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熔化和凝固(提高)
责编:冯保国
【学习目标】
1.知道物质的三种状态,固态、液态、气态,能描述三种物态的基本特征;
2.知道熔化过程要吸热,凝固过程要放热;
3.知道晶体和非晶体的区别;
4.理解晶体的熔点和凝固点;
5.掌握熔化和凝固过程的温度时间图像;
6.通过探究活动,使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法。
【要点梳理】
要点一、物态变化
1、物态变化:物质各种状态间的变化叫做物态变化。
2、水的三种状态及三种状态间的转化:
状态 形状、体积的
固态(冰) 有固定的形状,很难被压缩
液态(水) 没有固定的形状,很难被压缩
气态(水蒸气) 没有固定的形状,容易被压缩
要点诠释:
1、固态、液态、气态是物质常见的三种状态,在常温下呈现固态的物体一般称固体,如:钢铁、食盐等;在
常温下呈现液态的物质,一般称为液体,如:水、酒精等;在常温下呈现气态的物质,一般称为气体,如:氧
气、二氧化碳等。
2、自然界中的物质通常情况下都有三种状态,如:常温下铁是固态,加热至1535℃时变成液态;加热至
2750℃时,变成气态。
要点二、熔化和凝固
1、熔化:物质从固态变成液态叫熔化。
2、凝固:物质从液态变成固态叫凝固。
3、晶体与非晶体:
(1)晶体:有些固体在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变,这类固体有固定的熔化温度。如:冰、海波、
各种金属。
(2)非晶体:有些固体在熔化过程中,不断吸热,温度不断上升,没有固定的熔化温度。如:蜡、松香、玻璃、
沥青。
4、熔点和凝固点:
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。
(2)凝固点:晶体凝固时的温度叫凝固点。
要点诠释:
1、晶体熔化的条件是:(1)温度达到熔点(2)继续吸热
2、晶体凝固的条件是:(1)达到凝固点 (2 )继续放热
3、晶体和非晶体的区别:
(1)相同点:都是从固态变成液态的过程;在熔化过程中都需要吸热。
(2)不同点:晶体有熔点,非晶体没有熔点;晶体和非晶体的熔化图象不同。
4、晶体熔化凝固图象:宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
图中AD是晶体熔化曲线图,晶体在AB段处于固态,吸收热量温度升高,在BC段是熔化过程,吸热,
但温度不变,处于固液共存状态,CD段处于液态,吸热温度升高,熔化时间t~t;而DG是晶体凝固曲线图,
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DE段于液态,EF段是凝固过程,放热,温度不变,处于固液共存状态。FG为固态放热温
度降低,凝固时间t~t。
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要点三、【高清课堂《熔化和凝固》】熔化吸热 凝固放热
1、熔化吸热:晶体熔化时虽然温度不变,但是必须加热,停止加热,熔化马上停止。即熔化过程要吸热。
2、凝固放热:反过来,凝固是熔化的逆过程,液体在凝固时要放热,放热快凝固快,放热慢凝固慢,不能放
热凝固停止。
3、应用:北方寒冷的冬天,在地下菜窖里放几桶水,利用水结冰时放热使窖内温度不会太低,不会冻坏青
菜。
要点诠释:
晶体在熔化和凝固的过程中,温度没有达到熔点时,吸收热量只能使其温度升高而不能熔化;液体温
度没有达到凝固点时,放出热量只能使其温度降低而不能凝固。
【典型例题】
类型一、熔化和凝固现象
1.【高清课堂《熔化和凝固》】下列自然现象中,通过熔化形成的是( )
A.春天河里的冰雪化成了水 B.夏天清晨,花叶上的露水
C.秋天,笼罩大地的雾 D.冬天空中纷飞的雪花
【思路点拨】辨别物态变化,首先确定物体开始的状态(固、液、气),物体最后的状态(固、液、气),然后根
据物体变化的名称来判断。
【答案】A
【解析】冰化成水是固态变化为液态,属于熔化现象,符合题意;露水是空气中的水蒸气遇冷所致,气态到
液态不符合题意;雾是空气中的水蒸气遇冷所致,气态到液态不符合题意;雪是空气中的水蒸气遇冷形成
的小冰晶,气态到固态不符合题意。
【总结升华】此类问题是考查对物态变化过程中的熔化现象的理解,辨别物态变化,要搞清楚物质的初态
和末态,如:熔化初态固态,末态是液态。
举一反三:
【变式】(2015•兰州中考)下列物态变化中,属于凝固现象的是( )
A.春天,白雾弥漫 B.夏天,大雨滂沱 C.秋天,霜打枝头 D.冬天,千里冰封
【答案】D宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
类型二、熔化和凝固图象
2. 如图所示,是海波的熔化图象,下列说法中正确的是( )
A.海波的熔点是48℃ B.海波在BC段没有吸收热量
C.在第6分钟时海波已全部熔化 D.海波在CD段是气态
【答案】A
【解析】BC段为晶体的熔化过程,由图象可知对应温度48℃即为海波的熔点,所以A选项正确;图中BC段
为晶体的熔化过程,在这段过程中,温度不变,但海波仍要吸收热,所以B选项错误;图中BC段为晶体的
熔化过程,第6min即固态海波的温度刚升高到熔点,刚开始熔化,所以C错误;图中BC段为晶体的熔化
过程,海波处于固液共存状态,C点是海波刚全部熔化完,处于液态,所以D选项错误。
【总结升华】此题考查晶体的熔化图象,通过图象得出物理信息:晶体的熔点、初始温度、熔化过程所用时
间以及各段物质对应的状态等。
举一反三:
【变式】(2015•湖州一模)现代建筑出现一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混人颗粒状的小球,球内充
入一种晶体材料,当温发升高时,球内材料熔化吸热;当温度降低时球内材料凝固放热,使建筑物内温度
基本保持不变。图中表示球内材料熔化图象的是( )
【答案】A
类型三、综合应用与实验探究
3. (2016•深圳校级二模)冰的质量一定能增加的是( )
A.-10℃的冰投入1℃的水中
B.-10℃的冰放入1℃的空气中
C.-2℃的冰放进0℃的水中
D.0℃的冰放进0℃的空气中
【思路点拨】要使冰的质量增加,一定有水变成冰.水变成冰是一个液体变成固体的过程,这个过程中需要
满足:1、有温度差,产生热传递;2、达到凝固点后继续放热,因此此时需要周围温度低于凝固点。
【答案】C
【解析】A、-10℃的冰投入1℃的水中,1摄氏度的水在变为0度过程中放热使-10摄氏度的冰温度上升,所
以不能明确在水下降到0摄氏度时,冰是否也达到了0摄氏度,如果冰与水的温度一样,不再发生热传递,
水不能继续放热不能结成冰,所以还是原来的冰水混合物,冰可能不增加,不合题意;B、-10℃的冰放入
1℃的空气中,冰放在空气中,没有水变成冰,不合题意,C、-2℃的冰放进0℃的水中,此时水与冰有温差,
产生热传递,水可以继续放热结冰, 符合题意;D、0℃的冰放进0℃的空气中,冰放在空气中,没有水变成宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
冰,不合题意,故选C。
【总结升华】此题通过水结冰的条件的考查,要根据凝固特点进行分析。
举一反三:
【变式】如图所示,将一支盛水的试管插入足够多的冰水混合物中,那么试管中的水( )
A.很快就会结成冰 B.只要经过足够长的时间,水肯定会结成冰
C.在短时间内水不会结成冰 D.时间再长水也不会结成冰
【答案】D
4.下表是小明“探究某种物质的凝固特点”时记录的实验数据。(在标准大气压下)
(1)分析表中数据可知:第 min时的数据有明显错误。实验时的室温是 ℃。
该物质在第4min时的状态是 态,它是 (选填“晶体”或“非晶体”),在凝固过程 中
热量,温度 。
(2)课后小明又进行了以下探究:如图所示,在容器A内装水,在容器B内装盐水,一段时间后发现容器A
内有冰出现,由此可以判断原来容器B内盐水的温度 O℃(选填“高于”、“等于”或“低于”)
【答案】(1)1.5;21;固液共存;晶体;放出;不变;(2)低于
【解析】(1)从表格中可以得出,在1.5min的时候是48℃,所以有明显错误,到最后温度一直稳定到21℃,
所以室温是21℃;从3min到4.5min温度一直稳定在48℃,为固液共存状态,该物质有固定的凝固点,说
明该物质是晶体,该物质在凝固的过程中,放出热量,温度不变。
(2)从图中可以看出A容器内的液体温度受到B容器的温度影响,一段时间内,A中出现冰,说明温度降低,
所以B容器的温度低于O℃。
【总结升华】晶体的凝固过程是一个放热的过程,对于这个过程所呈现的现象要熟练掌握,同时对于凝固
曲线图也要会画,学会观察记录数据的表格。
举一反三:
【变式】如下图是某种固体加热变成液态时的温度随时间变化的曲线图,观察图象并回答:
(1)固体在开始加热时的温度为 ,固体的熔点为 。
(2)这种物质在固态时的名称为 。
(3)图中BC段表示物质处于 状态(选填“固态”、“液态”或“固液共存”),物质在熔化过程
中共持续了 分钟。宇轩在线资源中心 shop256921660.taobao.com
【答案】(1)-5℃;0℃ (2)冰(3)固液共存;4