物理八年级上册第2节 熔化和凝固教学设计

主备人

学科

物理

时间

课题

第三章 物态变化  第2节 熔化和凝固

教

学

目

标

知识与技能

1．知道物质的固态和液态之间是可以转化的。

2．知道熔化图像和凝固图像的物理的含义，并知道晶体和非晶体的区别。

3．知道熔化需要吸热，凝固是放热的过程。

过程与方法

1．通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件。

2．通过图象对实验数据进行处理，理解固体熔化和液体凝固的规律。

情感态度与价值观

1．通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感。

2．通过实验培养学生善于实践和克服困难的良好意志和品质。

教学重点

1．晶体熔化和凝固的规律，晶体的熔点和凝固点。

2．用图像法进行数据处理、分析，区别晶体和非晶态。

教学难点

通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图像表示出来。

教具准备

铁架台、酒精灯、石棉网、大烧杯、温水、大试管、粉末海波、石蜡、温度计、搅拌器、火柴。

教学方法

观察法、实验法、分析法、讨论法。

导

入

新

课

物质一般有三种状态，气态、液态、固态，但物质的状态不是固定的，会随着温度而发生变化：严寒的冬天，河里的水会结成固的冰；春天来了，气温升高，冰雪消融，会变成水；当把水烧开时，壶嘴旁会冒“白气”。是由气态的水蒸气变成的。

冬天，河水结冰               春天，冰雪消融             水烧开，“热气”腾腾

你知道舞台上单位雾景是怎么出现的吗？固态的二氧化碳样子像冰，所以叫干冰。舞台上需要雾景时，就用设备喷洒干冰，干冰一下子就变成了气态的二氧化碳，就会使得周围的水蒸气变成雾。

 舞台上的雾来自于干冰       干冰（固态的二氧化碳）        喷洒干冰变成气态的二氧化碳

我们把物质由一种状态变成另一种状态叫做物态变化。这一章，我们来学习几种物态变化的特点，今天我们学习固态和液态之间的物态变化。

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

教

学

过

程

新课学习

一、熔化和凝固

1．熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。

2．凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。

活动：把一支蜡烛点燃，竖直固定在桌子上。

在这个过程中，蜡烛点燃后熔化成液态，把蜡烛油滴在桌子上，把蜡烛粘上后，蜡烛油又凝固成了固态。

同学们经常看到冰熔化成水的现象，那么蜡烛的熔化和冰的熔化需要的条件一样吗？熔化过程的特点一样吗？我们通过实验来探究。

实验：                    探究固体熔化时温度的变化规律

（1）提出问题：不同物质在由固态变成液态的过程中，温度的变化规律相同吗？

（2）猜想和假设：不同物质由固态变成液态的过程中，温度的变化规律不同。

（3）设计实验：研究海波（硫代硫酸钠）和石蜡的熔化过程。实验装置如下图所示。

除去图中所需要的器材外，还需要有海波(硫代硫酸钠）、石蜡、水、搅拌器、火柴。

（4）进行实验与收集证据：

①分别将蜡和海波分别放入试管中，并用酒精灯加热。

②将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始每隔大约1min记录一次温度；在海波和蜡完全熔化后再记录4～5次。把数据填入表格。

（5）分析与论证：

图像可以很直观的表示一个物理量（如温度）随另一个物理量（如时间）的变化情况，我们用纵轴表示温度，横轴表示时间，根据表中记录的各个时刻的温度在方格纸上描点，然后将这些点连接起来，就得到海波与石蜡熔化时温度随时间变化的图像。

 海波熔化时温度岁时间变化的图像             石蜡熔化时温度随时间变化的图像

根据图象总结海波和石蜡在熔化前、熔化中、熔化后三个阶段温度变化特点：

 分析图像可知，海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48时，海波开始熔化。在熔化的过程中，虽然继续加热，但海波的温度保持不变，直到熔化完毕，温度才继续上升；石蜡的熔化过程则不同，随着不断加热，石蜡的温度不断上升，在此过程中，石蜡由硬变软变稀，最后熔化为液体。

（6）实验结论：由探究过程可知：海波在熔化的过程中，温度不变，需要继续吸热，石蜡在熔化的过程中，温度升高，需要继续吸热。所以不同物质由固态变为液态的过程中，温度的变化规律不同。

小组评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？     

交流合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小级的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？

实验注意事项：

（1）实验装置应该按照从下到上的顺序组装：先按照酒精灯火焰的高度固定好放置石棉网的铁圈，在石棉网上放好装水的烧杯后，再根据装固体的试管浸入水中的深度固定试管，最后再调整温度计的悬挂高度。石棉网的作用是能使酒精灯的火焰均匀地对烧杯加热，防止烧杯因受热不均匀而破裂。用完酒精灯必须用灯冒盖灭(不能 用嘴吹），

（2）将搅拌器和温度计的玻璃泡插入试管里的海波粉(或蜡）中，温度计的玻璃泡不要接触试管壁和底，要埋在海波粉中。

（3）为了缩短实验时间，水要尽量少（但要浸没试管中的固体部分，且试管不要碰触杯底），可用40℃的水。 实验时为使物体受热均匀，要不断地进行搅拌。

（4）本实验中采用“水浴法”。“水浴法”加热就是在一个大容器里装上水，然后把要加热的容器放入装有水的容器中，通过加热大容器的水将热量传至需要加热的容器里，达到加热的目的。它能使被加热的物体受热均匀，且温度变化平稳，便于我们观察与测温读数。

二、熔点和凝固点

1．晶体的熔化和凝固过程

(1)熔化特点：不断吸热，温度保持不变，有固定的熔化温度。

(2)熔点：晶体熔化时的温度。

自然界中的各种金属、冰、海波、食盐、石英、萘等物质都是晶体。

(3)熔化图象：

①AB段：物质处于固态，表示晶体吸热升温过程。

②BC段：物质处于固液共存态，表示晶体熔化过程，吸收热量，温度不变（温度在熔点）。

③CD段：物质处于液态，表示液体吸热升温过程。

④B点：物质达到熔化温度，但没有开始熔化，物质完全处于固态；

C点：晶体刚好完全熔化，物质处于液态。

（4）晶体熔化的条件：①达到熔点；②继续吸热。

小资料                   几种晶体的熔点 （标准大气压）

①不同晶体熔点不同，熔点是晶体的一种特性。

②记住冰的熔点是0℃，钨的熔点最高。

(5)凝固点：液体凝固形成晶体时也有确定的温度，这个温度叫做凝固点。 同一种物质的凝固点和熔点相同，不同晶体的熔点一般不同。

想想议议：1.在上图中。EF 、 FG、  GH各段分别表示温度怎样变化？物质是在吸热还是在放热？物质出于什么状态？

2.黑龙江省北部最低气温曾经达到-52.30℃,这时还能使用水银温度计吗？应该使用什么样的液体温度计？

讨论归纳：1. ①EF段：物质处于液态，物质放热降温的过程。

②FG段：物质处于固液共存态，晶体溶液的凝固过程，放出热量，温度不变（温度在凝固点）。

③GH段：物质处于固态，晶体放热降温过程。

2.因为水银的凝固点是-39℃，气温达到-52.30℃时，水银已经凝固了，不可能再根据液体的热胀冷缩来测温度。查熔点表，这时可利用酒精（-117℃）或甲苯（-95℃）的液体温度计。

2.非晶体的熔化和凝固

（1）非晶体在熔化过程中，只要不断吸热，温度就会不断升高，即没有固定熔化温度的固体。

常见的非晶体：蜡、松香、玻璃、沥青等。

（2）非晶体在凝固过程中，也是没有一定的温度，随着放热，温度持续降低，状态逐渐变粘、变稠、变硬，变成固态。

三、熔化吸热 凝固放热

1.熔化吸热

（1）在晶体在熔化过程中尽管温度却保持不变。但必须不断吸热，才能进行熔化。非晶体熔化也需要吸热，但温度一直上升。

（2）应用：

①夏天，在饭菜的上面放冰块可防止饭菜变馊（冰熔化吸热，冷空气下沉）。

②化雪的天气有时比下雪时还冷（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）。

④“温室效应”使极地冰川吸热熔化，引起海平面上升。

2.凝固放热

（1）从冰吸热可熔化成水,水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热。

晶体凝固时放出热量,但温度不变,非晶体凝固时放出热量,温度降低。

（2）应用：

①北方在冬天时在菜窖里放几桶水，利用水结冰凝固时放出的热量来使窖内温度不至于降太低，以免菜被冻坏。

②现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15 ℃~40 ℃熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。把这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时颗粒熔化吸热,天气冷时又凝固放热成颗粒,能有效调节室内的温度。

课堂小结

课堂练习

1.（2020 天津市）在北方的冬天，为了很好地保存蔬菜，人们通常在菜窖里放几桶水，水结冰能使窖内温度不会太低｡这是利用了水（　　）

A. 熔化吸热 B. 汽化放热 C. 液化吸热 D. 凝固放热

【答案】D

【解析】菜窖里放几桶水，水结冰时能使窖内温度不会太低，这是因为水在凝固时放热，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。

2.（2020 泰安）某晶体熔化时温度随时间变化的图象如图所示，下列判断正确的是（　　）

A. 第5min，晶体开始熔化

B. 晶体熔化过程持续20min

C. 晶体在熔化过程中不吸收热量

D. 晶体的熔点是80℃

【答案】D

【解析】A．由图可知，第10min，晶体开始熔化，故A错误；

B．晶体熔化过程持续的时间：t=25min-10min=15min。故B错误；

C．晶体在熔化过程中，不断吸收热量，故C错误；

D．由图可知，图象中呈水平的一段所对应的温度80℃就是物质的熔点，所以晶体的熔点是80℃，故D正确。故选D。

3.（2020 日照）纯铁的熔点是1535℃，则1535℃的铁（　　）

A. 是固态 B. 是液态

C. 是固液混合态 D. 以上情况都有可能

【答案】D

【解析】铁是晶体，则熔化时温度保持在1535℃不变，即铁的熔化过程是在1535℃温度下由固态逐渐变化为液态，所以在1535℃时既有熔化开始时的固态铁，也有熔化结束前的液态铁，更有熔化过程中的固液共存状态的铁。故选D。

4.（2020 济宁市）小明将一杯温水放入冰箱的冰冻室里，经过一段时间后，杯中的水发生了物态变化，下图所示中的四个图像中能正确反映这杯水的物态变化过程的是（  ）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】常温下的水放入正常工作的冰箱冷冻室中，水变成冰块是凝固过程；

AB．都是熔化图像，并且A的熔点不是0℃，则AB不符合题意；

CD．温度都有下降的趋势，所以是晶体的凝固图像，C的凝固点是0℃，并且在凝固过程中温度保持不变，D的凝固点不是0℃，则C符合题意、D不符合题意；故选C

5.（2020青海省）某种物质熔化时温度随时间变化，如图所示。根据图象的特征可以判断这种物质是一种______（填“晶体”或“非晶体”），它的熔点是______℃，熔化过程中______热量（填“吸收”或“放出”）。

【答案】 (1). 晶体 ；   (2). 80 ；   (3). 吸收。

【解析】[1][2][3]从图象中可以看出，在第10到25分钟温度是保持不变，说明此时此物质在熔化，此时物质的温度80℃即此物质的熔点，此物质是晶体，熔化过程中吸收热量。

6.(2020 江苏无锡市)如图所示，在探究冰的熔化特点时，为测量试管中碎冰的温度，应使温度计的玻璃泡与碎冰______，图中温度计的示数为______℃。

【答案】    (1). 充分接触    (2). -4

【解析】[1]用温度计测量碎冰温度时，温度计的玻璃泡要与碎冰充分接触，但不能将其碰到试管底或者试管壁，防止影响测量结果。

[2]由图知，温度计的分度值为1℃，示数在0的下面，是零下，所以其示数为。

7.（2020 云南省）探究“固体熔化时温度的变化规律”和”水沸腾时温度变化特点”的实验装置如图所示，按规范要求调整铁圈高度时_________（ 选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。晶体熔化和水沸腾过程中的共同特点是__________________。

【答案】    (1). 需要    (2). 吸收热量但温度不变

【解析】[1]按规范要求调整铁圈高度时需要点燃酒精灯，使铁圈的位置在酒精灯外焰位置处。

[2]由于晶体熔化过程和水沸腾时都需要吸收热量，而温度却不再改变，所以他们的共同点是：吸收热量但温度不变。

8.（2020 泸州）小李在实验室取出-10℃的冰进行加热实验，她观察冰熔化成水直到沸腾的过程并记录相关数据，绘制成如图所示的温度随时间变化的图像。根据图像可知0 ~ 4min内这块冰的内能______（选填“增加”或“不变”），加热到6min时，将处于______（ 选填“固态”“液态”或“固液共存态”），加热到______min，水开始沸腾。

【答案】    (1). 增加    (2). 固液共存态    (3). 14

【解析】[1]根据图像可知0 ~ 4min内这块冰的温度在升高，内能在增加。

[2]加热到6min时，物质继续吸热，但温度保持不变，正在熔化，处于固液共存状态。

[3]加热到14min时，水的温度达到100℃，保持不变，开始沸腾

板

书

设

计

第3节 熔化和凝固

一、熔化和凝固的概念

1．熔化：物质由固态变成液态的过程。

2．凝固：物质由液态变成固态的过程。

二、探究固体熔化时温度的变化规律

1．冰在熔化的过程中持续吸收热量，温度保持不变。

2．松香在熔化过程中持续吸收热量，温度逐渐上升。

三、熔点和凝固点

1．晶体：有一定熔化温度的固体。

2．熔点：晶体熔化时的温度。

3．非晶体：没有一定熔化温度的固体。

4．凝固点：晶体凝固时的温度。

5．同种物质的熔点和凝固点相同，不同物质的熔点不同。

四、熔化吸热、凝固放热

任何物质熔化都要吸收热量，凝固都要放出热量。

布

置

作

业

【必做题】　

教材第57页动手动脑学物理的3、4题.

【选做题】　

教材第57页动手动脑学物理的1、2题.

课

后

反

思

1. 探究固体熔化时温度的变化规律是初中学生接触的第一个探究性实验，学生没有实验基础，所以对于实验设计、实验装置的使用、实验过程的设计、实验时的注意事项、实验数据的分析等方面教师要给予指导，让学生学习探究实验的设计和分析，力争做到让学生多动手、多观察,这样不但能激发学生的兴趣，还能启发学生的思考，同时注重联系实际，注重实验过程中学生的合作探究，实验数据的分析由浅入深，教师引导学生逐步得出结论，培养了学生的能力和意识。

2.熔化和凝固是热学中比较重要的知识点,要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的,熔化、凝固是两个能相互转化的过程。对于晶体和非晶体的区别,以及作熔化曲线和凝固曲线时,还需要注意对学生进行引导和提示。