文档内容
3.2 熔化和凝固 （导学案）
【学习目标】
1. 能区别物质的气态、液体和固态三种形态，知道物质的固态和液态之间是可以转化的。
2. 了解熔化和凝固。能用熔化和凝固的知识解释生活中的现象。
3. 知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义，并知道晶体和非晶体之间的区别。
4. 通过探究实验使学生学会用图像探究物理规律的方法。
【学习重点】
1．海波熔化实验。 2. 熔化曲线的物理含义。
【学习难点】
用图像探究物理规律的方法。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．大多数物质有固态、液态、气态三种状态。随着温度的变化，物质由一种状态变成另一种状态，
这种现象叫做物态变化。
2．熔化与凝固：物质由固态变成液态的过程叫熔化，熔化时要吸热（吸/放）。物质从液态变成固
态的过程叫凝固，凝固时要放热（吸/放）。
3．固体可分为晶体和非晶体。晶体有固定的熔化温度，这个温度叫熔点，这类物质熔化时不断吸
热，但是温度不变。非晶体没有固定的熔化温度，这类物质熔化时不断吸热，温度升高。
【合作探究】
探究一、物态变化
【想一想】水有几种状态？水有三种状态：固态的是冰、液态的是水、气态的是水蒸气。
水结冰时，是从液态变为固态；冰熔化为水时，是从固态变为液态；杯中的水慢慢减少，是水变
为水蒸气，即从液态变为气态。可见，水的三种状态在一定条件下是可以相互转化的（选填“可以”
或“不可以”）。
1. 物态变化： 物质在固态、液态、气态之间发生变化的过程叫做物态变化。
【做一做】把一支蜡烛点燃，竖直固定在桌子上，观察到火焰下方蜡的状态是液态；把蜡烛油滴
在桌子上，蜡烛油又凝固成了固态。
实验表明，蜡烛可以在固态与液态之间发生相互转化。【例题1】下列属于物态变化的是（ B ）
A. 尘土飞扬 B. 冰雪消融
C. 铁块变形 D. 花开花落
【解析】冰雪消融是冰从固态变为液态，属于物态变化；尘土飞扬，铁块变形，物态没有发生变
化。花开花落与物态变化无关。 所以选B。
探究二、熔化和凝固
1. 熔化和凝固
（1）熔化和凝固：物质从固态变成液态的过程叫熔化。物质从液态变成固态的过程叫凝固。
（2）生活中熔化、凝固的实例：
①熔化的实例：冰化成水、点燃的蜡烛熔化、雪糕熔化等。
②凝固的实例：水结冰、蜡烛油凝固、食品放入冰柜中冷冻等。
【想一想】我们经常看到冰熔化成水、蜡烛点燃熔化为液态的现象，那么冰的熔化和蜡烛的熔化过
程中温度的变化规律相同吗？
我们通过实验来探究，进行设计实验。
2. 探究固体熔化时温度的变化规律
【设计实验】
（1）小组讨论：
◇实验使用什么器材? 怎样装置？
◇实验的操作步骤有哪些?
◇实验中要观察的现象和记录的数据有哪些?
◇记录数据的表格如何设计?
◇组员该如何分工?
◇实验中需要注意哪些问题? 实验装置图
（2）对讨论结果进行归纳：
①实验器材及装置如图所示。加热方法：把盛海波的试管放入盛水烧杯中加热，可使物体均匀、
缓慢受热。这种方法叫做“水浴法”。
②组员进行分工：每个小组为4人，分工进行报时和报温度值、报物质状态（固态、液态、还是
固液混合）、记录和照顾仪器等。③实验注意事项：
a. 实验装置应该按照从下到上（从下到上/从上到下）的顺序组装：先按照酒精灯火焰的高度固定
好放置石棉网的铁圈，在石棉网上放好装水的烧杯后，再根据装固体的试管浸入水中的深度固定试管，
最后再调整温度计的悬挂高度。
b. 将搅拌器和温度计的玻璃泡插入试管里的海波粉(或蜡）中，温度计的玻璃泡不要接触试管壁和
底，要埋在海波粉中，实验时为使物体受热均匀，要不断地进行搅拌。
c. 为了缩短实验时间，水要尽量少（但要浸没试管中的固体部分，且试管不要碰触杯底），可用
40℃左右的水。
【进行实验与收集证据】
（1）分别将海波和蜡分别放入试管中，并用酒精灯加热。
（2）将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始每隔大约1min记录一次温度，观察海波的
状态；在海波和蜡完全熔化后再记录4～5次。把数据填入表格。
（3）表格设计（供参考）：
时间/min 0 1 2 3 4 5 ……
海波温度/℃
海波状态
石蜡温度/℃
石蜡状态
【分析与论证】
（1）画出温度—时间图像（见下图）
用纵轴表示温度，横轴表示时间，根据表中记录的各个时刻的温度，在方格纸上描点，然后将这些
点连接起来，就得到海波与石蜡熔化时温度随时间变化的图像。
（2）分析图像
①根据海波图象的特征，可分为三段：AB段、BC段和CD段，结合实验数据可以看出：
AB段：海波的状态是固态（固/液），随加热时间的增加，海波吸热，温度升高（升高/不变）；
BC段：海波的状态是固液共存状态，随加热时间的增加，海波吸热，但温度不变（升高/不变）；
CD段：海波的状态是液态（固/液），随加热时间的增加，海波吸热，温度升高（升高/不变）。
②根据石蜡熔化图象的特征，通过分析知道，随着加热时间的增加，石蜡由固态慢慢地变软、变稠、
变稀为液态，整个过程一直在吸热，温度一直在升高（升高/不变）。（3）实验结论：
海波在熔化过程中，温度不变，需要继续吸热，石蜡在熔化过程中，温度升高，需要继续吸热。
【交流合作】
与其他小组进行交流。你们的结论和别的小组的结论是不是相同？如果不同，找找原因。
【例题2】小明利用图甲所示器材探究海波熔化时温度的变化规律，根据图中信息回答：
（1）该实验中先把海波放入试管再放在烧杯中加热的原因是_______；
（2）由图可知海波的熔点是_______℃，当加热至第 3 min 时， 海波处于_______ 状态（选填
“固态”、“液态” 或“固液共存”）；
（3）图中海波熔化过程共经历_______min ，若要延长海波的熔化过程，可以__________。
【答案】（1）受热均匀；（2）48，固液共存；（3）2，增加海波的质量。
【详解】（1）根据实验目的，该实验中先把海波放入试管再放在烧杯中采用水浴法加热，可以使
海波受热均匀。
（2）从图中可以看出，该物质在熔化过程中保持48℃不变，故48℃就是其熔点，根据图像可知，
其熔化的时间段为2min-4min，所以加热至第3min时，海波处于熔化过程中，是固液共存态。
（3）根据图像可知，其熔化的时间段为2min-4min，则熔化过程经历了2min，要延长熔化的时间，
可以增加海波的质量，使其需要吸收更多的热量。
探究三、熔点和凝固点
【分析图像】分析海波与石蜡熔化时的温度变化曲线，两种固体熔化过程的主要区别是：海波有（有/没有）固定的熔化温度，石蜡 没有 （有/没有）固定的熔化温度。
1. 晶体和非晶体
（1）晶体：有固定熔化温度的一类固体叫做晶体。例如冰、海波、食盐、萘、各种金属等。
（2）非晶体：没有固定熔化温度的一类固体叫做非晶体。常见的一些非晶体：如石蜡、松香、玻
璃、沥青等。
晶体熔化时的温度变化曲线 非晶体熔化时的温度变化曲线
2. 熔点和凝固点
（1）熔点：晶体熔化时的温度叫熔点。
（2）凝固点：晶体溶液凝固时的温度叫凝固点。同种物质（晶体）的凝固点和熔点相同。非晶体
没有（有/没有）确定的熔点。
（3）分析晶体的凝固图象（甲图）
甲图是海波凝固时温度随时间变化的图像。
晶体凝固时的温度变化曲线 非晶体凝固时的温度变化曲线
①EF段：物质处于液态、放热降温的过程。
②FG段：物质处于固液共存态、晶体溶液的凝固过程，放出热量，温度不变（凝固点）。
③GH段：物质处于固态、放热降温过程。
（4）分析非晶体的凝固图像（乙图）
乙图是石蜡凝固时温度随时间变化的图像。非晶体在凝固过程中，没有（有/没有）确定的温度，
随着放热，温度持续降低，状态逐渐变粘、变稠、变硬，变成固态。同种物质的凝固点和熔点相同，非晶体没有（有/没有）确定的凝固点。
【阅读】小资料—几种晶体的熔点 （标准大气压）
晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃
①不同晶体熔点不同，熔点是晶体的一种特性。
钨 3 410 铝 660 固态水银 -39
②记住冰的熔点是0℃，钨的熔点最高。
铁 1 535 铅 328 固态甲苯 -95
【例题3】如表列出了几种晶体的熔点，下列说法错误的是（ C ）
钢 1 515 锡 232 固态酒精 -117
灰铸铁 1 177 萘 80.5 固态氮 -210
固态氢 -259℃ 固态酒精 -117℃
铜 1 083 海波 48 固态氧 -218
固态水银 -39℃ 金 1064℃
金 1 064 冰 0 固态氢 -259
钢 1300℃ 钨 3410℃
A．在-268℃时，氢是固态 B．灯的灯丝用钨制成，不容易熔化
C．纯金掉入钢水中不会熔化 D．水银温度计在-40℃时不能使用
【详解】A．固态氢的熔点是-259℃，-268℃低于-259℃，所以在-268℃时，氢是固态，A正确；
B．灯丝用钨制成，是因为钨的熔点高，灯丝不容易熔化，故B正确；
C．钢的熔点是1300℃，钢水的温度等于或高于1300℃，金的熔点是1064℃，金放在钢水中，金
能达到熔点，能从钢水中吸收热量，所以金在钢水中一定熔化，故C错误；
D．水银的凝固点和熔点相等，所以水银的凝固点是-39℃，低于-39℃时水银是固态，不能根据液
体热胀冷缩原理工作，故在-40℃时不能使用，故D正确。所以选C。
【例题4】小明同学在探究固体熔化的活动中，作出了如图所示的图象。
（1）从图象可知，这种固体是_____（填“晶体”或“非晶体”），它的熔点是____。
（2）1min时物质是____态、10min时物质是_______状态，18min时物质是____态．【答案】（1）晶体，0℃。（2）固，固液共存；液。
【解析】（1）从图象可知，在5～10min这段时间内，固体吸收热量，温度不变，属于晶体，它
的熔点是0℃。（2）1min时物质是固态，3min时物质是固液共存状态，7min时物质是液态．
探究四、熔化吸热 凝固放热
1. 熔化吸热
根据上述实验，经分析可以得出：晶体在熔化过程中尽管温度保持不变，但必须不断吸热，才能
进行。非晶体熔化也需要吸热，但温度一直上升。
（1）晶体熔化的条件：一是温度达到熔点；二是继续吸收热量。
晶体熔化时虽然温度不变，但是必须加热，若停止加热熔化也会马上停止，即熔化过程要吸热。
（2）非晶体熔化的条件：吸收热量。
物质在固态时能量低，在液态时能量高，熔化时，是从低能量状态到高能量状态，所以要吸热。
（3）熔化吸热的应用：
①要喝冰凉的饮料，往往会在饮料中加上一些冰块，并不是直接加冷水。这是因为冰块的温度更
低，冰块熔化成水的过程中要吸收热量，从而使饮料的温度下降的更多。
②夏天，在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊，因为冰熔化吸热，使冷空气下沉。
③鲜鱼保鲜，用0℃的冰比0℃的水效果好（冰熔化吸热）。
2. 凝固放热
【进行推理】根据上述实验，引导学生推理得出：因为冰熔化成水的过程中要吸热，水结冰时
（凝固）是熔化的逆过程，所以无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热。
（1）晶体凝固的条件：一是温度达到凝固点；二是继续放出热量。
（2）非晶体凝固条件：放出热量。
晶体凝固时放出热量，但温度不变；非晶体凝固时放出热量，温度降低。
（3）凝固放热的应用：
①北方在冬天时在菜窖里放几桶水，利用水结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于降太低，
以免菜被冻坏。
②现在人们研制出一种聚乙烯材料，在15 ℃~40 ℃熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时（温度超过40 ℃）颗粒熔化吸热，
天气冷时（温度低于15 ℃）又凝固放热成颗粒，能有效调节室内的温度。
【例题5】有一种聚乙烯材料可以在15℃～40℃范围内熔化和凝固，则这种材料属于______（选
填“晶体”或“非晶体”）。把它掺在水泥里，制作储热地板和墙壁，可以起到调节室温的作用，这
是因为它在室温高时 _____吸热，室温低时 _____放热。（两空均填写物态变化名称）
【答案】非晶体，熔化，凝固。
【解析】聚乙烯材料可以在15-40℃范围内熔化和凝固，说明聚乙烯材料没有一定的熔化和凝固温
度，即没有固定熔点，所以聚乙烯材料是非晶体。
聚乙烯材料凝固时放出热量，使室温升高；聚乙烯材料熔化时吸收热量，使室温降低。
【精讲点拨】
1. 物质吸热温度不一定升高，放热温度不一定降低。如晶体熔化时温度达到熔点，继续吸热，温
度不变，直到晶体熔化完毕，温度才会继续升高；晶体溶液在凝固时，放出热量，温度不变，直到完
全凝固后，温度才会降低。
2. 会根据温度随时间变化的图像分析物质熔化、凝固过程的规律，判断晶体和非晶体。
【归纳整理】
【课堂练习】
1．萘的熔点为80℃，那么80℃的萘处于（ ）
A．固态 B．液态 C．固液共存 D．以上三种都有可能
【答案】D
【详解】萘是晶体，晶体的温度到达熔点或凝固点时，刚开始熔化或凝固时，处于固态或液态；中间可能是固液共存状态；最后完全熔化或凝固，是液态或固态。因此三种状态都有可能。故ABC不
符合题意，D符合题意。
故选D。
2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）
A．晶体和非晶体在熔化过程中温度都升高
B．晶体有熔点，非晶体没有熔点
C．晶体熔化时吸热，非晶体熔化时不吸热
D．当晶体处于熔点温度时，它的状态应该是固态或液态
【答案】B
【详解】ABC．晶体在熔化过程中有固定的熔化温度，即有熔点。晶体熔化时吸收热量，温度保
持不变，物质处于固液共存态。非晶体在熔化过程中没有固定的熔化温度，即没有熔点，吸收热量，
温度升高。非晶体熔化过程中物质由固态先软化，再变稠变稀，最后变为液态。综上分析知，故AC错
误，B正确；
D．当晶体处于熔点温度时，它的状态可能是固态、液态或固液共存态，故D错误。故选B。
3．小华用蜡块做原料，将其熔化后倒在筷子里浇铸了一个小蜡人，整个过程中，随着物态变化，
蜡的温度随时间的变化围线应该是图中的（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】蜡块浇铸成蜡人需要经理的物态变化为先熔化后凝固，由于蜡块属于非晶体，所以熔化
图像是随加热时间的变化温度逐渐升高，凝固图像是随时间温度逐渐降低，故A符合题意，BCD不符
合题意。故选A。
4．如图所示是海波温度随时间变化的图象，则则下列说法错误的是（ ）
A．海波的熔化温度是48℃ B．海波凝固过程经历了10分钟
C．海波在CD段吸收热量 D．海波在BC段放出热量【答案】C
【详解】A．海波在BC段，是凝固过程，温度不变，凝固点48 ℃ ，故A正确；
B．图中BC段是海波的凝固过程，经历了10min﹣5min＝5min，B正确；
CD. 海波在凝固时放出热量，在BC段为固液共存状态，在CD段，是固态海波的降温过程，都要
放出热量，故C错误，D正确。 故选C。
5．如图所示是甲、乙两种固体的熔化图像，则______是晶体，______是非晶体。图中晶体的熔点
是______℃，图中C处是______态，E处是______态。
【答案】甲；乙；48；固液共存；液。
【详解】由熔化图象知，甲熔化过程中温度保持不变，是晶体；乙在熔化过程中温度不断升高，
该物质是非晶体。
由图知，BC段是甲的熔化过程，熔点为48℃。
从B点开始熔化，到D点完全熔化完，C处于熔化过程，所以为固液共存态；E点熔化过程结束，
所以是液态。
6．根据表中的数据，下列说法正确的是（ ）
熔点/℃ （标准大气压）
固态酒精 -117 铅 328
固态水银 -39 铜 1083
冰 0 铁 1535
A．-110℃的酒精是固态
B．不可以将铜块放到铁制容器中熔化C．放在0℃的房间中的水会凝固结冰
D．在-20℃的地区，能用水银温度计测气温
【答案】D
【详解】A．酒精的熔点是-114℃，-110℃的酒精高于熔点，是液态，故A错误；
B．铁的熔点是1535℃，铜的熔点是1083℃，铜在1083℃时吸收热量，开始熔化，可以将铜块放
到铁制容器中熔化，故B错误；
C．同种晶体的熔点和凝固点相等，水的凝固点是0℃，放在0℃房间中的水能达到水的凝固点，
但是水不能继续放出热量，不能凝固，故C错误；
D．水银的熔点是-39℃，在-20℃的地区，水银是液态，能使用水银温度计，D正确。故选D。
7．如图所示，甲是观察冰熔化现象的实验装置，乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化图像，
下列说法正确的是（ ）
A．图甲中的实验装置，安装时应按照“由上到下”的顺序
B．实验中，需要观察试管内物质的状态，并记录温度和加热时间
C．由图乙可知，冰的熔点为0℃，熔化过程持续了5min
D．由图乙可知，冰熔化时需要吸收热量，且温度不断升高
【答案】B
【详解】A．酒精灯需用外焰加热，所以先放好酒精灯，再固定铁圈的高度，最后调整温度计的高
度，使其不要碰到容器底，所以要按照自下而上的顺序进行，故A错误；
B．实验中需要探究固体熔化时温度的变化规律，需要观察试管内物质的状态，记录温度和加热时
间，故B正确；
CD．由图乙可知，该物质从第5~15min之间一直吸收热量，温度不变，所以该物质的熔点是
0℃，故该物质是晶体，熔化过程持续了10min，故CD错误。
故选B。
8．如图所示，甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。（1）甲图中的器材安装顺序是________（选填“自上而下”或“自下而上”）；
（2）图乙温度计的示数为________℃；
（3）图丙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像。海波熔化过程对应图线中的
________（填“AB”或“BC”）段；
（4）由图像丙可知，海波熔化过程的特点是：继续吸热，温度______（选填“升高”“降低”或
“保持不变”），因此海波是_____（选填“晶体”或“非晶体”）。
【答案】（1）自下而上；（2）46；（3）BC；（4）保持不变，晶体。
【详解】（1）为了用酒精灯的外焰进行加热，在组装器材时应自下而上进行安装。
（2）由图乙可知，温度计上的数字自下而上依次变大，故是零上；温度计的分度值为1℃，示数
为46℃。
（3）晶体在熔化过程中温度不变，由图丙可知，温度到达48℃后就不再变化，故BC段是海波的
熔化过程。
（4）海波在熔化过程中仍需要用酒精灯进行加热，故海波熔化的特点是吸收热量，但温度保持不
变，由图丙知，海波的熔点是48℃，故海波是晶体。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
