受熱均勻。
    (2)[2][3]在固體熔化時溫度變化規(guī)律的實驗探究中,應(yīng)注意觀察試管中物質(zhì)的溫度和狀態(tài)變化,則設(shè)計的表格中應(yīng)填寫狀態(tài)和溫度。
    (3)[4]溫度計進行讀數(shù)時,仰視會使結(jié)果偏小,俯視會使結(jié)果偏小,小兵所測得的溫度值比真實值要高,可能按A方法進行讀數(shù)。
    (4)[5][6][7]通過圖像段溫度保持不變,可知該物質(zhì)此時屬于熔化過程,熔化吸熱,其在第8min處于固液共存態(tài),屬于晶體;在第時是熔化過程,處于固液共存態(tài),取出并立即放入熔點為的鹽冰水混合物中,根據(jù)熱傳遞的條件,冰水混合物放熱,水的質(zhì)量減少,冰的質(zhì)量增小,則一部分水凝固,晶體在凝固過程溫度保持不變。
    (5)[8]實驗時若將試管碰到燒杯底部,則接近火焰處,溫度偏高,則最底部的物質(zhì)最先發(fā)生熔化。則小紅錯誤操作可能是實驗時將試管碰到燒杯底部。
    (6)[9][10][11]由圖像可知,在第時,小試管內(nèi)的海波還有凝固,處于液態(tài),此過程中,海波不斷放熱;第時海波的溫度和水的溫度相等,不會發(fā)生熱傳遞,海波的凝固已經(jīng)停止。
    13.(23-24八年級上·四川綿陽·期末)小聰在探究“冰熔化時溫度變化的規(guī)律”的實驗中,分別在燒杯和試管中放入適量的碎冰,并各放了一支溫度計,組成如圖甲所示的實驗裝置,完成下面的探究實驗。
    (1)實驗中需要的測量工具是溫度計和 。安裝實驗器材時,小聰應(yīng)按照 (選填“自下而上”或“自上而下”)的順序進行;
    (2)實驗中應(yīng)用 (選填“顆粒較小”或“顆粒較小”)的碎冰,用“水浴法”加熱的目的是 ;
    (3)實驗過程中A、B兩個溫度計的示數(shù)隨時間變化的圖像如圖乙所示,通過分析圖像可知, (選填“實”或“虛”)線是試管內(nèi)碎冰的溫度隨時間變化的圖像。第7min時燒杯內(nèi)的碎冰處于 態(tài),此時試管內(nèi)的碎冰 (選填“能”或“不能”)熔化;
    (4)通過實驗可以得出晶體熔化的條件:溫度達到熔點, 。
    【答案】 停表 自下而上 顆粒較小 使物質(zhì)受熱均勻 虛 固液共存 不能 繼續(xù)吸熱
    【詳解】(1)[1]實驗中需要每隔相同的時間記錄一次溫度,所以需要的測量工具還有停表。
    [2]實驗時,用酒精燈的外焰加熱燒杯,溫度計的玻璃泡不能碰到燒杯底,所以應(yīng)自下而上安裝器材。
    (2)[3][4]實驗時,應(yīng)用較小顆粒的碎冰,用水浴法進行加熱,可使碎冰的受熱更均勻。
    (3)[5]由圖乙知,實線所示溫度先達到0攝氏度,虛線所示溫度后達到0攝氏度,即實線對應(yīng)的碎冰先熔化,虛線對應(yīng)的碎冰后熔化。酒精燈對燒杯中的碎冰加熱,試管中的碎冰吸收燒杯中碎冰的熱量,溫度升高,則燒杯中的溫度比試管中的溫度高,所以燒杯中碎冰先熔化,試管中的碎冰后熔化,可知,實線是燒杯中碎冰的溫度隨時間變化圖像,虛線是試管中碎冰隨時間變化的圖像。
    [6]由圖乙知,燒杯中的碎冰熔化過程從第4min到第10min,第7min處于熔化過程,碎冰處于固態(tài)共存態(tài)。
    [7]第7min,試管內(nèi)外的溫度都為0,達到冰的熔點,但試管中的碎冰不能繼續(xù)吸熱,不能熔化。
    (4)[8]燒杯中的碎冰達到熔化溫度,且繼續(xù)吸熱,能熔化,試管中的碎冰達到熔化溫度,不能繼續(xù)吸熱,不能熔化,所以晶體熔化的條件是:溫度達到熔點,且繼續(xù)吸熱。
    2022年課程標(biāo)準(zhǔn)
    物理素養(yǎng)
    1.1.3經(jīng)歷物態(tài)變化的實驗探究過程,知道物質(zhì)的熔點、凝固點和沸點,了解物態(tài)變化過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象。能運用物態(tài)變化知識說明自然界和生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
    物理觀念:物態(tài)變化,熔化和凝固,熔點和凝固點,晶體和非晶體,熔化吸熱和凝固放熱。
    科學(xué)思維:通過探究實驗使學(xué)生學(xué)會用圖像探究物理規(guī)律的方法。
    科學(xué)探究:研究固體熔化時溫度的變化規(guī)律。
    科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過觀察、實驗以及探究的過程激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對科學(xué)的求知欲望,使學(xué)生體會到科學(xué)探究的樂趣,理解科學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。
    提出問題
    從冰箱冷凍室中取出一塊冰塊放入碗中,在室溫下不久冰塊就開始熔化,之后一段時間內(nèi)碗里都是冰和水混合在一起的情況。如果用溫度計測量,就會發(fā)現(xiàn)盡管冰在逐漸熔化變少,但水的溫度并有升高。這是怎么回事?想一想:其他物質(zhì)熔化時的溫度是否也不變?
    實驗器材和實驗裝置
    海波、石蠟、鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯、小試管、溫度計、攪拌器、水、火柴。
    設(shè)計實驗
    探究海波(硫代硫酸鈉)和石蠟的熔化過程。分別取適量的海波和石蠟(研碎),對它們進行加熱,測出加熱過程中的溫度,觀察熔化的情況,根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制圖像,比較二者熔化時溫度的變化規(guī)律。
    進行實驗與收集證據(jù)
    (1)在兩個分別盛有海波和石蠟的的試管中各插入一個溫度計,再將試管放入盛水的燒杯中,使試管均勻受熱;
    (2)用酒精燈外焰對燒杯緩慢加熱,觀察海波和石蠟的變化情況,以及溫度計示數(shù)的變化;
    (3)待海波溫度升至40℃、石蠟溫度升至50℃,每隔1min記錄一次溫度計的示數(shù),在海波和石蠟完全熔化后再記錄3—4次。數(shù)據(jù)記錄如表所示
    表1 海波熔化時溫度、狀態(tài)隨時間變化情況記錄表
    時間/min
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    海波的溫度/℃
    40
    42
    44
    46
    48
    48
    48
    48
    48
    48
    50
    53
    56
    狀態(tài)
    固態(tài)
    固液共存
    液態(tài)
    表2 石蠟熔化時溫度、狀態(tài)隨時間變化情況記錄表
    時間/min
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    石蠟的溫度/℃
    52
    55
    58
    61
    62
    63
    64
    65
    66.5
    69
    72
    74
    76
    狀態(tài)
    固態(tài)
    黏稠狀態(tài)
    液態(tài)
    分析與論證
    (1)以方格紙上的縱軸表示溫度,橫軸表示時間,將表1、表2中的數(shù)據(jù)分別在兩方格紙上描點,然后再將所有的點用平滑的曲線連起來,得到海波和石蠟溫度隨時間變化的圖像,如圖所示。

    海波溫度隨時間變化圖像 石蠟溫度隨時間變化圖像
    (2)分析圖像
    根據(jù)海波熔化圖像的特征可知,海波吸收熱量,溫度逐漸上升,溫度達到48℃時開始熔化。熔化過程中繼續(xù)吸熱,溫度保持不變;熔化完,繼續(xù)吸熱升溫。
    結(jié)合石蠟的熔化圖像可知石蠟的熔化情況與海波不同;隨著加熱時間的增加,石蠟由固態(tài)慢慢地變軟、變稠、變稀,逐漸熔化為液態(tài),這個過程石蠟不斷吸熱,溫度逐漸升高。
    實驗結(jié)論
    (1)物質(zhì)在熔化過程中都要吸收熱量。
    (2)不同的物質(zhì)在熔化過程中溫度的變化規(guī)律不同。有的物質(zhì)(如海波)在熔化過程中雖然繼續(xù)吸熱,但溫度保持不變;有的物質(zhì)(如石蠟)在熔化過程中先變軟,后變稀,最后熔化為液體,且隨著加熱時間的延續(xù)溫度逐漸升高。
    交流與反思
    (1)安裝實驗器材要按照自下而上的順序進行,目的使用酒精燈外焰加熱。
    (2)讓海波、石蠟均勻受熱的三種措施:①采用水浴法加熱;②在加熱過程中用攪拌器不斷攪拌;③將物質(zhì)研碎。
    (3)選用小顆粒固體的目的:可以使固體受熱均勻,便于與溫度計的玻璃泡充分接觸。
    (4)燒杯中的水要適量,原因是:①水太多會延長實驗時間;②水太少不能使固體浸沒,會造成固體受熱不均勻。
    (5)撤掉酒精燈后,固體停止熔化;繼續(xù)加熱又開始熔化,這樣操作說明:固體熔化需要吸熱。
    時間/min
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    海波的溫度/℃
    40
    42
    44
    46
    48
    48
    48
    48
    48
    48
    50
    53
    56
    石蠟的溫度/℃
    40
    41
    42
    44
    46
    47
    48
    49
    51
    52
    54
    56
    59
    晶體
    熔點/℃
    晶體
    熔點/℃

    3 410
    海波
    48

    1 538

    0

    1 083
    固態(tài)水銀
    -39

    1 064
    固態(tài)酒精
    -117

    328
    固態(tài)氮
    -210

    232
    固態(tài)氧
    -218
    固態(tài)碘
    114
    固態(tài)氫
    -259

    80.5
    固態(tài)氦
    -272
    熔化吸熱
    凝固放熱
    應(yīng)用
    ①要喝冰涼的飲料,往往會在飲料中加上一些冰塊,并不是直接加冷水。這是因為冰塊的溫度更低,冰塊熔化成水的過程中要吸收熱量,從而使飲料的溫度下降的更多。
    ②夏天,在飯菜的上面放冰塊可防止飯菜變餿,因為冰熔化吸熱,使冷空氣下沉。
    ③鮮魚保鮮,用0℃的冰比0℃的水效果好(冰熔化吸熱)。
    ①北方在冬天時在菜窖里放幾桶水,利用水結(jié)冰凝固時放出的熱量來使窖內(nèi)溫度不至于降太低,以免菜被凍壞。
    ②現(xiàn)在人們研制出一種聚乙烯材料,在15 ℃~40 ℃熔化或凝固,而熔化或凝固時,溫度保持不變。把這種材料制成顆粒狀,摻在水泥中制成儲熱地板或墻壁,天氣熱時(溫度超過40 ℃)顆粒熔化吸熱,天氣冷時(溫度低于15 ℃)又凝固放熱成顆粒,能有效調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。
    物質(zhì)名稱
    固態(tài)水銀




    熔點/℃
    -39
    1064
    1083
    1535
    3410
    鹽溶液濃度
    5%
    10%
    16%
    20%
    凝固點
    -3℃
    -6℃
    -9℃
    -16℃
    時間

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    初中物理人教版(2024)八年級上冊電子課本 舊教材

    第2節(jié) 熔化和凝固

    版本: 人教版(2024)

    年級: 八年級上冊

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