第三章物態(tài)變化第2節(jié)

熔化和凝固課題引入我們在小學(xué)的自然課中已經(jīng)學(xué)到了物質(zhì)存在三種狀態(tài)——固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，但是物質(zhì)的狀態(tài)不是固定不變的。熱天，一塊冰變成水，再過會兒就變成我們看不見的水蒸氣，因此冰就從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)再變成了氣態(tài)。冬天，空氣中的水蒸氣遇冷變成了小水滴，再變成雪花落到地面，因而水蒸氣就從氣態(tài)變成了液態(tài)再變成了固態(tài)。課題引入可見隨著溫度的變化，水就在三種狀態(tài)間變化，同樣其他的物質(zhì)也是可以在三種狀態(tài)間變化的。物態(tài)變化固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)是物質(zhì)常見的三種狀態(tài)。隨著溫度的變化，物質(zhì)會在固、液、氣三種狀態(tài)之間變化。通常呈固態(tài)的鋁、銅、鐵等金屬，在溫度很高時也會變成液態(tài)、氣態(tài)；通常呈氣態(tài)的氧氣、氮氣、氫氣等，在溫度很低時也會變成液態(tài)、固態(tài)。物質(zhì)各種狀態(tài)間的變化叫做物態(tài)變化。熔化和凝固物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程叫做熔化（melting），從液態(tài)變成固態(tài)的過程叫做凝固（solidification）。結(jié)合生活中冰的熔化過程，想一想，冰的熔化需要什么條件，不同的物質(zhì)熔化時溫度會如何變化？熔化和凝固探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律提出問題不同物質(zhì)在由固態(tài)變成液態(tài)的過程中，溫度的變化規(guī)律相同嗎？猜想和假設(shè)請同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗提出自己的猜想。熔化和凝固設(shè)計實驗研究海波（硫代硫酸鈉）和石蠟的熔化過程。參照圖3.2-1選擇需要的實驗器材。進行實驗與收集證據(jù)將溫度計插入試管后，待溫度升至40℃左右開始，每隔大約1min記錄一次溫度；在海波或者石蠟完全熔化后再記錄4~5次。熔化和凝固時間/min01234···海波的溫度/℃石蠟的溫度/℃熔化和凝固分析與論證圖3.2-2和圖3.2-3中的縱軸表示溫度，溫度的數(shù)值已經(jīng)標(biāo)出；橫軸表示時間，請將數(shù)值寫上。根據(jù)表中各個時刻的溫度在方格紙上描點，然后將這些點連接起來，便得到熔化時溫度隨時間變化的圖象。熔化和凝固根據(jù)你對實驗數(shù)據(jù)的整理和分析，分別總結(jié)海波和石蠟在熔化前、熔化中和熔化后三個階段中溫度變化的特點。熔點和凝固點有些固體在熔化過程中盡管不斷吸熱，溫度卻保持不變，有固定的熔化溫度，例如冰、海波、各種金屬。這類固體叫做晶體（crystal）；有些固體在熔化過程中，只要不斷地吸熱，溫度就不斷地上升，沒有固定的熔化溫度，例如蠟、松香、玻璃、瀝青。這類固體叫做非晶體（noncrystal）。熔點和凝固點晶體熔化時的溫度叫做熔點（meltingpoint）。非晶體沒有確定的熔點。晶體和非晶體熔化時溫度的變化曲線分別如圖甲和乙所示。熔點和凝固點液體凝固形成晶體時也有確定的溫度（圖甲），這個溫度叫做凝固點（solidifyingpoint）。同一種物質(zhì)的凝固點和它的熔點相同。非晶體沒有確定的凝固點（圖乙）。熔化吸熱

凝固放熱晶體在熔化過程中雖然溫度不變，但是必須繼續(xù)加熱，熔化過程才能完成，這表明晶體在熔化過程中吸熱。反過來，液體在凝固成晶體的過程中放熱，但是溫度不變。非晶體在熔化或凝固過程中也吸熱或放熱，但是溫度改變。熔化吸熱

凝固放熱夏天，如果我們要喝冰涼的飲料，往往會在飲料中加上幾個冰塊，而不是直接加冷水。一方面是因為冰塊的溫度更低，另一方面是因為冰塊熔化成水的過程中吸熱，從而使飲料的溫度下降得更多。在北方的冬天，為了很好地保存蔬菜，人們通常會在菜窖里放幾桶水，這樣可以利用水結(jié)冰時放出的熱使窖內(nèi)的溫度不會太低。知識點1：熔化與熔化吸熱的特點1.固體的分類根據(jù)是否有規(guī)則結(jié)構(gòu)，固體分為晶體和非晶體。（1）晶體：有自己規(guī)則的結(jié)構(gòu)。（2）晶體特點：①晶體有整齊規(guī)則的幾何外形；②晶體有固定的熔點，在熔化過程中，溫度始終保持不變；③晶體有各向異性的特點。各種各樣的晶體都有自己的規(guī)則結(jié)構(gòu)。課堂講解知識點1：熔化與熔化吸熱的特點1.固體的分類（3）非晶體：它沒有一定規(guī)則的外形，如玻璃、松香、石蠟等。它的物理性質(zhì)在各個方向上是相同的，叫“各向同性”。（4）非晶體特點：它沒有固定的熔點。特別警示（1）自然界中的固體分為晶體與非晶體兩大類。（2）晶體有規(guī)則的結(jié)構(gòu)，非晶體無規(guī)則結(jié)構(gòu)。課堂講解知識點1：熔化與熔化吸熱的特點2.熔化定義：物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫做熔化。實驗探究：固體熔化過程的規(guī)律。（1）實驗?zāi)康模和ㄟ^探究得出晶體和非晶體在熔化時溫度的變化特點。（2）實驗器材：鐵架臺、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯、試管、溫度計、海波、蠟、水、鐵圈、火柴。課堂講解知識點1：熔化與熔化吸熱的特點2.熔化（3）實驗結(jié)論：晶體在熔化過程中要不斷吸收熱量，溫度保持不變；非晶體在熔化過程中也要不斷吸收熱量，但溫度不斷升高。特別警示

晶體熔化的條件：一是達到熔點，二是繼續(xù)吸熱（兩者缺一不可）。課堂講解知識點1：熔化與熔化吸熱的特點3.熔點（1）定義：晶體熔化時的溫度叫做熔點。不同的晶體有不同的熔點，例如：冰的熔點是0℃；海波的熔點是48℃；萘的熔點是80.5℃。而非晶體在熔化過程中，溫度不斷升高，沒有固定的熔化溫度，因此，非晶體沒有確定的熔點。課堂講解知識點1：熔化與熔化吸熱的特點3.熔點（2）晶體與非晶體特點如圖所示：甲（晶體熔化圖）：溫度先升高，再不變，最后再升高；物質(zhì)狀態(tài)由固態(tài)轉(zhuǎn)成固液共存狀態(tài)，最后再成液態(tài)；整個過程要吸收熱量。例如：海波、冰、食鹽等。乙（非晶體熔化圖）：沒有一個固定的熔化溫度，整個過程要吸收熱量，溫度持續(xù)上升。例如：蜂蠟、松香、玻璃等。課堂講解知識點1：熔化與熔化吸熱的特點3.熔點（3）雜質(zhì)和壓強對晶體熔點的影響一般情況下，當(dāng)晶體中含有雜質(zhì)時，它的熔點會降低。晶體的熔點還受壓強的影響，壓強增大時，其熔點會降低。課堂講解知識點1：熔化與熔化吸熱的特點

例1：在探究“固體熔化規(guī)律”的實驗中，兩個實驗小組分別設(shè)計了如圖（a）（b）所示的實驗裝置進行實驗。（b）方案好，可以使固體受熱均勻課堂講解（1）哪個實驗小組的方案好？并說明理由：

?！窘馕觥咳绻腆w受熱不均，會出現(xiàn)加熱部分熔化，非加熱部分溫度還很低，所以一定要均勻受熱。采用（b）方案的水浴法，能使固體均勻受熱。知識點1：熔化與熔化吸熱的特點

（2）下表是某一個實驗小組的測量數(shù)據(jù)：課堂講解根據(jù)表中數(shù)據(jù)在下圖的坐標(biāo)中繪出“溫度-時間”的圖像。課堂講解例1（2）：【解析】知識點1：熔化與熔化吸熱的特點（3）根據(jù)所繪制的圖像判斷此固體是

（選填“是”或“不是”）晶體，其理由是

。（4）通過探究可得出此類固體熔化時的規(guī)律是：

。課堂講解是熔化時雖吸熱但溫度保持不變晶體熔化時吸熱，但溫度保持不變課堂講解例2：在探究“萘的熔化”的實驗中，測得萘在整個熔化過程中的溫度保持80℃不變，可知萘是

（選填“晶體”或“非晶體”）；萘在84℃時處于

態(tài)；萘的凝固點是

℃。晶體液80【解析】萘在整個熔化過程中的溫度保持80℃不變，說明萘的熔點是80℃，萘是晶體；當(dāng)萘的溫度為84℃時，此時高于萘的熔點，說明萘已全部熔化，處于液態(tài)；同種晶體的熔點和凝固點相同，萘的凝固點也是80℃。知識點2：凝固與凝固放熱的特點1.定義物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程叫做凝固。2.晶體與非晶體的凝固特征（1）晶體的凝固特征課堂講解知識點2：凝固與凝固放熱的特點2.晶體與非晶體的凝固特征（2）非晶體的凝固特征對非晶體物質(zhì)而言，當(dāng)物質(zhì)降到某個溫度后，液體開始變得粘稠，溫度降得很低，液體的粘稠度越大，最終變成固體。在凝固過程中，對外放出熱量，溫度不斷降低，如圖。課堂講解知識點2：凝固與凝固放熱的特點3.凝固點晶體凝固時的溫度叫做凝固點。同一種晶體的凝固點與熔點相同，例如：水的凝固點是0℃，冰的熔點也是0℃。特別警示

同種物質(zhì)的凝固與熔化是一對互逆的過程。課堂講解知識點2：凝固與凝固放熱的特點

例1：給出的變化中屬于熔化過程的是

；屬于凝固過程的是

。①冰雪融化②鋼水變成鋼錠③蠟燭燃燒時，淌下來的蠟燭油結(jié)成了塊①課堂講解②③【解析】①春天冰雪融化，是由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，屬于熔化；②鋼水變成鋼錠，是由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，屬于凝固；③蠟燭燃燒時，淌下來的蠟燭油結(jié)成了塊，是由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，屬于凝固。課堂講解例2：如圖所示，哈爾濱市的冬天經(jīng)常要人工造雪，造雪機將水注入噴嘴或噴槍接觸高壓空氣，將水分割成微小的粒子并噴到寒冷的空氣中，這些微小的粒子

（小水滴）成冰晶落到地面，這就是人工造雪，此物態(tài)變化是一個

的過程。（填一種物態(tài)變化名稱，即吸熱或放熱）凝固放熱課堂講解例2：【解析】由題意可知，人工造雪是將水注入專用噴嘴或噴槍接觸高壓空氣，將水分割成微小的粒子并噴到寒冷的空氣中，這些微小的粒子凝固成小冰晶，發(fā)生該物態(tài)變化時會放熱。知識要點1.熔