初中物理鲁教版（五四学制）（2024）九年级上册（2024）第十一章 物态变化第二节 熔化与凝固学案设计

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【学习目标】
1.了解固体和液体是可以相互转化的，了解熔化、凝固的含义；知道晶体熔化吸热、凝固放热。
2.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义，理解晶体的熔点和凝固点。
3.能利用熔化吸热、凝固放热等知识解释简单现象，培养理论联系实际的能力。
【学习重点】
学习重点：理解熔化与凝固的特点。
【学习难点】
学习难点：晶体与非晶体熔化和凝固时温度变化特点。
【自主预习】
阅读课本第2节新课部分内容，并解答以下问题：
1. 自然界中的物质，通常以固态、液态、气态三种形式存在。物质各种状态间的变化叫作物态变化。
2.物质从固态变成液态的过程叫作熔化。物质从液态变成固态的过程叫作凝固。
3.有的物质（如海波），在熔化过程中虽然继续对它加热，但温度保持不变。有的物质（如石蜡），在熔化过程中先变软，后变稀，最后熔化为液体，且在加热过程中温度一直升高。
4.液态海波开始凝固。在凝固过程中，海波的温度保持不变。
石蜡的凝固过程则不同，停止加热后，石蜡由稀变稠，又变成固态，温度不断降低。
5.有固定的熔化温度的固体叫作晶体。没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。
6.晶体熔化时的温度叫作熔点。晶体凝固时的温度叫作凝固点。同种物质的凝固点和熔点相同。
7.熔化吸热，凝固放热。
【探究新知】
【学习任务一】熔化与凝固
1. 物态变化
（1）物质的三态：
自然界中的物质，通常以固态、液态、气态三种形式存在。
（2）物态变化：
物质各种状态间的变化叫作物态变化。
2. 熔化
（1）定义：
物质从固态变成液态的过程叫作熔化。
（2）生活中常见熔化现象：
①春天，冰雪消融。
②夏天，从冰箱中拿出的雪糕化了。
③加热沥青、石蜡时，沥青、石蜡会慢慢变软，最后变成液态。
3. 观察与实验：探究固体熔化过程温度的变化规律
（1）实验器材：
海波、石蜡、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、大试管、温度计、搅拌器、水、火柴。
（2）实验装置图及组装：
①实验时用两套完全相同的实验装置，试管中分别加入适量碎冰和石蜡。
②安装实验装置的顺序是从下往上依次安装。
③烧杯中水以热传递的方式给试管中的物质加热的方法称为“水浴法”。
（3）实验步骤：
分别将海波、石蜡放入两支试管中，取两个相同的酒精灯，按图所示自下而上地把仪器组装好，并且把试管放入水中合适位置，然后分别加热，实验中不断搅拌试管中的物质，使其受热均匀，观察海波和石蜡在熔化过程中温度及状态的变化。
当温度升到40℃时开始计时，每隔1min记录一次温度，同时认真观察冰、石蜡的状态变化，直到全部熔化后再记录4~5次。数据记录如下表。
（4）记录表格：
（5）画出温度—时间图像：
以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表中的数据分别在两方格纸上描点，然后再将所有的点用平滑的曲线连起来，得到海波和石蜡温度随时间变化的图像。
（6）实验结论：
①有的物质（如海波），在熔化过程中虽然继续对它加热，但温度保持不变。
②有的物质（如石蜡），在熔化过程中先变软，后变稀，最后熔化为液体，且在加热过程中温度一直升高。
4. 凝固
（1）定义：
物质从液态变成固态的过程叫作凝固。
（2）生活中常见凝固现象：
①冬天，小河里的水结冰。
②把加热熔化后的石蜡倒入玩具模子，冷却后做出各种各样的玩具。
③铁水冷却后变成铁锅。
（3）凝固特点：
液态海波开始凝固。在凝固过程中，海波的温度保持不变。
石蜡的凝固过程则不同，停止加热后，石蜡由稀变稠，又变成固态，温度不断降低。
【学习任务二】熔点和凝固点
1. 晶体与非晶体
（1）晶体：
有固定的熔化温度的固体叫作晶体。
常见的一些晶体：冰、海波、食盐、石英、萘、各种金属等。
（2）非晶体：
没有固定的熔化温度的固体叫作非晶体。
常见的一些非晶体：如石蜡、松香、玻璃、沥青等。
松香
2. 熔点 凝固点
（1）熔点：
晶体熔化时的温度叫作熔点。
AB段：固态，晶体吸热升温的过程；BC段：固液共存态，晶体熔化过程，吸收热量，温度不变；CD段：液态，液体吸热升温过程。
（2）凝固点：
晶体凝固时的温度叫作凝固点。
DE段：液态，晶体放热降温的过程；EF段：固液共存态，晶体凝固过程，放出热量，温度不变；FG段：固态，液体放热降温过程。
（3）同种物质的凝固点和熔点相同。
在1标准大气压下，水的凝固点是0℃，冰的熔点也是0℃。
3. 小资料 一些晶体的熔点 （标准大气压）
【学习任务三】熔化吸热 凝固放热
1. 熔化吸热
（1）熔化吸热：
晶体熔化时虽然温度不变，但是必须加热，若停止加热，熔化也会马上停止，所以熔化过程要吸热。
非晶体在熔化时也要吸收热量。
（2）熔化吸热的应用：
冰镇饮料，在饮料中加上一些冰块，因为冰块温度更低，并且冰块熔化成水的过程中要吸收热量，从而使饮料的温度下降的更多。
脚扭伤立即冰敷，能够起到镇痛消肿的作用，也是利用了熔化吸热的原理。
（3）晶体熔化的条件：
一是温度达到熔点；二是继续吸收热量。
2. 凝固放热
（1）凝固放热：
凝固是熔化的逆过程，所以液体在凝固时要放出热量。
（2）凝固放热的应用：
北方冬季贮菜，人们常在地窖放几桶水，以防止地窖的菜被冻坏。
因为当气温下降至0℃以下时，桶里的水会凝固成冰，在凝固过程中，水会放出热量，该热量可使地窖的温度不至于降得太低，从而避免蔬菜被冻坏。
（3）晶体凝固条件：
一是温度达到凝固点；二是继续放出热量。
【课堂总结】
按照学习内容学列本节课的思维导图：
【课堂练习】
要求：合上课本，像考试一样独立完成。
1下列现象属于熔化的是（ ）
A．初春，冰雪消融汇流成溪
B．盛夏，冰棒周围出现“白气”
C．金秋，阳光照射迷雾散去
D．寒冬，双溪水库水面结冰
【答案】A
【解析】A．冰雪消融汇流成溪，冰从固态变为液态，属于熔化，故A符合题意；
B．冰棒周围出现“白气”，是空气中的水蒸气液化成的小水珠，故B不符合题意；
C．雾是悬浮在空中的小水珠，太阳出来，小水珠吸收热量汽化而散去，故C不符合题意；
D．水面结冰，水从液体变为固态，属于凝固，故D不符合题意。
故选A。
2．以勺为笔，用糖作墨，糖汁成画。如图所示，糖汁冷却成糖画的过程中，发生的物态变化是（ ）
A. 沸腾B. 凝固C. 熔化D. 升华
【答案】B
【解析】
糖汁冷却成糖画的过程中，由液态变为固态，属于凝固。
故选B。
3．在探究晶体熔化时温度的变化规律的实验中，如图所示，此时温度计的读数为________ ℃。观察到晶体在熔化过程中温度不变，说明晶体在熔化过程中________ （选填“有”或“没有”）固定的熔化温度。
【答案】 ①. 45 ②. 有
【解析】
[1]由图可知，温度计分度值为1℃，此时温度计的读数为45℃。
[2]晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，说明说明晶体在熔化过程中有固定的熔化温度。
4．沥青路面在烈日下由硬变软，在这个过程中沥青的温度不断升高，说明沥青是 （晶体/非晶体）。它在熔化时要 （吸/放）热。
【答案】 非晶体 吸
【详解】[1][2]区分晶体和非晶体可以看熔化过程中温度是否变化，变化，则为非晶体，不变，则为晶体。烈日下，沥青路面吸热后逐渐变软，该过程中沥青的温度不断升高，即沥青没有一定的熔点，所以沥青是非晶体，它在熔化时要吸热。
5．先进战机机身会采用一种微胶囊自修复材料，其原理是在金属内部埋植固态合金，当机身出现裂纹， 系统会控制加热装置工作，使微胶囊内的合金 （填物态变化名称）变成液态流出并填充裂纹，然后 （填物态变化名称）形成固态合金从而实现损伤修复，如图所示。液态合金变成固态过程中要 热量。
【答案】 熔化 凝固 放出
【详解】[1]机身的微胶囊内的合金是固态，固态变为液态，是熔化现象。
[2][3]合金从液态变为固态，是凝固，凝固时，不断放出的热量。
6．某同学发现冬天水缸里的水结冰了，但腌菜缸里的盐水却没有，他猜想，水中加入盐后，可能会对水的凝固点产生影响。为了验证这一猜想，他进行了如下实验。
【证据】
（1）他将一些盐放入水中，将做成的盐水用烧杯盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程。每隔一定时间，观察盐水状态并测出温度，将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图像，如图甲所示
（2）烧杯内物质在第5分钟时处于 （选填“固”“液”或“固液共存”）态，盐水凝固所用的时间为 min；
（3）实验中盐水的凝固点为 ℃，盐水在凝固时需要放出热量，温度 ，根据图像可知盐水结成的冰为 （选填“晶体”或“非晶体”）；
【解释】根据实验中获得的数据，可初步得出结论：在水中加入盐后 （选填“会”或“不会”）对水的凝固点产生影响；
【交流】如果将一个装有0℃冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中，如图乙所示，试管中冰水混合物中的水会 （选填“变多”“变少”或“不变”）。
【答案】 固液共存 5 -4 不变 晶体 会 变少
【详解】（2）[1]据图可知，第5分钟时物质处于熔化过程，物质状态为固液共存状态。
[2]据图可知，盐水在第4min开始凝固，第8min刚好凝固完成，凝固所用的时间为
（3）[3][4]据甲图可知，盐水温度为-4℃保持不变，说明盐水的凝固点为-4℃，且盐水在凝固时需要放出热量，温度保持不变。
[5]根据图像可知，盐水有固定的凝固过程，说明盐水结成的冰为晶体。
[6]根据上述分析可知，加盐后，是的凝固点降低，因此在水中加入盐后会对水的凝固点产生影响。
[7]同种晶体，熔点和凝固点的温度是相同的，由于盐冰水混合物的温度低于冰额熔点，因此将装有0℃冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中，满足达到凝固点，持续放热的条件，因此水会凝固，水会减少。
【课后反思】
谈谈你在本节课中：
（1）收获有哪些？
（2）需要改进的地方有哪些？