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．固态、液态和气态是物质常见的三种状态。随着温度的变化，物质各种状态间的变化叫作物态变
化。
2．熔化与凝固
物质从固态变成液态的过程叫作熔化，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. 熔点和凝固点
（1）有固定熔化温度的固体叫作晶体。晶体熔化时的温度叫作熔点，晶体凝固时的温度叫作凝固点。
同种物质的凝固点和熔点相同。
（2）没有固定熔化温度的固体叫作非晶体。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。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。
【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，通常以固态、液态、气态三种形式存在。例如各种金属块、冰块等处于固
态；水、油处于液态；空气、水蒸气处于气态。
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，水又变成了水蒸气，从壶嘴冒出的水蒸气遇到温度较低的
钢勺又变成了水滴，将水放入冰箱的冷冻室中，水结成了冰。【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：物质各种状态间的变化叫作物态变化。
【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____________。
【答案】霜、雹；雨、露、雾、“白气”；水蒸气。
【解析】根据物质三种状态的特征可知：霜、雹有一定的体积和形状，属于固态；雨、露、雾、“白气”
有一定的体积，但没有一定的形状，属于液态；水蒸气没有一定的体积和形状，属于气态。
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】①②③物质都是从固态变成了液态；④⑤⑥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液态，也能够从液态变成固态。
（2）熔化和凝固的概念
物质从固态变成液态的过程叫作熔化。物质从液态变成固态的过程叫作凝固。
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。
（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 48 ℃ 时开始熔化。熔化过程中继续吸热，
温度保持不变；熔化完，继续吸热升温。
②石蜡的熔化过程：吸收热量温度持续上升，在此过程中，石蜡由硬变软变稀，最后熔化为液体。
海波的温度-时间变化图像 石蜡的温度-时间变化图像
（3）实验结论
①物质在熔化过程中都要吸收热量（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，
但温度保持不变；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
的延续温度逐渐升高。
【评估】
（1）安装实验器材要按照自下而上的顺序进行
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：用温水并适当减少水的质量。
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48C 时，液态海波开始凝固。在凝固过程中，海
波的温度保持不变，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，温度不断降低。由于凝固是熔化
的逆过程，当物质从液态变成固态时，会向外界放出热量（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__________。
【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：海波有固定
的熔化温度，石蜡没有固定的熔化温度（均选填“有”或“没有”）。
1. 晶体和非晶体
（1）晶体：有固定熔化温度的固体叫作晶体。例如，冰、海波、食盐、石英、萘、各种金属等。晶
体熔化时温度的变化曲线如图甲所示。
（2）非晶体：没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。例如，石蜡、松香、玻璃、沥青等。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晶体熔化时的温度叫作熔点。
②分析晶体的熔化图象
AB段：物质处于固态，表示晶体吸热升温的过程。BC段：物质处于固液共存态，表示晶体熔化过程，
吸收热量，温度不变。CD段：物质处于液态，表示液体吸热升温过程。
（2）凝固点
①晶体凝固时的温度叫作凝固点。
②分析晶体的凝固图象：
DE段：物质处于液态，物质放热降温的过程；EF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；FG段：物质处于固态，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相同。
例如：在1标准大气压下，水的凝固点是0℃，冰的熔点也是0℃。
【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，熔点是晶体的一种特性。记住冰的熔点是0℃，钨的熔点最高。
（3）非晶体熔化、凝固时温度的变化曲线
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。非晶体熔化曲线 非晶体凝固曲线
【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
【答案】C。
【详解】A．固态氢的熔点是-259℃，-268℃低于-259℃，所以在-268℃时，氢是固态，故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。
故选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。（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．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
【答案】A.
【解析】为了给海鲜降温，常在海鲜包装中放入冰袋，利用的是冰在熔化过程中会吸收热量。
故选A。
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
【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。
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
【答案】C。
【解析】ABC．由图可知，BC段时这种物质吸热，但温度不再升高，说明此时物质达到了熔点，正
在熔化，BC段物质处于固液共存状态，因此这种物质属于晶体，而且其熔点为48℃，故AB正确，不符
合题意，C错误，符合题意；
D．从图象可以看出，从第5min开始熔化，到第10min结束，第10min后物质处于液态，故D正确，
不符合题意。
故选C.
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
【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，所以能使用水银温度计，故D正确。
故选D。
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：
___________；
【答案】0，10；减少盐水的质量；撒盐降低了雪的熔点。
【详解】（1）从图象上看，盐水温度达到−2℃时，其温度不再变化，说明盐水在凝固过程中，不断
放出热量，但温度保持不变，这个不变的温度是盐水的凝固点，所以盐水的凝固点是−2℃。凝固过程用了
20min-10min=10min
（2）盐水凝固时间较长，可能是因为盐水的质量较多，因此可以通过减少盐水的质量来缩短盐水凝
固时间。
（3）在雪上撒盐可以降低雪的熔点，使雪在温度较低的情况下也能尽快熔化。
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”）。
【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？
