第三章物態(tài)變化第2節(jié)熔化和凝固【知識(shí)梳理】知識(shí)點(diǎn)一、物態(tài)變化1.通常說(shuō)的水是液態(tài)的；冰是固態(tài)的；水蒸氣是氣態(tài)的。2．物態(tài)變化：物質(zhì)由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過(guò)程，叫物態(tài)變化。要點(diǎn)詮釋：（1）自然界中的物質(zhì)通常情況下都有三種狀態(tài)，如：常溫下鐵是固態(tài)，加熱至1535℃時(shí)變成液態(tài)；加熱至2750℃時(shí)，變成氣態(tài)。（2）固、液、氣特征表：狀態(tài)形狀體積固態(tài)有一定形狀有一定體積液態(tài)沒(méi)有固定形狀有一定體積氣態(tài)沒(méi)有固定形狀沒(méi)有一定體積（3）溫度的變化，導(dǎo)致了物態(tài)的變化。知識(shí)點(diǎn)二、熔化和凝固1.定義：物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫做熔化。2.實(shí)驗(yàn)探究固體熔化過(guò)程的規(guī)律：（1）實(shí)驗(yàn)器材：溫度計(jì)、計(jì)時(shí)器、試管、燒杯、鐵架臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)。（2）實(shí)驗(yàn)藥品：水、冰、海波、蜂蠟、松香。（3）實(shí)驗(yàn)裝置：（4）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：①觀察冰熔化時(shí)的現(xiàn)象？②每隔30s記錄一次冰的溫度。③當(dāng)冰開(kāi)始熔化后繼續(xù)加熱溫度是否升高？如果停止加熱還能繼續(xù)熔化嗎？⑤用記錄的數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖。（5）表格：時(shí)間/s00.511.52……冰的溫度/℃冰的狀態(tài)T蠟燭/℃蠟燭的狀態(tài)（6）熔化圖象：（7）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：晶體在熔化過(guò)程中，要不斷吸收熱量，溫度不變。非晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量，溫度逐漸升高，由硬變軟，然后逐漸變成液體。知識(shí)點(diǎn)三、熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)1．晶體：有規(guī)則結(jié)構(gòu)的固體。常見(jiàn)晶體如食鹽、糖、海波、許多礦石和各種金屬等。2．非晶體：沒(méi)有規(guī)則形狀的固體。非晶體有玻璃、松香、蜂蠟、瀝青等。3.凝固：物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫凝固。4.凝固點(diǎn)：液體凝固時(shí)的溫度叫做凝固點(diǎn)，同種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和熔點(diǎn)相同。1.晶體熔化時(shí)的溫度叫做熔點(diǎn)，不同的晶體有不同的熔點(diǎn)。2.晶體熔化的條件是：①達(dá)到熔點(diǎn)②繼續(xù)吸熱3.晶體和非晶體的區(qū)別：物理過(guò)程晶體非晶體結(jié)構(gòu)有規(guī)則結(jié)構(gòu)沒(méi)有規(guī)則形狀熔點(diǎn)有沒(méi)有熔化過(guò)程吸收熱量，溫度不變吸收熱量，溫度升高熔化條件溫度達(dá)到熔點(diǎn)，繼續(xù)吸熱吸收熱量熔化圖象要點(diǎn)詮釋：1.液體凝固的條件：達(dá)到凝固點(diǎn)，繼續(xù)放熱。溫度沒(méi)有達(dá)到凝固點(diǎn)時(shí)，放出熱量只能使其溫度降低而不能凝固。2.熔化和凝固：【典型例題】類型一：物態(tài)變化例1.下列物態(tài)變化現(xiàn)象中屬于熔化的是（）A．冰雪的消融 B．霧凇的形成 C．云海的形成 D．白霧的消散【解析】物質(zhì)從固態(tài)到液態(tài)的過(guò)程叫做熔化，物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程叫做凝固；物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)叫做汽化，物質(zhì)從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫做液化；物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)叫升華，物質(zhì)從氣態(tài)直接變成固態(tài)叫凝華。【答案】解：A、冰雪的消融是物質(zhì)從固態(tài)到液態(tài)的過(guò)程，屬于熔化，故A符合題意；B、霧凇的形成是物質(zhì)由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程，屬于凝華，故B不符合題意；C、云海的形成是物質(zhì)從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程，屬于液化，故C不符合題意；D、白霧的消散是物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程，屬于汽化，故D不符合題意。故選：A。【變式】為確保2022年北京冬奧會(huì)順利舉行，需要進(jìn)行人工造雪。造雪機(jī)在工作時(shí)，不斷將水吸入，并持續(xù)從前方噴出“白霧”，在“白霧”下方沉積成一層“白雪”，如圖所示。造雪機(jī)在造雪過(guò)程中，水發(fā)生的最主要物態(tài)變化是（）A．凝華 B．凝固 C．升華 D．液化【解析】物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程叫做凝固現(xiàn)象，本題中的雪是由水造出來(lái)的，據(jù)此分析。【答案】解：人工造雪機(jī)在造雪時(shí)，吸入大量的水而產(chǎn)生雪，因此這個(gè)“雪”是由“水”變化來(lái)的，是液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程，屬于凝固現(xiàn)象。故選：B。類型二：圖像問(wèn)題例2．如圖所示的是海波的熔化圖象，從圖象中獲得的信息正確的是（）A．海波在CD段是固態(tài) B．海波在BC段是固液共存態(tài) C．海波在BC段不吸收熱量 D．海波熔化過(guò)程經(jīng)歷了18min【解析】（1）晶體首先吸收熱量，溫度升高，達(dá)到熔點(diǎn)，繼續(xù)吸收熱量，溫度保持不變，這個(gè)不變的溫度是這種晶體的熔點(diǎn)。晶體完全熔化后，吸收熱量，溫度不斷升高；（2）晶體熔化前吸熱溫度上升，處于固態(tài)；熔化過(guò)程中吸熱，溫度不變，處于固液共存狀態(tài)；熔化后，溫度上升，處于液態(tài)。【答案】解：A、海波在CD段溫度高于熔點(diǎn)是液態(tài)，故A錯(cuò)誤；B、在BC段海波的溫度保持48℃不變，物質(zhì)正在熔化，此時(shí)吸熱，處于固液共存狀態(tài)，故B正確；C、在BC段海波吸收熱量，溫度保持48℃不變，故C錯(cuò)誤；D、海波從第6min開(kāi)始熔化到12min結(jié)束，熔化的時(shí)間為6min，故D錯(cuò)誤。故選：B。【變式】某物質(zhì)的熔化圖像如圖所示，它提供的信息有：（1）該物質(zhì)是晶體（填“晶體”或“非晶體”），熔化溫度是20℃；（2）該物質(zhì)熔化過(guò)程持續(xù)了8min，此時(shí)物質(zhì)處于固液共存狀態(tài)。（3）仔細(xì)觀察圖像發(fā)現(xiàn)，該物質(zhì)熔化前升溫比熔化后升溫快（選填“快”或“慢”）。【解析】（1）（2）通過(guò)固體的熔化圖象可以獲取：該物質(zhì)是晶體還是非晶體（通過(guò)該圖象有沒(méi)有一個(gè)吸熱但溫度不變的水平段來(lái)確定）、熔點(diǎn)（水平段對(duì)應(yīng)的溫度）；熔化過(guò)程所用的時(shí)間（水平段結(jié)束的時(shí)刻與開(kāi)始時(shí)刻的差值）等信息；（3）由圖分析可解答。【答案】解：（1）由圖象可知，該物質(zhì)從第2分鐘開(kāi)始到10分鐘這一階段，物質(zhì)雖然吸熱，但其溫度不再升高，由此可知，此物質(zhì)為晶體，因?yàn)樗幸粋€(gè)固定的熔化溫度即熔點(diǎn)；由于此時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為20℃，所以可以確定其熔點(diǎn)為20℃；（2）該物質(zhì)從第2分鐘開(kāi)始到10分鐘熔化，從開(kāi)始熔化到熔化完畢，共用時(shí)8分鐘。該物質(zhì)熔化時(shí)處于固液共存狀態(tài)；（3）由圖可知熔化后加熱時(shí)間較長(zhǎng)，吸收熱量較多，該物質(zhì)熔化前升溫比熔化后升溫快。故答案為：（1）晶體；20；（2）8；固液共存；（3）快。例3.如圖所示，表示晶體熔化過(guò)程的圖像是（）A． B． C． D．【解析】晶體和非晶體的重要區(qū)別是：晶體熔化過(guò)程中，不斷吸收熱量，溫度保持不變。凝固過(guò)程中，不斷放出熱量，溫度保持不變；非晶體熔化過(guò)程中，不斷吸收熱量，溫度不斷上升。凝固過(guò)程中，不斷放出熱量，溫度不斷下降。其中晶體的熔化、凝固圖像中有一水平線段，而非晶體沒(méi)有。【答案】解：A、隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，物體的溫度在下降，且達(dá)到某溫度后，溫度不變，說(shuō)明這是晶體凝固的圖像，故A不符合題意；B、隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，物體的溫度一直在升高，說(shuō)明這是非晶體熔化的圖像，故B不符合題意。C、物體吸熱升溫，且達(dá)到一定溫度時(shí)，溫度不再改變，等熔化完后溫度繼續(xù)升高，說(shuō)明這是晶體熔化的圖像，故C符合題意；D、隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，物體的溫度在下降，說(shuō)明這是非晶體凝固的圖像，故D不符合題意。故選：C。【變式】如圖所示圖象，分別表示甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)熔化或凝固的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲種物質(zhì)是晶體，圖象表示的是凝固過(guò)程 B．乙種物質(zhì)是晶體，圖象表示的是熔化過(guò)程 C．丙種物質(zhì)是晶體，圖象表示的是凝固過(guò)程 D．丁種物質(zhì)是非晶體，圖象表示的是熔化過(guò)程【解析】（1）熔化圖象整個(gè)過(guò)程中溫度有上升的趨勢(shì)，若在熔化過(guò)程中溫度保持不變，則為晶體的熔化圖象，否則為非晶體的熔化圖象。（2）凝固圖象整個(gè)過(guò)程中溫度有下降的趨勢(shì)，若在凝固過(guò)程中溫度保持不變，則為晶體的凝固圖象，否則為非晶體的凝固圖象。【答案】解：A、整個(gè)過(guò)程溫度有上升的趨勢(shì)，且有一段時(shí)間溫度保持不變，所以是晶體的熔化圖象；故A不符合題意；B、整個(gè)過(guò)程溫度有上升的趨勢(shì)，且整個(gè)過(guò)程中溫度都在不斷上升，所以是非晶體的熔化圖象；故B不符合題意；C、整個(gè)過(guò)程溫度有下降的趨勢(shì)，且有一段時(shí)間溫度保持不變，所以是晶體的凝固圖象；故C符合題意；D、整個(gè)過(guò)程中溫度有下降的趨勢(shì)，且整個(gè)過(guò)程中溫度都在不斷下降，所以是非晶體的凝固圖象，故D不符合題意。故選：C。類型三：探究熔化和凝固規(guī)律例4.在探究固體熔化的實(shí)驗(yàn)中，把分別裝有固體a或b的試管分別放在盛水的燒杯內(nèi)加熱，并將溫度計(jì)正確插入兩種固體中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．固體a的熔化圖像如圖乙所示，固體b的熔化圖像如圖丙所示：（1）固體a熔化過(guò)程中，繼續(xù)加熱，溫度不變（選填“升高”、“降低”或“不變”）．內(nèi)能增加（選填“增加”、“減少”或“不變”）。（2）在固體熔化的實(shí)驗(yàn)中，溫度隨時(shí)間變化特點(diǎn)和固體b類似的物質(zhì)有石蠟（選填“冰”、“石蠟”、“海波”或“鐵”）。（3）采用甲裝置加熱試管中固體的優(yōu)點(diǎn)是受熱均勻。（4）某時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)如圖丁所示，則該溫度計(jì)的讀數(shù)為18℃。【解析】（1）（2）晶體和非晶體在熔化過(guò)程中的區(qū)別：晶體在熔化過(guò)程中，溫度不變；非晶體在熔化過(guò)程中溫度不斷上升；晶體在熔化過(guò)程中不斷吸熱，內(nèi)能增加，但溫度保持不變，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行分析；（3）探究晶體和非晶體的熔化和凝固實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般都采用水浴法，物體的溫度變化比較均勻，并且變化比較慢，便于記錄實(shí)驗(yàn)溫度；（4）溫度計(jì)的分度值為1℃，注意液柱是在零刻度線的上方還是下方，然后讀出此溫度計(jì)的示數(shù)。【答案】解：（1）由圖乙知，物質(zhì)a在熔化過(guò)程中，吸收熱量，溫度不變，所以該物質(zhì)為晶體；晶體在熔化過(guò)程中不斷吸熱，溫度不變，但內(nèi)能增加，晶體在熔化過(guò)程中處于固液共存狀態(tài)；（2）由圖丙知，固體b熔化過(guò)程中溫度不斷升高，故b為非晶體，選項(xiàng)中的石蠟是非晶體；（3）將裝有固體的試管放入水中加熱，這是水浴法，采用水浴法，固體受熱比較均勻，并且溫度變化比較慢，便于記錄實(shí)驗(yàn)溫度；（4）如圖丁，溫度計(jì)的分度值為1℃，且液柱在零刻度線的上方，因此該溫度計(jì)的示數(shù)是18℃。故答案為：（1）不變；增加；（2）石蠟；（3）受熱均勻；18。【變式】小華同學(xué)利用圖甲所示的裝置探究冰熔化的特點(diǎn)，他每隔1min記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，觀察物質(zhì)的狀態(tài)，并作出溫度隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象，如圖乙所示。（1）圖乙中，物體在A點(diǎn)時(shí)其有的內(nèi)能小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）在B點(diǎn)時(shí)的內(nèi)能；持續(xù)加熱，試管中的水不會(huì)（“會(huì)”或“不會(huì)”）沸騰（2）由圖乙可以看出AB、CD段升高的溫度相同，但CD段加熱的時(shí)間長(zhǎng)，其原因是水的比熱容比冰的大；小聰又研究了海波的熔化，對(duì)比冰的熔化實(shí)驗(yàn)。在熔化過(guò)程中：海波與冰能觀察到的不同現(xiàn)象是海波和冰的熔點(diǎn)是不同的。【解析】（1）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，冰不斷吸收熱量，內(nèi)能增大；沸騰的條件；達(dá)到沸點(diǎn)，不斷吸熱；（2）