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】
1. 海波熔化实验。2. 用图像探究物理规律的方法。
【自主预习】阅读教材第65页第2节《熔化和凝固》，并完成以下内容：
1． 态、 态和 态是物质常见的三种状态。随着 的变化，物质各种状态间的
变化叫作 。
2．熔化与凝固
物质从 态变成 态的过程叫作熔化，熔化时要 热（吸/放）。物质从 态变成
态的过程叫凝固，凝固时要 热（吸/放）。
3. 熔点和凝固点
（1）有固定熔化温度的固体叫作 。晶体熔化时的温度叫作 ，晶体凝固时的温度叫作
。同种物质的凝固点和熔点 。
（2）没有固定熔化温度的固体叫作 。非晶体熔化过程中，随着吸热，温度不断地 ，没
有固定的熔化温度。非晶体在凝固过程中，随着放热，温度持续 ，也没有一定的凝固温度。
【合作探究】
探究一、物态变化
1. 物质的三态
【想一想】自然界中的物质，通常有哪几种状态？
【分析】自然界中的物质，通常以 态、 态、 态三种形式存在。例如各种金属块、
冰块等处于 态；水、油处于 态；空气、水蒸气处于 态。
2. 物态变化
（1）探究物质的三态变化
【实验器材】加热器、水壶、钢勺、水杯、冰等。
【实验步骤】
①将适量碎冰放入水壶中；
②用加热器给水壶加热，待水沸腾后，戴上手套，拿着长柄钢勺靠近壶嘴，钢勺底部放一水杯，如图
所示，观察钢勺上及水杯中出现的现象；
③把水放入冰箱的冷冻室中，过1小时，观察水的变化。
【实验现象】在加热过程中，冰变成了 ，水又变成了 ，从壶嘴冒出的水蒸气遇到温度较
低的钢勺又变成了 ，将水放入冰箱的冷冻室中，水结成了 。【探究归纳】水有三种状态，分别是固态、液态和气态，在一定条件下，水的这三种状态可以相互转
化。如图所示。
（2）物态变化：物质各种状态间的 叫作物态变化。
【例题1】水在自然界以不同形态存在。雨、露、雾、霜、雹、水蒸气、“白气”都是水的“化身”，
属于固态的有______，液态的有________，气态的有____________。
探究二、熔化和凝固
1. 熔化和凝固的概念
（1）探究固态和液态之间的转化
【想想议议】分析以下事例，看看它们的状态发生了怎样的转化？
①春天，冰雪消融； ②夏天，从冰箱中拿出的雪糕化了；
③加热沥青、石蜡时，沥青、石蜡会慢慢变软，最后变成液态；
④冬天，小河里的水结冰；
⑤把加热熔化后的石蜡倒入玩具模子，冷却后做出各种各样的玩具；
⑥铁水冷却后变成铁锅。
【分析】 物质都是从固态变成了液态； 物质都是从液态变成了固态。
【探究归纳】物质能够从固态变成 态，也能够从液态变成 态。
（2）熔化和凝固的概念
物质从 态变成 态的过程叫作熔化。物质从 态变成 态的过程叫作凝固。
2. 演示实验——研究固体熔化时温度的变化规律
【想一想】从冰箱冷冻室中取出一块冰块放入碗中，在室温下不久冰块就开始熔化，之后一段时间内
碗里都是冰和水混合在一起的情况。如果用温度计测量，就会发现尽管冰在逐渐熔化变少，但水的温度并
没有升高。这是怎么回事?想一想：其他物质熔化时的温度是否也不变?
【实验器材】海波、石蜡、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、大试管、温度计、搅拌器、水、火柴。
【实验装置】如图所示，将海波放入内有温度计的试管中，再把试管放入盛水的烧杯中。点燃酒精灯，
经过一段时间后海波就会慢慢熔化。【进行实验】
（1）当温度计的示数升至40℃左右时开始计时，每隔1min记录一次数据，填入下表。
（2）将海波换为石蜡，找出石蜡熔化时温度的变化规律。
时
间/ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
min
海波
温 30 35 40 45 48 48 48 48 48 48 50 54
度/℃
石蜡
温 30 31 32 33 34 35 36 39 43 45 50 57
度/℃
【分析与论证】
（1）画出温度—时间图像
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，得到海波和石蜡温度随时间变化的图像。
海波的温度-时间变化图像 石蜡的温度-时间变化图像
（2）分析熔化过程
①海波的熔化过程：海波吸收热量，温度逐渐上升，温度达到 时开始熔化。熔化过程中继续吸
热，温度 ；熔化完，继续吸热升温。
②石蜡的熔化过程：吸收热量温度 ，在此过程中，石蜡由硬变软变稀，最后熔化为液体。
（3）实验结论
①物质在熔化过程中都要 热量（选填“吸收”或“放出”）。
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 ；有的物质（如石蜡）在熔化过程中先变软，后变稀，最后熔化为液体，且随着加热时间的
延续温度 。
【评估】
（1）安装实验器材要按照 的顺序进行
在组装仪器时，应根据酒精灯火焰的高度确定烧杯的高低，确保用外焰部分加热；再根据烧杯内水面
的高低确定温度计悬挂的位置，所以应按自下而上的顺序安装实验装置。
（2）水浴法
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。
（3）选用小颗粒固体的目的：可以使固体受热均匀，便于与温度计的玻璃泡充分接触。
（4）烧杯中的水要适量，原因是：①水太多会延长实验时间；②水太少不能使固体浸没，会造成固
体受热不均匀。
（5）为了缩短实验时间，可采取的方法：用 水并适当减少水的 。
3. 液体凝固时温度的变化规律
对液态海波停止加热后，温度逐渐降低，当温度降到 时，液态海波开始凝固。在凝固过程中，
海波的温度 ，直至凝固完毕，温度才会继续下降；如甲图所示。
石蜡的凝固过程则不同，停止加热后，石蜡由稀变稠，又变成固态，温度 。由于凝固是熔化的
逆过程，当物质从液态变成固态时，会向外界 热量（选填“吸收”或“放出”）。如乙图所示。
【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__________。
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 固
定的熔化温度，石蜡 固定的熔化温度（均选填“有”或“没有”）。
1. 晶体和非晶体（1）晶体：有 熔化温度的固体叫作晶体。例如， 等。晶体熔化时温度的变化曲线如图
甲所示。
（2）非晶体：没有固定的 的固体叫作非晶体。例如， 等。非晶体熔化时温度的变化曲
线如图乙所示。
2. 熔点和凝固点
（1）熔点
①晶体 时的温度叫作熔点。
②分析晶体的熔化图象
AB段：物质处于 态，表示晶体吸热升温的过程。BC段：物质处于 态，表示晶体
过程，吸收热量，温度不变。CD段：物质处于 态，表示液体吸热升温过程。
（2）凝固点
①晶体 时的温度叫作凝固点。
②分析晶体的凝固图象：
DE段：物质处于 态，物质放热降温的过程；EF段：物质处于 态，晶体溶液的凝固过程，
放出热量，温度不变；FG段：物质处于 态，晶体放热降温过程。
晶体熔化图象 晶体凝固图象
③同一种物质的凝固点和熔点 。
例如：在1标准大气压下，水的凝固点是0℃，冰的熔点也是 ℃。
【阅读课本第68页小资料—一些晶体的熔点】
3. 一些晶体的熔点 （标准大气压）
晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃钨 3 410 海波 48
铁 1 538 冰 0
铜 1 083 固态水银 -39
金 1 064 固态酒精 －117
铅 328 固态氮 －210
锡 232 固态氧 －218
固态碘 114 固态氢 －259
奈 80.5 固态氦 －272
不同晶体熔点不同，熔点是晶体的一种______。记住冰的熔点是______℃，_____的熔点最高。
（3）非晶体熔化、凝固时温度的变化曲线
非晶体熔化曲线 非晶体凝固曲线
①非晶体熔化时的特点
非晶体熔化过程中，随着吸热，温度不断地上升，没有固定的熔化温度，逐渐变软、变粘、变稀、变
成液态。
②非晶体凝固时的特点
非晶体在凝固过程中，随着放热，温度持续降低，也没有一定的凝固温度，状态逐渐变粘、变稠、变
硬，变成固态。
【例题3】下表列出了几种晶体的熔点，判断下列说法，错误的是（ ）
晶体 熔点/℃ 晶体 熔点/℃
固态氢 -259 固态酒精 -117
固态水银 -39 金 1 064
钢 1 515 钨 3 410
A．在－268 ℃时，氢是固态
B．白炽灯的灯丝用钨制成，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
【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。
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 ，才能进
行。非晶体熔化也需要 ，但温度一直上升。
（1）晶体熔化的条件：一是温度达到 ；二是继续吸收 。
（2）非晶体熔化的条件：吸收 。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 ，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，因为冰块熔化吸热，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，进行推理得出：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 点；二是继续放出 。
（2）非晶体凝固条件：放出 。
晶体凝固时放出热量，但温度 ；非晶体凝固时放出热量，温度 。
（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）
【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．如图所示，小鹏在收到的快递海鲜包装中发现有冰袋，冰袋在海鲜运输中所起的作用是（ ）
A．熔化吸热 B．凝固放热 C．汽化吸热 D．升华吸热
2．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
3. 如图所示是物质在熔化时温度随时间变化的图像。下列从图像中获得的信息不正确的是（ ）
A．这种物质是晶体，其熔点为48℃
B．在BC段物质处于固液共存状态
C．在BC段物质不吸收热量，温度不变
D．第10min后物质处于液态
4．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
5．小明发现冬季水缸里的水结冰了，但腌菜缸里的盐水却没有结冰，于是猜想，水中加入盐后，会
对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想，他配置了一定浓度的盐水放入冰箱，研究盐水的凝固过程，
定时观察盐水的温度变化，绘制图象如图所示。
（1）盐水的凝固点为_____℃，凝固过程用了_____min；
（2）实验中发现盐水凝固时间较长。若保持冰箱内温度不变，请写出一种缩短凝固时间的方法：
___________；
6．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”）。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
