3.2熔化和凝固（教學設計）年級八年級授課時間課題3.2熔化和凝固教學目標1.能區別物質的氣態、液體和固態三種形態，知道物質的固態和液態之間是可以轉化的。2.了解熔化和凝固。能用熔化和凝固的知識解釋生活中的現象。3.知道熔化曲線和凝固曲線的物理含義，并知道晶體和非晶體之間的區別。4.通過探究實驗使學生學會用圖像探究物理規律的方法。教材分析1.物態變化、熔化和凝固的概念教材首先指出物質常見的三種狀態，然后以學生熟悉的冰可以變成水及水可以變成蒸氣等現象為例，讓學生認識物質的三種狀態，進而給出物態變化的概念和熔化、凝固定義。教學中，對于物質的三種狀態的認識，可通過一些具體的事例并結合多媒體，讓學生嘗試對它們進行分類。再結合生活中冰的熔化過程，通過“冰的熔化需要什么條件，不同物質熔化時溫度將會如何變化?”的問題，進入實驗“探究固體熔化時溫度的變化規律”環節。2.探究固體熔化時溫度的變化規律教材將探究海波熔化特點和蠟的熔化實驗放在一起進行，讓學生在實驗活動中，自然地將兩者進行對比，可以較為方便地發現它們之間的差異，從而降低引入晶體和非晶體概念的難度。這一探究活動體現了探究實驗的幾個要素。在“分析與論證”中增加了圖象的繪制，目的在于幫助學生通過圖象直觀地觀察到熔化前、熔化中和熔化后三個階段的溫度特點。在“評估”和“交流與合作”中提出了明確的要求，如“有沒有可能在什么地方出現錯誤?”“你們的探究結果和別的小組的結果是不是相同?”等，目的在于引起學生積極地深入思考。最后在交流的基礎上讓學生寫出實驗報告。教材安排了這一較為完整的探究活動，可以有意識地培養學生的設計和規劃能力、觀察和動手能力、分析問題和解決問顆的能力，并有助于培養學生嚴謹的科學態度。在探究過程中應引導學生對固體熔化時溫度的變化規律進行猜想，初步設計方案，用實驗探究的方法，得出固體熔化時溫度的變化規律。海波熔化實驗既是教學中的重點，又是難點，教師對其應特別重視。教學器材鐵架臺、酒精燈、石棉網、大燒杯、溫水、大試管、粉末海波、石蠟、溫度計、攪拌器、火柴。多媒體ppt，包含視頻：《探究固體熔化時溫度的變化規律》、《熔化和凝固的條件》、《課堂總結》等。教學過程教師活動學生活動導入新課【引入新課】以自然界水的三態及其轉化為例引入課題。嚴寒的冬天，河里的水會結成固的冰；春天來了，氣溫升高，冰雪消融，會變成水；當把水燒開時，壺嘴旁會冒“白氣”，是由氣態的水蒸氣變成的。

水有三種狀態：氣態（水蒸氣）、液態（水）、固態（冰），可見這三種狀態可以發生相互轉化。這些狀態之間如何轉化？這一章，我們來學習幾種物態變化的特點。今天學習固態和液態之間的變化。《3.2熔化和凝固》。從水的三態轉化現象進入學習情景。學習新課一、物態變化1.物質的三態自然界中的物質，通常以固態、液態、氣態三種形式存在。例如各種金屬塊、冰塊等處于固態；水油處于液態；空氣、水蒸氣處于氣態。2.物態變化天氣熱的時候，從冰柜中拿出的冰，一會兒就變成了水，再過一段時間水干了，變成看不見的水蒸氣，跑得無影無蹤。隨著溫度的變化，物質會在固、液、氣三種狀態之間變化。通常呈固態的鋁、銅、鐵等金屬，在溫度很高時也會變成液態、氣態；通常呈氣態的氧氣、氮氣、氫氣等，在溫度很低時也會變成液態、固態。物質各種狀態間的變化叫做物態變化。【例題1】下列屬于物態變化的是（B）A.塵土飛揚B.冰雪消融C.鐵塊變形D.花開花落【解析】冰雪消融是冰從固態變為液態，屬于物態變化；塵土飛揚，鐵塊變形，物態沒有發生變化。花開花落與物態變化無關。所以選B。舉出物質處于三態的實例。舉出物質三態轉化的實例。學習新課二、熔化和凝固1.熔化和凝固（1）熔化：物質從固態變成液態的過程叫熔化。（2）凝固：物質從液態變成固態的過程叫凝固。【啟發學生列舉】生活中熔化、凝固的實例。熔化的實例：冰化成水、點燃的蠟燭熔化、雪糕熔化等。凝固的實例：水結冰、蠟燭油凝固、食品放入冰柜中冷凍等。【提問】我們經常看到冰熔化成水、蠟燭點燃熔化為液態的現象，那么蠟燭的熔化和冰的熔化過程中溫度的變化規律相同嗎？我們通過實驗來探究。2.探究固體熔化時溫度的變化規律由于本次實驗所需器材之多，需要記錄的數據之多，都是學生以前沒有遇到過的。可以提前布置學生預習、制訂計劃、寫出部分實驗報告，要求學生在設計實驗的過程中著重解決以下幾個問題:

實驗使用什么器材?怎樣裝置？

實驗的操作步驟有哪些?

實驗中要觀察的現象和記錄的數據有哪些?

記錄數據的表格如何設計?

組員該如何分工?

實驗中需要注意哪些問題?【教師講解】根據學生準備情況，進行講解歸納。【設計實驗】（1）實驗器材及裝置如下圖所示。加熱方法用“水浴法”：把盛海波的試管放入盛水燒杯中加熱，可使物體均勻、緩慢受熱。（2）組員進行分工：每個實驗小組為4人，分工進行報時和報溫度值、報物質狀態（固態、液態、還是固液混合）、記錄和照顧儀器等。（3）實驗注意事項：①實驗裝置應該按照從下到上的順序組裝：先按照酒精燈火焰的高度固定好放置石棉網的鐵圈，在石棉網上放好裝水的燒杯后，再根據裝固體的試管浸入水中的深度固定試管，最后再調整溫度計的懸掛高度。②將攪拌器和溫度計的玻璃泡插入試管里的海波粉(或蠟）中，溫度計的玻璃泡不要接觸試管壁和底，要埋在海波粉中，實驗時為使物體受熱均勻，要不斷地進行攪拌。③為了縮短實驗時間，水要盡量少（但要浸沒試管中的固體部分，且試管不要碰觸杯底），可用40℃左右的水。【進行實驗與收集證據】①分別將蠟和海波放入試管中，并用酒精燈加熱。②將溫度計插入試管后，待溫度升至40℃左右時開始每隔大約1min記錄一次溫度；在海波和蠟完全熔化后再記錄4～5次。把數據填入表格。時間/min0時間/min012345……海波溫度/℃海波狀態石蠟溫度/℃石蠟狀態【分析與論證】（1）用圖像進行分析。圖像可以很直觀的表示一個物理量（如溫度）隨另一個物理量（如時間）的變化情況。用縱軸表示溫度，橫軸表示時間，根據表中記錄的各個時刻的溫度，在方格紙上描點，然后將這些點連接起來，就得到海波與石蠟熔化時溫度隨時間變化的圖像。（2）師生結合數據表格對圖象進行分析。①首先根據海波熔化圖象的特征，可分為三段：AB段、BC段和CD段，結合實驗數據可以看出：AB段：海波是固態，隨著加熱時間的增加，海波吸熱，溫度升高；BC段：海波是固液共存狀態，隨著加熱時間的增加，海波吸熱，但溫度不變；CD段：海波是液態，隨著加熱時間的增加，海波吸熱，溫度升高。（3）實驗結論：海波在熔化的過程中，溫度不變，需要繼續吸熱，石蠟在熔化的過程中，溫度升高，需要繼續吸熱。海波在熔化的過程中，溫度不變，需要繼續吸熱，石蠟在熔化的過程中，溫度升高，需要繼續吸熱。【交流合作】讓小組間進行交流。看看自己的實驗結果和別的小組的結果是不是相同？如果不同，分析其原因。【播放視頻】——《探究固體熔化時溫度的變化規律》【例題2】小明利用如圖甲所示的器材探究海波熔化時的變化規律，請你根據圖中信息完成下列問題：（1）該實驗中先把海波放入試管再放在燒杯中加熱的原因是_______；（2）由圖可知海波的熔點是_______℃，當加熱至第3min時，海波處于_______狀態（選填“固態”、“液態”或“固液共存”）；（3）圖中海波熔化過程共經歷_______min，若要延長海波的熔化過程，可以__________。【答案】（1）受熱均勻；（2）48，固液共存；（3）2，增加海波的質量。【詳解】（1）根據實驗目的，該實驗中先把海波放入試管再放在燒杯中采用水浴法加熱，可以使海波受熱均勻。（2）從圖中可以看出，該物質在熔化過程中保持48℃不變，故48℃就是其熔點，根據圖像可知，其熔化的時間段為2min～4min，所以加熱至第3min時，海波處于熔化過程中，是固液共存態。（3）由圖像知，其熔化的時間段為2min～4min，則熔化過程經歷了2min，要延長熔化的時間，可以增加海波的質量，使其需要吸收更多的熱量。列舉生活中的實例并回答。學生展示實驗報告，交流實驗方案。小組交流討論6個問題，思考回答，從而設計出實驗方案。進行分工，合作進行。進行實驗，把數據及觀察到的現象記入表格中。進行分析論證，做例題且進行解析，理解掌握固體熔化時的規律。學習新課三、熔點和凝固點對比分析海波與石蠟熔化時的溫度變化曲線，引出晶體、非晶體的概念。1.晶體和非晶體兩種固體熔化過程的主要區別是：海波有固定的熔化溫度，石蠟沒有固定的熔化溫度。線（1）晶體：有固定熔化溫度的一類固體叫做晶體。例如冰、海波、食鹽、石英、萘、各種金屬等。（2）非晶體：沒有固定熔化溫度的一類固體叫做非晶體。常見的一些非晶體：如石蠟、松香、玻璃、瀝青等。2.熔點和凝固點（1）熔點：晶體熔化時的溫度叫熔點。（2）凝固點：晶體溶液凝固時的溫度叫凝固點。同種物質（晶體）的凝固點和熔點相同，非晶體沒有確定的凝固點。甲圖與乙圖分別是海波與石蠟凝固時溫度隨時間變化的圖像。（3）分析晶體的凝固圖象（甲圖）①EF段：物質處于液態、放熱降溫的過程。②FG段：物質處于固液共存態、晶體溶液的凝固過程，放出熱量，溫度不變（凝固點）。③GH段：物質處于固態、放熱降溫過程。（4）非晶體的凝固圖像（乙圖）非晶體在凝固過程中，沒有確定的溫度，隨著放熱，溫度持續降低，狀態逐漸變粘、變稠、變硬，變成固態。線【指導閱讀】小資料—幾種晶體的熔點（標準大氣壓）晶體熔點/晶體熔點/℃晶體熔點/℃晶體熔點/℃鎢3410鐵1535鋼1515灰鑄鐵1177銅1083金1064鋁660鉛328錫232萘80.5海波48冰0固態水銀-39固態甲苯-95固態酒精-117固態氮-210固態氧-218固態氫-259=1\*GB3①不同晶體熔點不同，熔點是晶體的一種特性。②記住冰的熔點是0℃，鎢的熔點最高。【例題3】如表列出了幾種晶體的熔點，下列說法錯誤的是（）固態氫固態氫-259℃固態酒精-117℃固態水銀-39℃金1064℃鋼1300℃鎢3410℃A．在-268℃時，氫是固態 B．燈的燈絲用鎢制成，不容易熔化C．純金掉入鋼水中不會熔化 D．水銀溫度計在-40℃時不能使用【答案】C【詳解】A．固態氫的熔點是-259℃，-268℃低于-259℃，所以在-268℃時，氫是固態，故A正確；B．燈絲用鎢制成，是因為鎢的熔點高，燈絲不容易熔化，故B正確；C．鋼的熔點是1300℃，鋼水的溫度等于或高于1300℃，金的熔點是1064℃，金放在鋼水中，金能達到熔點，能從鋼水中吸收熱量，所以金在鋼水中一定熔化，故C錯誤；D．水銀的凝固點和熔點相等，所以水銀的凝固點是-39℃，低于-39℃時水銀是固態，不能根據液體熱脹冷縮原理工作，故在-40℃時不能使用，故D正確。所以選C。【例題4】小明同學在探究固體熔化的活動中，作出了如圖所示的圖象。（1）從圖象可知，這種固體是_____（填“晶體”或“非晶體”），它的熔點是____。（2）1min時物質是____態、10min時物質是_______狀態，18min時物質是____態．【答案】（1）晶體，0℃。（2）固，固液共存；液。【解析】（1）從圖象可知，在5～10min這段時間內，固體吸收熱量，溫度不變，屬于晶體，它的熔點是0℃。（2）1min時物質是固態，3min時物質是固液共存狀態，7min時物質是液態．分析對比海波與石蠟熔化時的溫度變化曲線，找出不同點，引出晶體與非晶體的概念。知道常見的一些晶體、非晶體。根據前面的探究結論，理解熔點與凝固點的概念。分析晶體與非晶體的凝固圖像，找出不同之處，理解凝固點的意義。閱讀小資料—幾種晶體的熔點，記住冰的熔點。解析例題，加深對晶體與非晶體、熔點與凝固點的理解。學習新課四、熔化吸熱凝固放熱1.熔化吸熱【引入】根據上述實驗，引導學生分析得出：晶體在熔化過程中盡管溫度保持不變，但必須不斷吸熱，才能進行熔化。非晶體熔化也需要吸熱，但溫度一直上升。（1）晶體熔化的條件：一是溫度達到熔點；二是繼續吸收熱量。晶體熔化時雖然溫度不變，但是必須加熱，若停止加熱熔化也會馬上停止，即熔化過程要吸熱。（2）非晶體熔化的條件：吸收熱量。物質在固態時能量低，在液態時能量高，物質熔化時，是從低能量狀態到高能量狀態，所以要吸收熱量。（3）熔化吸熱的應用：①要喝冰涼的飲料，往往會在飲料中加上一些冰塊，并不是直接加冷水。這是因為冰塊的溫度更低，冰塊熔化成水的過程中要吸收熱量，從而使飲料的溫度下降的更多。②夏天，在飯菜的上面放冰塊可防止飯菜變餿，因為冰熔化吸熱，使冷空氣下沉。③鮮魚保鮮，用0℃的冰比0℃的水效果好（冰熔化吸熱）。2.凝固放熱【進行推理】根據上述實驗，引導學生推理得出：因為冰熔化成水的過程中要吸熱，水結冰時（凝固）是熔化的逆過程，所以無論晶體還是非晶體，在凝固時都要放熱。（1）晶體凝固的條件：一是溫度達到凝固點；二是繼續放出熱量。（2）非晶體凝固條件：放出熱量。晶體凝固時放出熱量，但溫度不變；非晶體凝固時放出熱量，溫度降低。（3）凝固放熱的應用：①北方在冬天時在菜窖里放幾桶水，利用水結冰凝固時放出的熱量來使窖內溫度不至于降太低，以免菜被凍壞。②現在人們研制出一種聚乙烯材料，在15℃~40℃熔化或凝固，而熔化或凝固時，溫度保持不變。把這種材料制成顆粒狀，摻在水泥中制成儲熱地板或墻壁，天氣熱時（溫度超過40℃）顆粒熔化吸熱，天氣冷時（溫度低于15℃）又凝固放熱成顆粒，能有效調節室內的溫度。【播放視頻】【例題5】有一種聚乙烯材料可以在15℃～40℃范圍內熔化和凝固，則這種材料屬于_______（選填“晶體”或“非晶體”）。把它摻在水泥里，制作儲熱地板和墻壁，可以起到調節室溫的作用，這是因為它在室溫高時_____吸熱，室溫低時_____放熱。（兩空均填寫物態變化名稱）【答案】非晶體，熔化，凝固。【解析】聚乙烯材料可以在15-40℃范圍內熔化和凝固，說明聚乙烯材料沒有一定的熔化和凝固溫度，即沒有固定熔點，所以聚乙烯材料是非晶體。聚乙烯材料凝固時放出熱量，使室溫升高；聚乙烯材料熔化時吸收熱量，使室溫降低。舉出熔化吸熱的應用實例。舉出凝固放熱的應用實例。觀看視頻，掌握熔化和凝固的條件。做例題，進一步理解熔化吸熱凝固放熱。課堂練習課堂練習1．萘的熔點為80℃，那么80℃的萘處于（）A．固態 B．液態C．固液共存 D．以上三種都有可能【答案】D【詳解】萘是晶體，晶體的溫度到達熔點或凝固點時，剛開始熔化或凝固時，處于固態或液態；中間可能是固液共存狀態；最后完全熔化或凝固，是液態或固態。因此三種狀態都有可能。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。2．關于晶體和非晶體，下列說法正確的是（）A．晶體和非晶體在熔化過程中溫度都升高B．晶體有熔點，非晶體沒有熔點C．晶體熔化時吸熱，非晶體熔化時不吸熱D．當晶體處于熔點溫度時，它的狀態應該是固態或液態【答案】B【詳解】ABC．晶體在熔化過程中有固定的熔化溫度，即有熔點。晶體熔化時吸收熱量，溫度保持不變，物質處于固液共存態。非晶體在熔化過程中沒有固定的熔化溫度，即沒有熔點，吸收熱量，溫度升高。非晶體熔化過程中物質由固態先軟化，再變稠變稀，最后變為液態。綜上分析知，故AC錯誤，B正確；D．當晶體處于熔點溫度時，它的狀態可能是固態、液態或固液共存態，故D錯誤。故選B。3．小華用蠟塊做原料，將其熔化后倒在筷子里澆鑄了一個小蠟人，整個過程中，隨著物態變化，蠟的溫度隨時間的變化圍線應該是圖中的（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】蠟塊澆鑄成蠟人需要經理的物態變化為先熔化后凝固，由于蠟塊屬于非晶體，所以熔化圖像是隨加熱時間的變化溫度逐漸升高，凝固圖像是隨時間溫度逐漸降低，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。4．如圖所示是海波溫度隨時間變化的圖象，則則下列說法錯誤的是（）A．海波的熔化溫度是48℃ B．海波凝固過程經歷了10分鐘C．海波在CD段吸收熱量 D．海波在BC段放出熱量【答案】C【詳解】A．海波在BC段，是凝固過程，溫度不變，凝固點48℃，故A正確；B．圖中BC段是海波的凝固過程，經歷了10min﹣5min＝5min，B正確；CD.海波在凝固時放出熱量，在BC段為固液共存狀態，在CD段，是固態海波的降溫過程，都要放出熱量，故C錯誤，D正確。故選C。5．如圖所示是甲、乙兩種固體的熔化圖像，則______是晶體，______是非晶體。圖中晶體的熔點是______℃，圖中C處是______態，E處是______態。【答案】甲；乙；48；固液共存；液。【詳解】由熔化圖象知，甲熔化過程中溫度保持不變，是晶體；乙在熔化過程中溫度不斷升高，該物質是非晶體。由圖知，BC段是甲的熔化過程，熔點為48℃。從B點開始熔化，到D點完全熔化完，C處于熔化過程，所以為固液共存態；E點熔化過程結束，所以是液態。6．根據表中的數據，下列說法正確的是（）熔點/℃（標準大氣壓）熔點/℃（標準大氣壓）固態酒精-117鉛328固態水銀-39銅1083冰0鐵1535A．-110℃的酒精是固態B．不可以將銅塊放到鐵制容器中熔化C．放在0℃的房間中的水會凝固結冰D．在-20℃的地區，能用水銀溫度計測氣溫【答案】D【詳解】A．酒精的熔點是-114℃，-110℃的酒精高于熔點，是液態，故A錯誤；B．鐵的熔點是1535℃，銅的熔點是1083℃，銅在1083℃時吸收熱量，開始熔化，可以將銅塊放到鐵制容器中熔化，故B錯誤；C．同種晶體的熔點和凝固點相等，水的凝固點是0℃，放在0℃房間中的水能達到水的凝固點，但是水不能繼續放出熱量，不能凝固，故C錯誤；D．水銀的熔點是-39℃，在-20℃的地區，水銀是液態，所以能使用水銀溫度計，故D正確。故選D。7．如圖所示，甲是觀察冰熔化現象的實驗裝置，乙是根據實驗數據繪制的溫度隨時間變化圖像，下列說法正確的是（）A．圖甲中的實驗裝置，安裝時應按照“由上到下”的順序B．實驗中，需要觀察試管內物質的狀態，并記錄溫度和加熱時間C．由圖乙可知，冰的熔點為0℃，熔化過程持續了5minD．由圖乙可知，冰熔化時需要吸收熱量，且溫度不斷升高【答案】B【詳解】A．酒精燈需用外焰加熱，所以先放好酒精燈，再固定鐵圈的高度，最后調整溫度計的高度，使其不要碰到容器底，所以要按照自下而上的順序進行，故A錯誤；B．實驗中需要探究固體熔化時溫度的變化