课时3.2 熔化和凝固（原卷版）-A4.docxVIP

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第三章物态变化（原卷版）

课时3.2熔化和凝固

2022年课程标准

物理素养

1.1.3经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点和沸点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。能运用物态变化知识说明自然界和生活中的有关现象。

物理观念：物态变化，熔化和凝固，熔点和凝固点，晶体和非晶体，熔化吸热和凝固放热。

科学思维：通过探究实验使学生学会用图像探究物理规律的方法。

科学探究：研究固体熔化时温度的变化规律。

科学态度与责任：通过观察、实验以及探究的过程激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生体会到科学探究的乐趣，理解科学与生活的紧密联系。

知识点一、物态变化

1.物态变化

问题

业生产中常将钢水铸造成有一定形状的工件。钢水在变成工件的过程中，它的状态发生了怎样的变化?在状态变化的过程中，钢水吸热还是放热?

（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。例如各种金属块、冰块等处于固态；水、油处于液态；空气、水蒸气处于气态。

（2）物态变化

随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。例如天气热的时候，从冰柜中拿出的冰，一会儿就变成了水，再过一段时间水干了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪。通常呈固态的铝、铜、铁等金属，在温度很高时也会变成液态、气态;通常呈气态的氧气、氮气、氢气等，在温度很低时也会变成液态、固态。

物质各种状态间的变化叫作物态变化。

知识点二、熔化和凝固

1.熔化和凝固的概念

（1）物质从固态变成液态的过程叫作熔化。如天气热的时候，从冰柜中拿出的冰，一会儿就变成了水。

（2）物质从液态变成固态的过程叫作凝固。如将半杯水放入冰箱冷冻室一段时间后，水结成冰。

2.研究固体熔化时温度的变化规律

提出问题

从冰箱冷冻室中取出一块冰块放入碗中，在室温下不久冰块就开始熔化，之后一段时间内碗里都是冰和水混合在一起的情况。如果用温度计测量，就会发现尽管冰在逐渐熔化变少，但水的温度并没有升高。这是怎么回事？想一想：其他物质熔化时的温度是否也不变？

实验器材和实验装置

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。

设计实验

探究海波（硫代硫酸钠）和石蜡的熔化过程。分别取适量的海波和石蜡（研碎），对它们进行加热，测出加热过程中的温度，观察熔化的情况，根据记录的数据绘制图像，比较二者熔化时温度的变化规律。

进行实验与收集证据

（1）在两个分别盛有海波和石蜡的的试管中各插入一个温度计，再将试管放入盛水的烧杯中，使试管均匀受热；

（2）用酒精灯外焰对烧杯缓慢加热，观察海波和石蜡的变化情况，以及温度计示数的变化；

（3）待海波温度升至40℃、石蜡温度升至50℃，每隔1min记录一次温度计的示数，在海波和石蜡完全熔化后再记录3—4次。数据记录如表所示

表1海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表

时间/min

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

海波的温度/℃

40

42

44

46

48

48

48

48

48

48

50

53

56

状态

固态

固液共存

液态

表2石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表

时间/min

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

石蜡的温度/℃

52

55

58

61

62

63

64

65

66.5

69

72

74

76

状态

固态

黏稠状态

液态

分析与论证

（1）以方格纸上的纵轴表示温度，横轴表示时间，将表1、表2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，如图所示。

海波温度随时间变化图像石蜡温度随时间变化图像

（2）分析图像

根据海波熔化图像的特征可知，海波吸收热量，温度逐渐上升，温度达到48℃时开始熔化。熔化过程中继续吸热，温度保持不变；熔化完，继续吸热升温。

结合石蜡的熔化图像可知石蜡的熔化情况与海波不同；随着加热时间的增加，石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀，逐渐熔化为液态，这个过程石蜡不断吸热，温度逐渐升高。

实验结论

（1）物质在熔化过程中都要吸收热量。

（2）不同的物质在熔化过程中温度的变化规律不同。有的物质（如海波）在熔化过程中虽然继续吸热，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，且随着加热时间的延续温度逐渐升高。

交流与反思

（1）安装实验器材要按照自下而上的顺序进行，目的使用酒精灯外焰加热。

（2）让海波、石蜡均匀受热的三种措施：①采用水浴法加热；②在加热过程中用搅拌器不断搅拌；③将物质研碎。

（3）选用小颗粒固体的目的：可以使固体受热均匀，便于与温度计的玻璃泡充分接触。

（4）烧杯中的水要适量，原因是：①水太多