熔化与凝固
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熔化和凝固的定义熔化和凝固是物质在温度变化下的两种状态转变形式。
熔化指的是物质从固态转变为液态的过程,而凝固则是物质从液态转变为固态的过程。
这两种状态转变在我们的日常生活中随处可见,例如冰块融化成水、蜡烛燃烧后凝固成蜡等。
熔化是物质从固态转变为液态的过程。
当物质受到足够的热能作用时,分子的热运动增强,分子间的相互作用力逐渐减弱,最终克服固态结构的稳定性,使得物质的结构由有序的排列转变为无序的排列。
这个过程中,物质的温度逐渐升高,直到达到熔点,熔点是物质从固态转变为液态的临界温度。
在熔化过程中,物质的体积通常会增大,因为在液态状态下,分子之间的间隔变大,分子间的相互作用力减小。
凝固是物质从液态转变为固态的过程。
当物质的温度下降到一定程度时,分子的热运动减弱,分子间的相互作用力逐渐增强,最终克服液态结构的不稳定性,使得物质的结构由无序的排列转变为有序的排列。
这个过程中,物质的温度逐渐降低,直到达到凝固点,凝固点是物质从液态转变为固态的临界温度。
在凝固过程中,物质的体积通常会减小,因为在固态状态下,分子之间的间隔变小,分子间的相互作用力增大。
熔化和凝固是物质状态转变的基本过程,它们与物质的结构和性质密切相关。
在固态下,物质的分子排列有序,相互间的相互作用力较大,因此固态物质具有一定的形状和固定的体积。
而在液态下,物质的分子排列无序,相互间的相互作用力较弱,因此液态物质没有固定的形状和体积,而是会流动。
当物质的温度超过熔点时,固态物质变为液态,分子的热运动增强,相互作用力减弱,物质的结构变得无序,体积增大,从而呈现出液态的特性。
相反,当物质的温度低于凝固点时,液态物质变为固态,分子的热运动减弱,相互作用力增强,物质的结构变得有序,体积减小,从而呈现出固态的特性。
熔化和凝固是物质状态转变的重要现象,不仅在日常生活中普遍存在,也在工业生产和科学研究中发挥着重要作用。
例如,冶金工业中的熔炼和铸造过程就利用了物质的熔化和凝固特性,将金属矿石加热至熔点,使其熔化成液态金属,然后通过冷却使其凝固成固态金属,从而得到所需的金属制品。
熔化和凝固1、熔化:物质从固态变成液态叫熔化。
(吸热)2、凝固:物质从液态变成固态叫凝固。
(放热)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(3)继续放热3、晶体和非晶体的区别:(有无熔点)(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: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t1~t2;而DG是晶体凝固曲线图,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t3~t4。
5、凝固放热的考例①北方冬天的菜窖里 通常要放几桶水。
(利用水凝固时放热 防止菜冻坏 )②炼钢厂“钢水”冷却变成钢 车间人员很易中暑。
(钢水凝固放热)6、熔化吸热的考例①夏天在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊(因为冰熔化吸热 冷空气下沉 )。
②化雪的天气有时比下雪时还冷 (因为雪熔化吸热) 。
③鲜鱼保鲜用0℃的冰比0℃的水效果好 (冰熔化吸热 )。
7、熔点与凝固点的考例①萘的熔点为80.℃当温度为79℃时萘为固态。
当温度为81℃时萘为液态。
当温度为80.℃时 萘是固态或液态或固、液共存状态都有可能。
②下过雪后 为了加快雪熔化 常用洒水车在路上洒盐。
(因为降低雪的熔点)③在北方冬天温度常低于39℃,因此测气温采用酒精温度计而不用水银温度计。
人教版八年级物理上册第3章《物态变化》第2节熔化和凝固讲义(知识点总结+例题讲解)序号知识点难易程度例题数变式题数合计一熔化★ 6 616二凝固★ 2 2一、熔化:1.定义:物体从固态变成液态叫熔化。
2.特点:吸收热量;(或者:遇到高温物体,从高温物体那里吸收热量)3.晶体与非晶体;(1)晶体:熔化时,温度不变的物质;例如:金属、海波、冰、石英水晶;(2)非晶体:熔化时,温度不断升高的物质;例如:松香、石蜡、玻璃、沥青、蜂蜡、食盐、明矾、奈;4.熔点:晶体熔化时的温度。
(非晶体是没有熔点的)5.晶体熔化的条件:①达到熔点;②继续吸热。
6.常见融化现象:冰融化成水、蜡烛燃烧时滴泪、铸造金属构件将金属熔化成液态;【例题1】谚语“雪水化成河,粮食千万箩”中,雪水化成河发生的物态变化是()A.液化 B.凝固 C.凝华 D.熔化【答案】D【解析】解:雪化水是由固态变成液态的过程,是熔化现象。
故选:D。
【变式1】下列物态变化现象中属于熔化的是()A.冰雪的消融 B.雾凇的形成 C.云海的形成 D.白雾的消散【答案】A【解析】解:A、冰雪的消融是物质从固态到液态的过程,属于熔化,故A符合题意;B、雾凇的形成是物质由气态直接变为固态的过程,属于凝华,故B不符合题意;C、云海的形成是物质从气态变为液态的过程,属于液化,故C不符合题意;D、白雾的消散是物质从液态变为气态的过程,属于汽化,故D不符合题意。
故选:A。
【例题2】如图所示,在1个标准大气压下,冰熔化成水的过程中,其温度保持在()A.100℃B.37℃C.20℃D.0℃【答案】D【解析】解:冰是晶体,在1标准大气压下冰的熔点是0℃,所以冰熔化成水的过程中吸热,温度保持熔点温度不变,此时的温度是0℃。
故选:D。
【变式2】雪天为了使积雪尽快熔化,环卫工人在路面上撒盐,这是因为()A.盐使积雪的熔点降低B.盐使积雪的温度升高到0℃而熔化C.盐使积雪的熔点升高D.撒盐后的雪不再属于晶体,不需要达到熔点就可以熔化【答案】A【解析】解:寒冷的冬季,空气温度低于雪的熔点,为了使雪尽快熔化,向积雪撒盐,是在其它条件相同时,在积雪上洒盐水相当于掺杂质,使雪的熔点降低,从而使积雪熔化,交通方便,故A正确。
§ 5.2 熔化和凝固知识点常见的晶体有: :常见的非晶体有 :一、熔化定义:物质从态变成态的过程。
需要热量。
1、熔化规律:①晶体在熔化过程中,要不断地热量,但温度保持。
②非晶体在熔化过程中,要不断热量,且温度不断。
2、晶体熔化必要条件:①②。
3、熔化图像二、凝固定义:物质从态变成态的过程,需要热量。
1、凝固规律:①晶体在凝固过程中,要不断地热量,但温度保持。
②非晶体在凝固过程中,要不断地热量,且温度不断。
2、晶体凝固必要条件:①②。
三、同一晶体的熔点和凝固点 ;注意:热量只能从温度的物体传给温度的物体,发生热传递的条件是:物体之间存在 ;§ 5.4 升华和凝华知识点凝华定义: 物质从 态变成 态的过程,需要 热量。
凝华现象:① ② ③ ④ ⑤ 。
升华定义: 物质从 态变成 态的过程,需要 热量。
升华现象:① ② ③ ④ ⑤ 。
1、自然界中的云、雨、雪、雾、露、霜等现象,都是水的物态发生变化形成的,图中描述的物理现象理解正确的是§ 5.4 升华和凝华知识点凝华定义: 物质从 态变成 态的过程,需要 热量。
凝华现象:② ② ③ ④ ⑤ 。
升华定义: 物质从 态变成 态的过程,需要 热量。
升华现象: ② ③ ④ ⑤ 。
1、自然界中的云、雨、雪、雾、露、霜等现象,都是水的物态发生变化形成的,图中描述的物理现象理解正确的是A .“飘渺的雾”是气化现象 B .“晶莹的露”是熔化现象 C .“凝重的霜”是凝华现象 D .“轻柔的雪”是液化现象A .“飘渺的雾”是气化现象B .“晶莹的露”是熔化现象C .“凝重的霜”是凝华现象D .“轻柔的雪”是液化现象§ 5.3 汽化和液化液化定义:物质从态变成态的过程,需要热量。
1.液化现象:①②③④⑤。
2.液化的方法分为: ①②。
汽化定义:物质从态变成态的过程,需要热量。
汽化现象分为:、,两种形式都要热量。
沸腾和蒸发的区别:1.沸腾:⑴沸腾现象:水沸腾,有大量的气泡上升,变,到水面破裂,释放出水蒸气。
2.3 熔化和凝固1姓名:日期:【知识梳理】一、熔化和凝固物质从固态变成液态叫作熔化,熔化时吸热;物质从液态变成固态叫作凝固,凝固时放热。
二、熔点和凝固点1.晶体与非晶体:(1)晶体:有确定熔化温度的固体称为晶体。
如:冰、海波、各种金属。
(2)非晶体:没有确定熔化温度的固体称为非晶体。
如:蜡、松香、玻璃、沥青。
2.熔点和凝固点:晶体熔化时的温度叫熔点。
晶体熔液凝固时的温度,叫凝固点。
三、熔化、凝固的应用1.熔化吸热:晶体熔化时温度不变,但要吸热。
2.凝固放热:反过来,凝固是熔化的逆过程,液体在凝固时温度不变,但要放热。
3.晶体的熔化、凝固曲线:(1)AB段物体为固体,吸热、温度升高;(2)BC物体固液共存,吸热、温度不变;(3)CD为液态,物体吸热、温度升高;(4)DE为液态,物体放热、温度降低;(5)EF段为固液共存,放热、温度不变;(6)FG段位固态,物体放热、温度降低;四、探究晶体(冰)熔化实验(1)把晶体研碎;(2)水浴法加热,使晶体受热更均匀;如果用酒精灯直接加热,晶体受热会不均匀;(水浴法在冰熔化实验中还可以起到减慢熔化过程,便于观察的作用)(3)实验过程中记录时间、温度和状态;【典型例题】1、夏天,加在饮料中的冰块化为水,此过程属于下列哪种物态变化()A. 凝固B. 熔化C. 汽化D. 液化2、中国南极长城站是我国第一个南极科学考察基地,在那里用的液体温度计是酒精温度计,这是因为酒精( ) A.沸点较高 B.沸点较低 C.凝固点较低 D.凝固点较高3、在0℃的温度下,把-5℃的冰放入0℃的水中,则 ( )A.水凝成冰,可能所有的水都会结为冰 B.冰化成水,且水的温度始终为0℃C.如果放入得冰多,水就凝固,如果水多,冰就化 D.冰、水的多少都不变4、冰雕艺术是一种独具魅力的艺术形式,有时冰雕作品也要在夏天或在气温较高的南方地区巡展,为了防止冰雕熔化,陈列冰雕作品的房间温度要足够低,但是每多降温1℃,制冷系统的耗电量就要增加很多.为了既不使冰雕熔化又能节约用电,房间温度控制的最佳数值是( )A.5℃B.0℃C.-5℃D.-10℃5、如图所示是对冰加热时其温度随时间变化的图像,由图可知( )A.BC段是一个放热过程 B.冰的熔点是0℃C.CD段该物质处于气态 D.DE段表示冰的熔化过程6、如图是某种物质发生物态变化过程中的温度—时间图像,由图可知( )A.这种物质是晶体,其熔点是40℃ B.在AB段物质处于固液共存状态C.在BC段物质不放热,温度保持不变 D.在CD段物质处于液态7、老师写了一幅对联,上联是“杯中冰水,水放热结冰温度不降”;下联是“盘内水冰,冰吸热化水温度未升”。
《熔化与凝固》教学设计
所属学科或领域:人民教育出版社义务教育课程标准实验教科书
适于的学段/年级:八年级(上册)
设计者:大连市第三十四中学刘听歌
一、教材分析:
本节课是人民教育出版社的义务教育物理课程标准实验教科书中的第四章第二节内容。
是热学内容的中的一节完整的探究课。
教材由学生熟悉的物态及温度变化引起的物态变化入手,引出本节所要研究的问题---“熔化和凝固”,既而探究“固体熔化时的规律”。
教材把海波熔化特点和蜡熔化特点放在一起,让学生在探究活动中自然地将两者的数据和图象进行比较,不但更方便地找出它们之间的差异,也降低了引出晶体和非晶体的难度。
教材没有对凝固做更多的展开,就给了学生更多的空间去通过科学想像与科学推理方法对凝固进行进一步的了解,发展学生的想像力和分析概括能力,使学生养成良好的思维习惯。
教材安排了这一较为成熟的探究活动,有意识培养学生设计和规划能力,观察和动手能力,分析问题和解决问题能力,并且有助于培养学生严谨的科学态度。
二、学生情况分析:
学生在半个学期的物理学习中,对物理有了声和光的认识,对物理探究的方式和方法也有了初步的了解。
本节课是热学知识中探究性极强的一节课,学生对熔化和凝固现象并不陌生,但探究上的要求上明显高于前面的探究活动。
1、探究中连续的数据记录和处理是学生首次接触的,通过本节学习,学生将学
会用图象法来处理实验数据:即既能使学生学会获取物理图象的方法,又能对物理概念、规律的认知起到良好的促进作用。
2、本课把海波熔化和蜡的熔化实验放在一起,即既要探究每一类固体物质本身
的熔化规律,又要对不同类型的固体物质熔化规律进行比较。
从而来得出结论。
更加锻炼学生的分析比较能力。
三、设计意图:
本节课关键是通过探究可以得出熔化规律。
在此基础上,了解熔化和凝固的应用,充分培养了学生探究能力,而且学会了用图象法对实验数据进行分析。
通过教学活动更加激发学生对生活和自然界现象的好奇,保持学生对大自然的关切,产生更高的求知欲,有助于学生团结协作。
在教学中应用视频等多媒体手段,让学生感受生活中的物态变化,激发学生对科学的好奇心和求知欲,培养学生探究未知世界的科学素养和科学精神。
四、教法和学法分析:
本节课的设计以提高学生的科学素质为主要目标,改变学科本位的观念,体现了以人为本的理念。
我设计本课的基本环节如下:
1、创设情境引出问题:
通过多媒体影片的播放,让学生感受自然界美妙的物态变化,引出“熔化和凝固”。
让学生说出关于“熔化和凝固”已知的未知的,鼓励学生大胆地对自然现象提出有意义的物理问题。
最后可以有老师把问题具体化如“固体熔化时温度是如何变化的?”从生活实际提出问题,引起学生注意,这样就明确了探究什么问题.以便确定实验中需要记录的数据和数据表格。
2、实验探究解决问题
这是教学的核心部分.怎样进行探究,主要应解决探究的方法和手段.不同的问题,探究的方法是不一样的,本节就是采用实验来进行探究的.在用实验活动进行探究时,要组织学生对实验方案进行讨论,解决怎样用实验进行探究的问题,以便在讨论中培养学生理解和拟定实验方案的能力.由于学生初学物理,拟定实验方案的能力还不强,故本节中是以实验装置和实验步骤出发来提出问题,让学生思考,其目的是为了使学生达到理解实验研究方案,积极投人探索式学习.
探讨方案:先由学生分组讨论实验方案和器材选择,如“我们需要什么样的热源”,“海波和蜡怎样受热达到的效果更好?”等,锻炼学生独立的设计能力和规划能力;然后师生共同探讨方案的可操作性,确定实验器材,同时确定实验数据的记录和表格的设计;最后,问学生是否有疑问,从而提出实验过程中的其他注意事项。
探究结果.做过实验后,应引导学生对实验现象和观测数据进行分析研究,得出结论,进而将实验结论升华为物理概念和规律.本节课得出了海波在熔化过程中温度不变、蜡在熔化过程中温度不断上升的结论,由此引出了晶体和非晶体的概念、熔点和凝固点的概念,这些都属于探究的结果.
本节课的实验探究在操作上时间不容易把握,难度又大,为使实验进行顺利,实验前让学生弄清实验思路和环节是很重要的,可以让学生在操作上做到有方向性、观察上有针对性,态度上有严谨性。
而且这也会使学生带着自信去探究,去感受成功探究的喜悦。
3、总结收获学以致用
让学生感受通过本节课的学习有哪些收获、又在哪些方面得到了锻炼?要引导学生学会知识、方法的运用,这是探究学习的目的之一.本节课要求学生学会用晶体的熔点和凝固点、熔化吸热凝固放热等知识来解释有关现象,其做法包括课堂讨论(巩固练习)和课后作业两部分实践活动.可以让学生感受物理来自于生活又可以回归生活,去体会物理与人类生活是密不可分的。
总之,本节课的设计环节都是由浅入深的,符合学生的认知规律,所采用的方法也遵循教学规律。
教学
过程
教学内容教师调控学生活动设计意图时间
新授过程1、设计实验:
①学生分组探讨实验方
案和器材选择
②师生共同探讨方案的
可操作性。
③确定实验数据的记录
表格
④注意事项:温度计和
酒精灯使用方法;怎样
用平滑曲线绘图
2、进行实验
3、分析数据
4、评估
5、结论
①海波(晶体)熔化时
吸热,温度(熔点)不
变
②蜡(非晶体)熔化时
吸热,温度变化
③凝固是熔化的逆过程
凝固特点:
6、会查熔点、凝固点表
引导学生说
出“水浴法”
的应用
指导学生进
行实验
把三个或多
个小组的数
据和图象展
示出来;
启发同学对
数据和图象
进行交流和
评估
引出晶体、非
晶体;熔点。
由图象
分析并得出
凝固特点并
引出凝固点
进行实验:
1、在烧杯
中装人适量
水,将石棉网、
烧杯等图所示
安放好.
2、将海波粉末
或蜡装入试管
3、将试管、温
度计按图安装
好。
分工报时、
报温、报状态、
记录、照顾仪
器。
4、用酒精灯加
热。
观察并记
录实验结果
(表格如附)
绘制成图象
对数据和图象
进行交流和讨
论,找出图象
是否有共同特
点以及各个图
象的优缺点,
并提出改进方
案
培养学生独立
设计实验的能
力,鼓励学生
对他人的观点
有大胆进行改
进的精神。
培养学生动
手、动脑能力
和团结协作精
神。
培养学生分析
数据能力,并
能通过分析、
比较,从而归
纳相关物理规
律的能力,拥
有实事求是的
科学价值观。
知道固体可以
按晶体和非晶
体分类。
理解图象的物
理意义,有一
定的逆向思维
能力。
会看数据表、
会查数据。
5
10
13
5
附:
课后反思:
本节课正常授课时作为2课时来处理,第一课时进行;提出问题、猜想假设、设计实验的环节,重点突出的设计实验的环节。
在设计实验过程中,让学生独立思考之后,把对问题的疑惑和同学交流,最后教师采用问题式和同学达成共识,找到最佳的实验方案。
在此过程中,以锻炼学生独立思考能力为主,同时提高学生之间的交流合作能力,使学生能够接受他人的意见也能把他人的意见柔和到自己的思想里。
提高学生的设计实验能力和规划能力。
第二课时重点突出的是分析论证的环节,在本实验中,学生除了学习到首次接触到的图像法之外,还由此学习到了熔化的逆过程凝固。
对于图像法,锻炼学生的识别、分析图像的能力,能对照图像进行描述物质的状态以及吸放热情况,提高学生的表达能力。
由熔化到凝固的学习中,提高学生的逆向推理的思维能力。