1、【名师解读】八年级物理第一章 第三节探究熔化和凝固的条件精品导学学案(北师大版)探究目标1.知识与技能 知道物质的固态和液态之间是可以相互转化的；知道晶体、非晶体熔化与凝固规律.2.过程与方法 知道区分晶体、非晶体的一般方法；了解图像是表示物理过程的一种方法.3.情感、态度与价值观 能乐于探索自然现象；善于观察、实验与交流.探究指导物理宫殿1.熔化（melting）与凝固（solidification）物质由固态变为液态的过程，称为熔化；物质由液态变为固态的过程，称为凝固.说明 熔化与溶化不同，前者表示物质从固态到液态，后者表示物质溶化在溶剂中的过程.2.物质的熔化、凝固规律固体物质分类 晶体
2、 非晶体吸热与放热 熔化吸热凝固放热 熔化吸热凝固放热温度变化规律 熔化、凝固的过程温度不变 熔化、凝固时温度也在变化熔化图像凝固图像3.常见的晶体有金属、海波、冰、固态酒精、固态氧、固态氢、固态氮等，常见的非晶体有蜂蜡、沥青、松香、玻璃等【例 1】 (2004江西南昌市 )如图 1.3-1 所示是海波的熔化图像，根据该图像能够获得的合理信息有：图 1.3-1信息一：海波的初温为 25；信息二： ；信息三： .思路与技巧 此题考查熔化图像的知识.分析图像可知，海波的熔化有一定的熔化温度（有一段平行于时间轴的线段） ，所以海波是晶体，其熔化时的温度即熔点是 48.答案 海波是晶体 海波的熔点是
3、48.说明 （1）图像法是处理实验数据的一种方法；（2）画图像应知道横坐标、纵坐标表示什么物理量；（3）图像中每一点代表的物理意义.【例 2】 冬天穿棉衣可以有效阻止人体热量向外散发，使人感到暖和，而棉衣自身并不发热.据说法国准备生产一种夹克，其衣料纤维中添加了一种微胶囊，这种胶囊所含物质在常温下呈液态，温度降低时会结晶，人们穿上它，气温较高时感到凉爽，气温降低时感到温暖.这种服装能够调节温度的原因是什么？思路与技巧 在环境温度变化时，胶囊内的材料经历了熔化吸热和凝固放热两个过程，从而使人体的温度没有发生较大变化.答案 衣服内胶囊中的物质，在温度升高时熔化吸热，使人的温度不致升得太高；在温度降
4、低时凝固放热，使人的温度不致降得太多，从而起到调节人体温度的作用.【例 3】 固体熔化为什么要吸热？思路与技巧 在固体中，分子间的联系非常紧密，整块固体的分子就像一个整体，每个分子只能在自己的固有位置附近振动，如图 1.3-2.加热时，晶体吸收热量，使分子振动得越来越快.当能量足够大时，有些分子运动剧烈，以致脱离开它的固有位置，而在整体中运动.这时，熔化就开始了.答案 固体分子吸热后，分子运动加快，以致脱离开它的固有位置，运动到其他分子间，从而使固体熔化成液体.图 1.3-24.熔点（melting point）与凝固点晶体物质熔化不变的温度叫熔点.晶体溶液凝固不变的温度叫凝固点.说明 （1）
5、同种晶体其熔点与凝固点相同；（2）熔点是区分晶体与非晶体的重要参数；（3）晶体的熔点跟晶体的纯度、加在晶体上的压强有关；（4）晶体能否熔化决定两个要素：一是吸热；二是温度应上升到熔点.【例 4】 如图 1.3-3 所示，烧杯与试管中均放有冰块，用酒精灯加热烧杯底部，在烧杯内冰块逐渐熔化成水的过程中（ ）图 1.3-3A.试管内冰块不会熔化 B.试管内冰块会熔化一部分C.烧杯内水温保持 0 D.烧杯内水温高于 0思路与技巧 冰块熔化要同时满足两个条件：吸热且温度达到 0，这两个条件缺一不可.当烧杯底被加热后，其温度高于冰块温度，杯底部冰块将吸热并开始熔化，烧杯中出现冰水混合状态，但其温度仍保持
6、0.因试管中冰块温度也为 0，它们之间不存在温度差，无热传递发生.所以试管中冰块不会熔化.答案 A、C.说明 晶体只在熔点熔化，且在熔化时是由固态变成液态，但温度不变.只有当相接触的两个物体存在温度差时，才会有由高温物体向低温物体的热传递，温度相同的两个物体间，是不会出现相互吸热、放热现象的.【例 5】 根据下表中所列出的几种物质的熔点，判断下列说法是否正确.物质名称 固态水银 金 铜 钢 钨 固态氢 固态氦熔点() -39 1064 1083 1300 3410 -259 -272（1）电灯泡的灯丝用钨制成，不会熔化；（2）纯金掉在钢水中不会熔化；（3）水银温度计在-40时已无法使用；（4）
7、在-265时氢气是固态.思路与技巧 当物体温度达到熔点，并能继续吸热，就能熔化.如金的熔点是 1064，常温下金处于固态，温度升至 1064，且继续吸热就熔化了.物体温度高于熔点处于液态，低于熔点处于固态，等于熔点时可能处于固态、液态或固液共存.答案 （1）正确.白炽灯丝正常发光时的温度约为 2000左右，而钨的熔点是 3410，故灯丝工作时不会熔化（2）错误.钢的熔点是 1300，钢水的温度高于 1300，而固态金的最高温度（即熔点）为 1064，故纯金掉入钢水中会熔化（3）正确.水银的凝固点是-39，在-40时水银呈固态，而水银温度计是利用液体热胀冷缩的性质工作的，故在-40时水银温度计不
8、能工作（4）正确.固态氢的熔点是-259，-265低于熔点，这时氢呈固态.说明 进行材料选择时，熔点、凝固点是重要的参考要素之一.【例 6】 为了研究熔化、凝固现象，小明给某种物质加热，然后再让该物质在空气中冷却，每 1 分钟记录一次温度.下表列出了他的记录数据：时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度（） 74 76 78 79 80 80 80 80 81 82 84 时间(min) 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 温度（） 86 83 81 80 80 80 80 79 78 76 74 由上表数据得出的初步结论是（写两种即可）
9、：（1） ；（2） .思路与技巧 由实验记录数据可以看出，该物质的温度变化先后经历了升温、温度不变、升温、降温、温度不变、降温六个阶段，根据题中条件在 013min 是熔化现象，1323min 是凝固现象，在熔化过程中体现出吸热、温度不变的特征；在凝固过程中体现出放热、温度不变的特征.答案 （1）该物质是晶体 （2）熔点是 80 （3 ）该物质的熔点和凝固点相同 （4）熔化时吸热温度不变 （5）凝固时放热温度不变.5.科学探究的几个要素第一：提出问题.其实就是探究什么；第二：猜想与假设.实质是根据生活经验对提出的问题进行猜想；第三：制定计划与设计实验.实质就是怎样探究；第四：进行实验与收集数据
10、.实质就是实验过程；第五：分析与论证.就是对现象、数据归纳总结；第六：结论与评估.就是得出结论以及对该探究进行反思.第七：交流与合作.实质是对探究做出简单的报告.探究体验问题情景 小玉漫步在雪后的海边，发现道路上的水都结了冰，但海水却没有结冰.她想到水的凝固点是否与水中含盐量的多少有关呢？猜一猜 含盐越多凝固点越 （高/低） ；做一做 设计实验：主要器材和装置：箱门透明的冰箱，三只烧杯，足量水，一些盐，三支温度计.实验步聚：在杯中装相同质量的水，分别加质量 的盐；将烧杯置于 ；观察温度计，记录 的温度.下表是某组同学记录的数据.含盐量 5% 10% 15%凝固点/ -1 -3 -6议一议 通过
11、分析上述数据，你可初步得出的结论是： .探究点拨 想一想，自己的探究过程和探究结果是否合理，猜想与所得的结果间是否有差异.注意发现新问题，吸取教训改进探究方案.聊天室话题：人在冰面上为什么容易滑动？胖胖：老师，运动员为什么在冰面上比在地面上运动更轻松流畅？老师：同学们在生活中有这样的体会，人在刚拖的地板砖上容易滑倒，是因为地板有水；运动员在冰面上能轻松滑动也是因冰面上有水.胖胖：温度低于 0时，冰面上的水是怎样产生的呢？老师：你看滑冰运动员脚下穿的是带冰刀的鞋（如图 1.3-4）冰刀作用在冰面上，产生很大压强，使冰的熔点降低很多，冰刀接触的冰熔化成水，水有利于冰鞋的滑动.雪地上滚雪球越滚越大也
12、是这个道理.当挤压雪时，因压强增大冰的熔点降低，部分雪熔化；当松开后熔化成的水迅速凝固，这样循环下去所以雪球越滚越大.胖胖：这个议论使我明白熔点跟压强有关，增大压强可降低熔点.同时我也知道了钢丝穿过冰块而不留痕迹的原因（如图 1.3-5）.图 1.3-4 冰刀鞋 图 1.3-5 无缝的冰砖快乐套餐1.用钢浇铸铜像的过程，发生的物态变化是（ ）A.一个凝固过程 B.一个熔化过程C.先熔化后凝固 D.先凝固后熔化2.在图 1.3-6 四个图像中，表示海波熔化的图像是（ ）图 1.3-63.水的“自白”：我是水，我现在的体温如图 1.3-7 所示，并且我还在放热.请你告诉我，我现在的体温是 ，我正在
13、 （填“熔化”或“凝固” ）.图 1.3-74.在日常生活中熔化吸热、凝固放热给我们带来不利影响的事例有 、 .5.上物理课复习时，老师写下一副热学对联，上联是“杯中冰水，水结冰冰温未降” ；下联是“盘内水冰，冰化水水温不升”.对联中包含的物态变化是 和，反映的一个共性是 .6.甲、乙两个试管中装有白色粉末状的物质，要判断哪个试管中装的是晶体，哪个试管中装的是非晶体，张海采用如图 1.3-8 装置，对两试管分别加热，并绘制出图像.（1）图 1.3-9 中， 是晶体， 是非晶体（填“甲”或“乙” ） ；图 1.3-8 图 1.3-9（2）实验中将试管放人水中加热，它的好处是 ，为达到这个目的还应
14、采取的措施有： .7.冬季，菜农贮菜时，常在菜窖里放几桶水如图 1.3-10 甲，这利用了 .高烧的病人常用冰袋降温（如图 1.3-10 乙） ，这利用了 .图 1.3-108.根据最新的天气预报，晚上气温将继续下降，这可急坏了橘子场主，因为严寒的天气可能毁掉一年的收获.怎么办？农场主只好吩咐他的工人给橘子树喷水，随着气温降低，水结成了冰（如图 1.3-11） ，橘子保住了.请你说说农场主这样做的物理原理.图 1.3-119.当我们买来冻鱼、冻鸡、冻肉等食品时，为了化开冰把它放在凉水中浸泡.泡到相当长时间，就会发现冻鱼外面结了一层冰.当这层冰的厚度不再增加时，揭掉鱼身的冰层可见到鱼已化冻，有人
15、把这种现象说成是“冷水拔冰”.请你解释为什么要用冷水而不用热水？10.在一标准大气压下冰水混合物的温度一定为 0吗？请设计实验用温度计测一测，并说明理由.11.随看生活水平的提高，热疗已走进我们的生活，如家里的“热敷” （如图 1.3-12）.市面上的“足疗” 、体育场上的“蜡浴”.其中“蜡浴”就是将熔化的蜡用刷子刷在肿胀部位，一段时间后，肿胀消失，疼痛减轻.请问“蜡浴”运用了什么物理原理？图 1.3-1212.为了从酒精和水的混合溶液中分离水和酒精，张明同学依据已学过的知识，提出了一种方案.依据水和酒精凝固点不同可将水和酒精分开.为此，他利用家中电冰箱的冷冻室做了如下实验：他将配有不同比例的
16、水和酒精的混合物放入冷冻室中，并用温度计监测混合液的温度，定时观察，他所测的数据和观察到的现象如下表：酒精（mL）水(mL) 酒精/混合液（V/V）观察现象12.5 12.5 1/2 -8未发现凝固12.5 50 1/4 -8未发现凝固12.5 75 1/6 -8混合液开始凝固，酒精并未从水中分离12.5 370 1/30 -6混合液开始凝固，酒精并未从水中分离出来12.5 750 1/60 -4混合液开始凝固，酒精并未从中分离出来说明：所用冰箱的冷冻室的最低温度为-8.（1）请你仔细看一看表中的数据和记录的现象，张明同学是否能将水和酒精从混合液中分开？（2）在水中添加酒精对水的凝固点有何影响
17、？（3）这个结论在实际中有何应用？13.（海口实验区中考题）关于“纯水和盐水哪一个结冰更快”这一问题，小红作出了如下猜想：纯水可能比盐水结冰更快.利用家中冰箱和其他器材，请你设计实验对小红的猜想加以验证.14.在做研究某物质熔化时的规律的实验时得出如下数据： 加热时间（分） 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22温度（） 64 68 72 76 80 80 80 80 84 88 92 96则由上表可知：（1）此物质一定属于 体（填“非晶体”或“晶体” ） ；（2）此物质的熔点是 ，开始加热 8 分钟时，物质处于 态；（3）在图 1.3-13 中用笔线画出温度随时间变化的
18、图线：图 1.3-1315.阅读材料冰冻豆腐寒冷的冬天，吃上一碗热乎乎的“冻豆腐” ，那真算得上是一种别具风味的美菜.豆腐本来是光滑细嫩的，冰冻之后，它的模样为什么会变得像泡沫塑料呢？豆腐的内部有无数的小孔，这些小孔大小不一，有的互相连通，有的闭合成一个个小的容器，这些小孔里面充满了水分，我们知道，水有一种奇异的性质：在 4时，它的密度最大，体积最小；到0时，结成冰，这时体积不是缩小而是胀大了，比常温水的体积要大 10左右.当豆腐的温度降到 0以下时，里面的水分结成冰，原来的小孔便被冰撑大了，整块豆腐就被挤压成网络形状.等到冰融化成水从豆腐里跑掉以后，就留下数不清的孔洞，使豆腐变得像泡沫塑料一
19、样，冻豆腐经过烹饪，这些孔洞里都灌进了汤汁，吃起来不但富有弹性，而且味道也格外鲜美可。近年来，工业生产上出现了一种巧妙的新工艺“冰冻成型” ，也是冰冻膨胀原理的应用，办法是：根据零件的形状用强度很大的金属，做一个凹形的阴模和一个凸形的阳模，把要加工的金属板放在这两个模的中间，在阳模和密闭的外壳之间，灌满 4左右的水，然后把这个装置冷却到 0以下.这时，由于水结冰，体积变大，所产生的巨大力量把阳模压向阴模，便会把金属板压成一定形状的部件.由于水在 4时，密度最大，体积最小，水温低于 4时体积反而增大，所以，在 4时水就不再上下对流了，因此，到了冬季，寒冷地区的江河湖泊，表面上虽然结了厚厚的冰层，
20、但下面的水的温度却保持在 4左右，这就给水生物创造了生存的环境.冰冻也会给人们带来危险，它能使水缸冻破，自来水管冻裂.因此在冬季来临的时候，要及时做好保暖防冻工作.回答下列问题：（1）读了这篇文章后，你学到了一些什么知识？（2）冰冻给人们带来了很多好处，也带来了许多危害，除文章中提到的你还能列举一至两例吗？参考答案探究体验 低；不同；冰箱中，并插上温度计；盐水；水凝固时水中含盐量越多，凝固点越低快乐套餐 1.C 2.D 3.0；凝固 4.雪熔化时气温降低；钢水倒入模型凝固时要放出大量的热 5.凝固；熔化；水溶化和凝固时温度不变 6.（）乙；甲 （2）使固体均匀受热，用水传热，增大受热面；装入试
21、管中的固体不宜过多；试管内外温差保持 23左右 7.水凝固放热；冰熔化吸热8.水凝固放热，使橘子温度不致降得太低9.因冷水较热水易凝固，水凝固时放热，使食品上的冰较易熔化10.当外界气温升高时，冰水混合物中的冰熔化，熔化时温度保持 0不变；当外界气温降低时，水凝固成冰，凝固时温度保持 0不变，所以无论外界气温怎样，冰水混合物的温度均为 011.蜡凝固放热，人体吸热后，加快血液流动12.（1）不能 （2）会使水的凝固点降低 （3）寒冷地区汽车循环水中加少量酒精可以防止循环水在低温下结冰13.（1）取两个相同的杯放人相同的水，其中一杯加盐一杯不加盐；（2）将两杯水同时放入冰箱，每过 5 分钟观察一次效果 14.（1）晶体 （2）80；固 （3）图略 15.（1）水凝固成冰体积增大；水在 04之间温度升高体积减小，温度降低体积增大；湖底温度为 4（2）内燃机内冷却水在冬天结冰易冻破机体；黄河水在冬天凝固堵塞河水流动学 优)中- 考，网
