2020年八年级物理上册探究熔化和凝固的特点

2020年八年级物理上册探究熔化和凝固的特点

‎4.3　探究熔化和凝固的特点 图4－3－1‎ 一　熔化和凝固 熔化 物质由________变为________的过程 吸热 凝固 物质由________变为________的过程 放热 二　探究熔化和凝固的特点 ‎1．探究海波熔化和凝固的特点 实验器材：铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、海波晶粒、搅拌棒、试管、温度计、水、停表。‎ 实验步骤：‎ ‎(1)按图4－3－2安装实验仪器。‎ 11‎ 图4－3－2‎ ‎(2)把装有海波______的试管放到盛水的烧杯里。‎ ‎(3)用酒精灯加热，并用搅棒不断搅动________。‎ ‎(4)从‎35 ℃‎开始，每隔1分钟读一次温度，直到海波晶粒全部熔化后再观察3 min。‎ ‎(5)把测得的数据记录在表格中，并画出海波熔化时的温度－时间图像。(表格图像略)‎ ‎(6)当海波晶粒全部熔化为液体后，让它慢慢冷却，每隔1 min记下海波的温度。‎ 实验结论：海波开始熔化时的温度是‎48 ℃‎；海波在熔化过程中，继续加热，温度保持________；海波熔化为液体时，继续加热，温度________。‎ 评估交流：(1)实验中采用水浴加热的方法使物质受热均匀，使其温度缓慢上升，便于记录温度值。(2)当晶体的熔点低于水的沸点时，才可以用水浴法加热。(3)温度计的玻璃泡需浸没在海波晶粒的中。‎ ‎2．探究石蜡熔化和凝固的特点 实验器材：铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、石蜡碎屑、搅拌棒、试管、温度计、水、停表。‎ 实验步骤：‎ ‎(1)按装置图安装实验仪器(同图4－3－2)。‎ ‎(2)把装有石蜡________的试管放到盛水的烧杯里。‎ ‎(3)用酒精灯加热，并用搅棒不断搅动________。‎ ‎(4)从‎40 ℃‎开始，每隔1 min读一次温度。‎ ‎(5)把测得的数据记录在表格，并画出石蜡熔化时的温度－时间图像。‎ ‎(6)把实验装置中的烧杯和酒精灯移去，仔细观察可见，试管中的石蜡会慢慢地从液态变成固态。‎ 实验结论：石蜡在熔化的过程中，温度________。‎ 三　晶体和非晶体 示例 晶体 非晶体 ‎　海波、冰、食盐、石墨、金属等 ‎　石蜡、松香、玻璃、沥青等 不同点 ‎　‎ 外形 ‎　有规则的几何外形 ‎　没有规则的几何外形 熔化(凝固)时温度的变化 ‎　熔化(凝固)时温度保持不变，有熔点(凝固点)‎ ‎　熔化(凝固)时温度不断上升(下降)，没有熔点(凝固点)‎ 相同点 ‎　熔化(凝固)过程吸热(放热)‎ 四　熔化和凝固的“温度－时间”图像 ‎1．晶体熔化曲线解读 如图4－3－3所示，图中AB段为固体吸热升温阶段，BC段为晶体吸热________阶段，CD段为液体吸热升温阶段；熔化所用时间t＝____－____。‎ 11‎ 图4－3－3‎ ‎2．熔化和凝固时“温度—时间”的其他图像 如图4－3－4所示，图甲为__________凝固图像，图乙为__________熔化图像，图丙为__________凝固图像。‎ 图4－3－4‎ 类型一　熔化和凝固现象 例1 下列物态变化中，属于熔化的是(　　)‎ A．水沸腾时水面上方出现“白气”‎ B．盘子里的水晾干了 C．湖水表面结冰 D．铁块化成铁水 ‎[方法指导]运用概念辨析法判断物态变化 熔化是物质由固态变成液态的过程，注意运用概念辨析法解题，要判断是哪一种物态变化，首先要分清物质初末的状态，然后依据相关概念去判断。还可运用口诀“硬吸软”判断物态变化的吸放热情况。‎ 类型二　探究熔化和凝固的特点 例2 用如图4－3－5甲所示装置探究萘熔化时温度的变化规律，请回答下列问题。‎ 图4－3－5‎ ‎(1)将装有萘的试管放入水中加热，而不是用酒精灯直接对试管加热，这样做不但能使试管受热均匀，而且萘的温度上升速度较________(选填“快”或“慢”)，便于及时记录各个时刻的温度。‎ ‎(2)除如图甲所示实验器材外，还需要的实验器材有火柴、________和________。‎ 11‎ ‎(3)萘加热一段时间后，可看到烧杯中有“白气”冒出，“白气”是________(填序号)。‎ A．水蒸气　　　　B．小水珠 ‎(4)图乙是萘熔化时温度随时间变化的图像。从开始熔化到完全熔化，大约持续了________min。[导学号：47732058]‎ ‎[实验点拨] (1)晶体熔化要吸收热量，温度上升，达到熔点时开始熔化，熔化过程中温度不变。‎ ‎(2)晶体熔化条件：温度达到熔点，继续吸收热量。‎ ‎(3)液体凝固成晶体时要不断放热，但温度保持在凝固点不变。‎ ‎(4)实验中并没有直接用酒精灯对萘加热，而是通过热水对萘加热，这种给物质加热的方法称为“水浴法”。利用“水浴法”给物质加热的好处：①能使物质均匀吸热；②使物质的温度缓慢上升，便于记录温度值。‎ 类型三　晶体和非晶体 例3 如图4－3－6所示是A、B两种物质熔化时的温度－时间图像，其中______物质是晶体，它的熔点是______℃，在第8 min时，这种晶体处于____________状态。[导学号：47732059]‎ 图4－3－6‎ ‎[方法指导]晶体与非晶体的判别方法 ‎(1)从有无确定的熔点(凝固点)来判断，晶体有固定的熔点(凝固点)，非晶体没有熔点(凝固点)。(2)从熔化过程特点来判断，晶体熔化过程中温度不变，状态变化过程是固态→固液共存→液态，而非晶体熔化过程中温度持续升高，状态变化过程是固态→软→稀→液态。(3)从熔化的条件来看，除了都要吸热外，晶体必须达到熔点才开始熔化，而非晶体则不需要。(4)从熔化和凝固图像来判断，图像中有一段平行于时间轴的线段则为晶体，没有则为非晶体。‎ 11‎ 课堂反馈(十八)‎ ‎[探究熔化和凝固的特点]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．在图18－1中填入物态变化的名称及该物态变化的吸、放热情况。‎ 图18－1‎ ‎2．冻豆腐(如图18－2所示)以其孔隙多、弹性好、营养丰富、味道鲜美而深受人们喜爱。制作冻豆腐的过程主要是想办法去除新鲜豆腐中的水分。先将鲜豆腐放在冰箱中冷冻，发生________，然后在较高温度下放置一段时间，使冰发生________。(两空均填物态变化名称)‎ 图18－2‎ ‎3．夏天，我们吃雪糕觉得凉爽，是因为雪糕在口中(　　)‎ A．液化吸热　　B．熔化放热　　C．凝固吸热　　D．熔化吸热 ‎4．晓雯同学在做探究“物质的熔化规律”的实验时，观察到试管内的物质在熔化过程中温度保持不变，此时温度计示数如图18－3所示，则该物质的熔点是________℃。如果让该物质凝固，如图18－4所示图像中能正确反映该物质凝固过程的是________。‎ 图18－3‎ 图18－4‎ ‎5．有一种乳白色的固体物质，从‎250 ℃‎就开始熔化，直到温度升高到‎300 ℃‎时，熔化才结束，这种物质一定是________(选填“晶体”或“非晶体”)，此物质在熔化过程中________(选填“吸热”或“放热”)。‎ 11‎ ‎6．下列物质中，全部都是晶体的一组是(　　)‎ A．石英、玻璃、金属 B．冰、食盐、金属 C．松香、水晶、金属 D．海波、金刚石、沥青 课时作业(十八)‎ ‎[第四章　4.3　探究熔化和凝固的特点]‎ 一、选择题 ‎1．夏天，加在饮料里的冰块逐渐消失，其物态变化是(　　)‎ A．汽化 B．液化 ‎ C．熔化 D．凝固 ‎2．2017·自贡深秋时节，自贡的气温不是很低，但我国北方却是滴水成冰的寒冷。对于滴水成冰这一过程，有关物态变化和吸放热，下列说法正确的是(　　)‎ A．物态变化是凝固，放出热量 B．物态变化是汽化，吸收热量 C．物态变化是熔化，吸收热量 D．物态变化是液化，放出热量 ‎3．下列固体中属于晶体的是(　　)‎ A．沥青 B．冰 C．松香 D．石蜡 ‎4．2017·岳阳如图18－K－1所示，由冰的熔化曲线可知(　　)‎ 图18－K－1‎ A．冰是非晶体 B．冰的熔点为‎0 ℃‎ C．冰的熔化过程经历了5 min D．冰在熔化过程中，吸收热量，温度持续升高 ‎5．在下列“温度随时间变化”的图像中，能反映松香熔化特点的是(　　)‎ 图18－K－2‎ ‎6．下列关于物质的熔化和凝固的说法中正确的是(　　)‎ A．各种固体都有一定的熔点，不同的固体熔点不同 11‎ B．晶体熔化的温度叫熔点，不同的晶体熔点不同 C．同种晶体的熔点高于它的凝固点 D．晶体熔化过程要吸热，且温度不断升高 ‎7．南极长城站是我国在南极建立的第一个考察基地，而南极气温最低可达－‎89.2 ℃‎，则当地应选用的温度计是(　　)‎ 物质 固态煤油 固态酒精 固态水银 熔点/℃‎ ‎－30‎ ‎－117‎ ‎－39‎ A.水银温度计 B．酒精温度计 C．煤油温度计 D．三种温度计都行 ‎8．已知液态氢的沸点是－‎253 ℃‎，固态氢熔点是－‎259 ℃‎，那么－‎256 ℃‎的氢是(　　)‎ A．液态 B．固态 C．气态 D．固液共存 ‎9．冬天下雪后路面有厚厚的积雪影响交通，为了让雪尽快熔化，人们常在路面积雪上喷洒盐水，这是因为(　　)‎ A．盐水使雪的熔点降低 ‎ B．盐水使雪的熔点升高 C．盐水使雪的温度升高 ‎ D．盐水使雪的温度降低 ‎10．将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，凝固后得到具有金属特性的熔合物合金。这是制取合金的常用方法之一。试据下表数据判断(加热条件可满足)，不宜采用上述方法制取的合金是(　　)‎ 金属 钠 镁 铝 铜 铁 熔点/℃‎ ‎97.5‎ ‎649‎ ‎660‎ ‎1083‎ ‎1535‎ 沸点/℃‎ ‎883‎ ‎1090‎ ‎2467‎ ‎2567‎ ‎2750‎ A.钠铜合金 B．钠铝合金 C．铝铜合金 D．铜铁合金 二、填空题 ‎11．2017·无锡我国首架拥有完全自主知识产权的大型客机C919在上海浦东机场成功起飞。飞机装有无锡某企业生产的3D打印钛合金零件，3D打印技术之一是在高能激光的作用下。钛合金粉末________(选填“吸收”或“放出”)热量，________(填物态变化名称)成液态，然后成型。‎ ‎12．寒冷的冬天，洗涤沾满油污的盘子，用温度较高的热水洗涤效果特别好。这是由于水温超过了油污的________而使油污________的缘故。‎ ‎13．民间艺人制作“糖画”时，先将白糖化成糖浆，用勺舀起糖浆在光滑的大理石板上绘制蝴蝶、鱼等图案，等石板上的糖浆________(选填“吸收”或“放出”)热量后就________成了如图18－K－3所示的栩栩如生的“糖画”。‎ 图18－K－3‎ ‎14．制作冻豆腐时，将鲜豆腐放入电冰箱的冷冻室内，豆腐中含有大量的水，在低温下，水逐渐________(填物态变化的名称)并________热量，水结成冰后有一定的体积，占据一定的空间，等到豆腐冻好以后，拿出冰箱，冰________(填物态变化的名称)‎ 11‎ 变成了水，但是冰所占的空间却没变，因此豆腐会有很多孔。‎ ‎15．如图18－K－4所示是凝固图像，其中表示非晶体凝固的图像是________；表示晶体凝固过程的是________段，此时物质处于________(选填“固”“液”或“固液共存”)态。 图18－K－4‎ ‎16．一种聚乙烯材料可以在15～‎40 ℃‎范围内熔化和凝固，可知这种材料属于________(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，这是因为气温高时，__________；气温低时，__________。‎ 三、实验探究题 ‎17．2016·湘潭在“探究晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图18－K－5所示的图像。 图18－K－5‎ ‎(1)海波的熔化过程是________(用图中字母表示)段，此过程中海波________(选填“吸”或“放”)热。‎ ‎(2)海波在D点是________态，在G点是________态。(均选填“固”或“液”)‎ ‎(3)为了探究不同晶体熔化时吸收的热量是否相同，在相同的烧杯中分别装上‎80 g的冰和萘，用________(选填“相同”或“不同”)的酒精灯加热，测出它们熔化过程所用的时间如下表所示。由此可知，质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是________(选填“相同”或“不同”)的。‎ 物质 熔化时间/min 冰 ‎9‎ 萘 ‎4‎ ‎18．有一杯掺有少量酒精的水，小涛同学想测出这杯混合液的凝固温度(已知水的凝固点为‎0 ℃‎，酒精的凝固点为－‎117 ℃‎)。他将这杯液体放入冰箱的冷冻室内，并将温度计正确插入混合液中，每隔2 min把观察到的现象和数据记入下表中。‎ 11‎ 图18－K－6‎ 时间/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ ‎16‎ ‎18‎ ‎20‎ ‎22‎ 温度/℃‎ ‎4‎ ‎2‎ ‎0‎ ‎－2‎ ‎－4‎ ‎－6‎ ‎－6‎ ‎－6‎ ‎－6‎ ‎－6‎ ‎－8‎ 状态 液 液 液 液 液 液 固、液 固、‎ 液 固、‎ 液 固、‎ 液 固 固 ‎(1)当实验进行到第22 min时，温度计示数如图18－K－6所示，读数方法正确的是______(选填“A”“B”或“C”)，此时混合液的温度是______℃。‎ ‎(2)该混合液的凝固点是________℃，当实验进行到第17 min时，该混合液体所处的状态是____________态。‎ ‎(3)由上表可知此混合液属于________(选填“晶体”或“非晶体”)。‎ ‎(4)在水中掺入酒精，混合液的凝固点比水的凝固点________(选填“高”或“低”)。由以上分析可推测，一定量的水中掺入酒精质量越大，混合液的凝固温度________(选填“越高”“越低”或“不变”)。‎ 11‎ ‎ 详解详析 ‎【新知梳理】‎ 一、固态　液态　液态　固态 二、1.实验步骤：(2)晶粒　(3)烧杯里的水 实验结论：不变　升高 ‎2．实验步骤：(1)碎屑　(2)烧杯里的水 实验结论：升高 四、1.熔化　t2　t1　2.晶体　非晶体　非晶体 ‎【应用示例】‎ 例1　D　[解析] 水沸腾时水变为水蒸气，上升的水蒸气遇冷液化成小水滴，水蒸气变为小水滴是液化；盘子里的水是液态，水晾干了，是水变成了水蒸气，液态变为气态的过程是汽化；湖水是液态的，冰是固态的，水结冰是由液态变为固态，是凝固；固态的铁块化成液态的铁水，是熔化过程。‎ 例2　(1)慢　(2)停表　搅拌棒　(3)B　(4)15‎ 例3　A　80　固液共存 ‎[解析] 晶体在熔化过程中，温度保持在熔点不变。由题图可知：物质A有一定的熔化温度，是晶体；它的熔点是‎80 ℃‎；在第8 min时，物质A正在熔化，处于固液共存状态。‎ ‎【课堂反馈】‎ ‎1．如图所示 ‎2．凝固　熔化　3.D　‎4.48　‎C ‎5．非晶体　吸热　6.B ‎【课时作业】‎ ‎1．C ‎2．A　[解析] 滴水成冰，物质变化前为液态水，变化后为固态的冰，根据物态变化的定义判断其发生的物态变化是凝固，放出热量。‎ ‎3．B ‎4．B　[解析] 由图知，冰在2～5 min内温度保持‎0 ℃‎不变，所以是晶体，其熔点为‎0 ℃‎；冰熔化过程持续了5 min－2 min＝3 min，冰在熔化过程中，吸收热量，温度不变。‎ ‎5．D ‎6．B　[解析] 非晶体没有一定的熔点，也没有一定的凝固点；晶体在熔化过程中要吸热，但温度不变，这个温度叫做晶体的熔点。不同晶体的熔点不同；同一种晶体的熔化温度和它的凝固温度是相同的。‎ ‎7．B　[解析] 南极气温最低可达－‎89.2 ℃‎，应该选酒精为测温物质，因为酒精的凝固点是－‎117 ℃‎，低于南极的最低气温。‎ ‎8．A ‎9．A　‎ ‎10．A　[解析] 将铜和钠加热到‎1083 ℃‎，铜变成了液态，而钠在这时就会变成气态，不会熔合到一起，A错误；将铝和钠加热到‎660 ℃‎，都变成了液态，可以制成合金，B 11‎ 正确；将铝和铜加热到‎1083 ℃‎时，都变成了液态，可以制成合金，C正确；将铜和铁加热到‎1535 ℃‎时，都变成了液态，可以制成合金，D正确。‎ ‎11．吸收　熔化 ‎12．熔点　熔化 ‎13．放出　凝固 ‎14．凝固　放出　熔化 ‎15．甲　DE　固液共存 ‎16．非晶体　熔化吸热　凝固放热 ‎17．(1)BC　吸　(2)液　固　(3)相同　不同 ‎[解析] (1)BC段表示海波的熔化过程，此过程中海波处于固液共存态。此时海波虽然继续吸热，但温度保持不变。(2)由图像可知，AB段表示海波还没有熔化处于固态，BC段是海波的熔化过程，CD段表示海波已经熔化完毕，故D点处于液态，EF段表示凝固过程，在F点已经凝固完毕，故G点处于固态。(3)在相同的烧杯中分别装上‎80 g的冰和萘，用同样的酒精灯加热，根据表格中物质完全熔化所需的时间可以看出：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是不同的。‎ ‎18．[导学号：47732216](1)B　－11　(2)－6　固液共存　(3)晶体　(4)低　越低 ‎[解析] (1)温度计读数时，视线要与液柱的上表面保持相平，故A、C错误，B正确。图中温度计的一个大格表示‎10 ℃‎，里面有10个小格，因此它的分度值为‎1 ℃‎，读数为－‎11 ℃‎。‎ ‎(2)混合液从第10 min到第18 min温度一直保持在－‎6 ℃‎不变，所以混合液的凝固点是－‎6 ℃‎；在第10 min之前物质处于液态，第10 min到第18 min物质处于固、液共存状态，第18 min之后物质处于固态，所以第17 min时，物质处于固液共存态。‎ ‎(3)表中所示混合液有固定的凝固点，该物质是晶体。‎ ‎(4)水的凝固点是‎0 ℃‎，掺入酒精后混合液的凝固点变成了－‎6 ℃‎，凝固点降低了。已知水的凝固点为‎0 ℃‎，酒精的凝固点为－‎117 ℃‎，一定量的水中掺入酒精质量越大，混合液的凝固温度越低。‎ 11‎