第三章物态变化第2节熔化和凝固课件（人教版）

熔化和凝固第三章第2节 1.能区分物质的气态、液态和固态三种状态，知道物质的固态和液态之间是可以转化的。2.通过探究实验，了解固体熔化和液体凝固时温度随时间变化的规律，知道晶体和非晶体的区别。3.知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义，初步会用图像表示物理规律。 在天气暖和的时候，冰放在外面会融化成水；在冬日严寒的时候，洒在空中的水会凝结成冰，想了解这是为什么吗？这就是物质不同状态之间的转化——物态变化。 物质常见的三种状态自然界中物质通常以固态、液态、气态三种状态存在。（1）在常温下呈现固态的物质，如钢铁、石块等，一般称之为固体；（2）在常温下呈现液态的物质，如水、煤油等，一般称之为液体；（3）在常温下呈现气态的物质，如氧气、水蒸气等，一般称之为气体。知识点1物态变化 浇铸通常呈气态的氧气、氦气、氢气等，在温度很低时也会变成液态、固态。通常呈固态的铝、铜、铁等金属，在温度很高时也会变成液态、气态；物态变化随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。 物质各种状态间的变化叫做物态变化。物体形状的改变和物质状态的变化不是一回事，物体形状的改变不是物态变化。例如,冰块熔化成水，水加热变成水蒸气，这都是水在三种状态间的变化，也就是物态变化。 下列情景中，哪个过程属于物态变化（）A.铁棒放在火炉中被烧红了B.铁丝被折弯了C.窗户上的玻璃被打碎了D.阳光下，小雪人“流汗”了D温度改变，状态未变形状改变，状态未变形状改变，状态未变水从固态变成了液态，发生了物态变化。 蜡烛先由固态变成液态，然后又由液态变成固态。实验一：将蜡烛点燃，观察蜡烛的变化。知识点2熔化和凝固现象：不断有烛油往下流，烛油冷却后又变成了蜡块。 实验二：夏天，将雪糕放室温下观察雪糕的变化。现象：雪糕逐渐变小、融化，并流了下来。雪糕由固态变成液态。 实验三：将通电加热的电烙铁放到松香上，然后拿开，观察松香的变化。现象：部分松香变软熔化，拿走电烙铁后，又慢慢变硬。部分松香先由固态变成液态，然后又由液态变成固态。 实验四：将半碗水放入冰箱冷冻室后过一段时间取出看一下这碗水的变化。通过观察上面四个实验我们可以发现：固体被加热可以变成_______，液体冷却可以变成_______。液体固体现象：碗中的水结成了冰。水由液态变成固态。 物质从固态变成液态的过程叫做熔化，如冰融化成水。从液态变成固态的过程叫做凝固，如水结成冰。熔化凝固固态液态气态 提出问题：不同的物质在由固态变成液态的过程中，温度的变化规律相同吗?猜想与假设：（1）不同的物质在由固态变成液态的过程中，温度的变化规律相同；（2）不同的物质在由固态变成液态的过程中，温度的变化规律不同。 设计实验：探究固体熔化时温度的变化规律（1）设计想法：探究海波（硫代硫酸钠）和石蜡的熔化过程，分别取适量的海波和石蜡（研碎），对它们进行加热，测出加热过程中的温度，观察熔化的情况，根据记录的数据绘制图像，比较二者熔化时温度的变化规律。 铁架台酒精灯石棉网烧杯温度计试管（2）实验器材：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、钟表、海波、蜂蜡、水等。 （1）在两个分别盛有海波和蜂蜡的试管中各插入一支温度计，再将试管放在盛水的烧杯中，使试管均匀受热。（2）用酒精灯外焰对烧杯缓慢加热，观察海波和蜂蜡的变化情况，以及温度计示数的变化。（3）待海波温度升至40℃，蜂蜡的温度升至50℃，每隔1min记录一次温度计的示数，全熔化后再记录3-4次，数据记录如下表所示。进行实验和收集证据 记录表格时间/min0123456789101112海波的温度/℃40424446484848484848505356状态固态固液共存态液态 记录表格时间/min0123456789101112蜂蜡的温度/℃52555861626364656770717274状态固态粘稠状态液态 （1）以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表中的数据分别在两方格纸上描点，然后再将所有的点用平滑的曲线连起来，得到海波和蜂蜡温度随时间变化的图像。分析与论证 时间/min温度/℃海波温度随时间变化的图像ABCD 蜂蜡温度随时间变化的图像温度/℃时间/min （2）分析图像：根据海波熔化图像的特征，可将整个过程分为3段：AB段、BC段和CD段。结合实验数据可以看出:①AB段——海波的状态是固态，这段时间海波吸热，温度不断升高；②BC段——海波的状态是固液共存态，这段时间海波吸热熔化，但温度保持为48℃；③CD段——海波完全变为液态，这段时间海波吸热，温度不断升高。 根据蜂蜡熔化图像可知蜂蜡的情况与海波不同：随着加热时间的增加蜂蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀，逐渐熔化为液态，整个熔化过程蜂蜡不断吸热，温度也逐渐升高。 得出结论：（1）物质在熔化过程中都要吸收热量。（2）不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同，有的物质（如海波）在熔化过程中虽然继续吸热，但温度保持不变；有的物质（如蜂蜡）在熔化过程中变软，后变稀，最后变为液态，且随着加热时间的延续温度逐渐升高。 实验注意事项：（1）安装实验器材时应按照自下而上的顺序进行。（2）实验时，海波和蜂蜡应适量，目的是避免加热时间过短或过长，影响实验效果。（3）实验时，温度计的玻璃泡要与被测物质充分接触，但不能触碰试管壁或试管底。（4）记录温度的时间间隔不要太长，否则可能记录不到物质熔化时温度不变的过程。 （5）酒精灯的使用：①不能用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯；②用外焰加热；③用完酒精灯后必须用灯冒盖灭(不能用嘴吹灭)。酒精灯火焰分为外焰、内焰和焰心，加热时要用外焰加热酒精灯不能相互引燃 （6）让海波、石蜡均匀缓慢受热的三种措施：①采用水浴法加热；②在加热过程中用搅拌器不断搅拌；③将物质研碎。（7）切勿将温度计当搅拌器使用。（8）烧杯下面放石棉网的目的是使烧杯受热均匀。 水浴法水浴法是一种能给物体均匀、间接地加热，并能控制温度上升速度的好方法，如在上面的实验中海波的熔化温度是48℃，而酒精灯火焰的温度高达几百摄氏度，如果用酒精灯直接给海波加热，由于海波不能均匀受热，将难以观察和记录其熔化过程的现象和实验数据、而把试管放入盛水的烧杯中，用酒精灯对烧杯加热，通过烧杯中的水缓慢、均匀加热试管，使试管内的海波均匀受热，缓慢升温，从而能够有充分的时间测量温度和观察现象。 加热并搅拌，而不是用酒精灯直接加热，目的是使试管内的海波______________________。(2)将装海波的试管放在盛水的烧杯内如图所示是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。(1)安装实验器材时，应按照__________________（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。自下而上均匀受热酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度，按照从下而上的顺序进行。水浴法使海波均匀受热，便于记录实验温度 海波在第6分钟时处于___________状态时间/min012345678910海波的温度/℃4042444648484848495051固液共存(3)下表是实验中记录的数据由表格知，第6min时，物体处于熔化过程中，所以为固液共存状态。 晶体和非晶体有些固体在熔化过程中尽管不断吸热，温度却保持不变，有固定的熔化温度，例如冰、海波、各种金属等，这类固体叫做晶体。知识点3熔点和凝固点 玻璃塑料蜂蜡橡胶有些固体在熔化过程中只要不断的吸热，温度就不断地上升，没有固定的熔化温度，例如蜡、松香、玻璃、沥青等，这类固体叫做非晶体。 液体凝固形成晶体时也有确定的温度，这个温度叫做凝固点。同一物质的凝固点和它的熔点相同。非晶体没有确定的凝固点。熔点和凝固点晶体熔化时的温度叫做熔点。晶体不同，熔点一般也不同；非晶体没有确定的熔点。如果在一种晶体中掺入其他物质，则该晶体的熔点和凝固点会发生变化。例如，在水中加入盐或酒精，可降低水的凝固点，所以冬天在大量积雪的公路上撒盐可以降低雪的熔点，加速雪的熔化。 熔化与凝固图像温度/℃时间/min熔点CD固液共存液态晶体的熔化图像0AB1.熔化图像AB段内物质是固态，吸热升温；固态BC段表示熔化过程（在B点时，物质开始熔化，到C点熔化结束），物质处于固液共存态，吸热温度保持不变；CD段内物质是液态，吸热升温。 时间/min硬软稀液态非晶体的熔化图像温度/℃0如图所示为非晶体的熔化图像。由图像可知：非晶体在熔化过程中不断吸热，温度不断上升。 2.凝固图像EF段时间内物质是液态，放热降温；温度/℃时间/min凝固点HG固液共存液态晶体的凝固图像0EF固态FG段表示凝固过程（在F点物质开始凝固，到G点凝固结束），物质处于固液共存态，放热温度保持不变；GH段时间内物质是固态，放热降温。 时间/min温度/℃0非晶体的凝固图像硬软稀液态如图所示为非晶体的凝固图像。由图像可知：非晶体在凝固过程中不断放热，温度不断降低。 晶体熔化与凝固的条件钨3410℃银962℃萘80℃固态酒精-117℃钢1515℃铝660℃海波48℃固态氧-218℃铜1083℃铅328℃冰0℃固态氮-210℃金1064℃锡232℃固态水银-38.8℃固态氢-259℃几种晶体的熔点（标准大气压）晶体熔化的条件:①温度达到熔点；②继续吸热。晶体凝固的条件:①温度达到凝固点；②继续放热。 想一想：黑龙江省北部最低气温曾经达到-52.3℃，这时还能使用水银温度计吗？为什么？应该使用什么样的液体温度计？不能使用水银温度计。常见的温度计是根据液体的热胀冷缩原理工作的，因为水银的凝固点为-38.8℃，此时该地区的温度低于水银的凝固点，水银已经处于固态，所以无法使用。应该使用酒精温度计，因为酒精的凝固点为-117℃，气温即使下降到-52.3℃,酒精也不会凝固。 如图所示是某物质在熔化时温度随加热时间变化的图像。由图可知：该物质是（选填“晶体”或“非晶体”），其中BC段物质处于（选填“固态”“液态”或“固液共存态”）。该物质的熔点为℃。温度/℃时间/minCDAB25480510该物质在BC这段时间内，吸热但温度保持48℃不变，表明该物质是晶体，熔点为48℃。BC段是熔化过程，物质处于固液共存态。晶体固液共存态48 1.晶体在熔化或凝固过程中虽然温度保持不变，但必须继续吸热或放热，才能保证熔化或凝固过程的完成。晶体在熔化或凝固过程中吸收或放出的热量，不是用来升高或降低温度的，而是用来完成熔化或凝固。2.非晶体在熔化或凝固时也要相应地吸热或放热，边升温边熔化或边降温边凝固。知识点4熔化吸热凝固放热 思考1：夏天，如果我们要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上几个冰块，而不是直接加冷水。一是冰块的温度更低，二是冰块熔化成水的过程中吸热，从而使饮料的温度下降得快。思考2：在北方的冬天，为了很好地保存蔬菜，人们通常会在菜窖里放几桶水，这是为什么？因为北方的冬天气温低，在菜窖里放几桶水就是利用水凝固时放热，使菜窖内温度不致于太低，菜不致于冻坏。 C.该物质是非晶体D.第15min该物质处于液态如图甲所示为某物质的熔化图像，根据图像可知（）A.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图乙所示），则试管内冰的质量会逐渐增加B.图乙中，冰水混合物中的冰、水质量都不会变化A固液共存此时该物质温度为-1.5℃，并且熔化过程中要吸热，冰水混合物会放热，冰就会增加。 凝固熔化液态固态晶体有凝固点非晶体无凝固点晶体有熔点非晶体无熔点放热吸热气态 2.在玻璃、石英、沥青、铁、萘等物质中，有属于晶体的是_____________________；属于非晶体的是__________________。石英、铁、萘玻璃、沥青1.用等量的0℃的水和0℃的冰来冷却物体，_____________的冷却效果较好，因为它在___________过程中要___________热量。0℃的冰熔化吸收0℃的冰变成0℃的水时，需要从周围吸收热量，从而降低及周围的温度更利于冷却物体。 3.下列现象中，不属于熔化的是：（）A.-40℃的水银变成0℃的水银B.冰变成水C.玻璃在高温状态下变成液态玻璃D.食盐放入水中化成盐水D都是从固态到液态，是熔化。水银的熔点是-38.8℃固态物质在液体中分散开来，最后变成液态的混合物的现象是溶化 4.（2020·株洲中考）某晶体熔化时温度随时间变化的图象如图所示，下列判断正确的是（　　）根据图像中该物质在熔化过程中温度保持不变的特征可以判断这种物质是一种晶体。A.第5min，晶体开始熔化B.晶体熔化过程持续20minC.晶体在熔化过程中不吸收热量D.晶体的熔点是80℃D1025-10=1525持续√