第三單元《物態(tài)變化》3.探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律授課-大單元教學(xué)2023-2024

3.探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律第三單元

物態(tài)變化1.通過(guò)探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律,感知物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化的條件。2.知道晶體和非晶體的區(qū)別,知道晶體、非晶體熔化(凝固)時(shí)的圖象特點(diǎn)。3.知道不同晶體的熔點(diǎn)不同，同種晶體的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同。前面我們學(xué)習(xí)了物質(zhì)的六種變化，其中熔化是物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程，那么不同的物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度隨時(shí)間變化有什么規(guī)律呢？下面讓我們一起來(lái)探究吧！一、問(wèn)題導(dǎo)入【實(shí)驗(yàn)原理和方法】1.通過(guò)同時(shí)緩慢加熱海波、石蠟，每隔一段時(shí)間觀察物質(zhì)狀態(tài)的變化，記錄一次物質(zhì)的溫度，分析比較物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，溫度隨時(shí)間變化的規(guī)律。2.通過(guò)描點(diǎn)連線，作出熔化圖像，尋找物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化的普遍規(guī)律。3.水浴法加熱：在探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，利用熱水給加裝入試管中的海波和石蠟，這種方法叫水浴法。優(yōu)點(diǎn)：可以使物質(zhì)受熱均勻，還可以控制物質(zhì)溫度上升的速度。一、實(shí)驗(yàn)：探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律【提出問(wèn)題】不同物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度如何變化【猜想與假設(shè)】有的物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度不變，有的物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度升高?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，給不同物質(zhì)加熱，每隔一段時(shí)間記錄一次物質(zhì)溫度，直到物質(zhì)完全熔化。二、實(shí)驗(yàn)：探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1.在兩個(gè)分別盛有海波和石蠟的試管中各插入一支溫度計(jì)，再將試管放在盛水的燒杯中，使試管均勻受熱。 2.用酒精燈外焰對(duì)燒杯緩慢加熱，觀察海波和石蠟的變化情況，以及溫度計(jì)示數(shù)的變化。3.待海波的溫度升至40℃、石蠟的溫度升至50℃，每隔1min記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，在海波和石蠟完全熔化后再記錄3～4次。二、實(shí)驗(yàn)：探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律【收集數(shù)據(jù)】數(shù)據(jù)記錄如表所示:二、實(shí)驗(yàn)：探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律時(shí)間/min01234567891011海波的溫度/℃404244464848484850525456石蠟的溫度/℃404143454648505254565860【分析與論證】用方格紙上的縱軸表示溫度,橫軸表示時(shí)間，根據(jù)表格中各個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的溫度在方格紙上描點(diǎn),然后將這些點(diǎn)用平滑的曲線連接，便得到海波和石蠟熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析。二、實(shí)驗(yàn)：探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律現(xiàn)象對(duì)比【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】不同的物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度變化的規(guī)律不同:(1)有的物質(zhì)(如海波),在熔化過(guò)程中雖然繼續(xù)對(duì)它加熱,但溫度保持不變; (2)有的物質(zhì)(如石蠟),在熔化過(guò)程中先變軟,后變稀,最后熔化為液體,且繼續(xù)加熱，溫度一直升高。二、實(shí)驗(yàn)：探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律海波石蠟(1)AB段:海波為固態(tài),受熱溫度上升;(2)BC段:海波為固液共存態(tài),受熱但溫度保持48℃不變;(3)CD段:海波為液態(tài),受熱溫度上升實(shí)驗(yàn)中可見(jiàn),石蠟先變軟,后變稀,最后熔化為液體。整個(gè)過(guò)程石蠟溫度一直上升，沒(méi)有固定的熔化溫度典例精講典例1．（20XX·湖北荊州·統(tǒng)考中考真題）用如圖甲所示的裝置探究某物質(zhì)的熔化規(guī)律。（1）組裝器材時(shí)，應(yīng)先固定

（選填“A”、“B”或“C”）；C（2）下列措施不能使物質(zhì)受熱均勻的是

；A．加熱過(guò)程中不斷攪拌B．通過(guò)水給試管加熱C．溫度計(jì)的玻璃泡完全浸沒(méi)在物質(zhì)中（3）加熱到某一時(shí)刻溫度計(jì)示數(shù)如圖乙所示，其溫度為

℃；（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出該物質(zhì)的溫度—時(shí)間圖像如圖丙所示，該物質(zhì)是

（選填“晶體”或“非晶體”）；（5）另一小組同學(xué)用相同物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，繪制出的溫度—時(shí)間圖像中沒(méi)有出現(xiàn)明顯的水平段，原因可能是

。（寫(xiě)出一種即可）C典例精講38晶體物質(zhì)受熱不均勻，導(dǎo)致溫度測(cè)量不準(zhǔn)確【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中為了讓酒精燈用外焰加熱，溫度計(jì)的玻璃泡浸沒(méi)在被測(cè)液體中，且溫度計(jì)的玻璃泡不能碰到容器底或容器壁，所以組裝器材時(shí)，要從下到上組裝，則應(yīng)先固定C。（2）[2]A．加熱過(guò)程中不斷攪拌，可以使被加熱液體受熱均勻，故A不符合題意；B．通過(guò)水給試管加熱，采用水浴加熱，可以使試管受熱均勻，故B不符合題意；C．溫度計(jì)的玻璃泡完全浸沒(méi)在物質(zhì)中，使得測(cè)量的溫度準(zhǔn)確，不能使物質(zhì)受熱均勻，故C符合題意。故選C。（3）[3]由圖乙得，溫度計(jì)的分度值為1℃，其溫度為38℃。（4）[4]由圖丙可知，BC段物質(zhì)吸收熱量，溫度保持不變，即該物質(zhì)有固定的熔化溫度，即該物質(zhì)由固定的熔點(diǎn)，故該物質(zhì)是晶體。（5）[5]另一小組同學(xué)用相同物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該物質(zhì)是晶體，熔化過(guò)程中，溫度保持不變，而實(shí)驗(yàn)時(shí)繪制出的溫度—時(shí)間圖像中沒(méi)有出現(xiàn)明顯的水平段，原因可能是物質(zhì)受熱不均勻，導(dǎo)致溫度測(cè)量不準(zhǔn)確。典例精講方法歸納

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、組裝實(shí)驗(yàn)器材應(yīng)遵循自下而上的順序。2、研究固體的熔化實(shí)驗(yàn)中，為了使固體物質(zhì)均勻受熱，溫度上升較慢，便于實(shí)驗(yàn)觀察和記錄，常使用水浴加熱。3、石棉能使燒杯受熱均勻。4、記錄時(shí)間間隔不能太長(zhǎng)，否則可能記錄不到物體熔化時(shí)溫度不變的過(guò)程。三、液體凝固時(shí)溫度的變化規(guī)律1.海波凝固時(shí)溫度的變化規(guī)律: 如圖所示，海波溫度逐漸下降,溫度降到48℃時(shí),液態(tài)海波開(kāi)始凝固,凝固過(guò)程溫度不變,直到海波全部凝固為固體后,溫度又開(kāi)始下降。三、液體凝固時(shí)溫度的變化規(guī)律2.石蠟?zāi)虝r(shí)溫度的變化規(guī)律: 如圖所示，整個(gè)過(guò)程石蠟溫度一直下降。石蠟由稀變軟再變硬,逐漸變成固體。典例精講典例2．（20XX·福建·統(tǒng)考中考真題）利用低溫箱和溫度傳感器探究不同溫度的水降溫的快慢，溫度傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并自動(dòng)記錄水溫，如圖甲所示。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在三個(gè)相同的杯子中加入

相同、初溫不同的水。將溫度傳感器的探頭浸沒(méi)水中測(cè)量水溫時(shí)，應(yīng)注意探頭不要

；質(zhì)量接觸杯底或接觸杯壁（2）將三杯水同時(shí)放入30℃的低溫箱中冷卻，箱內(nèi)的風(fēng)扇可使箱內(nèi)氣流穩(wěn)定循環(huán)，使得三杯水受冷環(huán)境

；（3）同時(shí)用三個(gè)溫度傳感器分別監(jiān)測(cè)三杯水的溫度，并獲得溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙。分析圖象可知：在其他條件相同的情況下，初溫高的水降溫

（填“快”或“慢”）；水在凝固過(guò)程中，

熱量，溫度保持不變；（4）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在每杯水中放入多個(gè)探頭，對(duì)杯子中不同的

水進(jìn)行測(cè)量。相同典例精講快放出位置【解析】（1）[1][2]根據(jù)控制變量法，在三個(gè)相同的杯子中加入質(zhì)量相同和初溫不同的水，溫度傳感器的探頭浸沒(méi)水中，不能碰到杯底或杯壁。（2）[3]為了使水受冷環(huán)境相同，需要將三杯水同時(shí)放入30℃的低溫箱中冷卻，箱內(nèi)的風(fēng)扇可使箱內(nèi)氣流穩(wěn)定循環(huán)。（3）[4][5]由圖乙可知，水從80℃降低到0℃，大約需要3.2×103s，水從40℃降低到0℃，大約需要3×103s，水從30℃降低到0℃，大約需要2×103s，說(shuō)明在其他條件相同的情況下，初溫高的水降溫快。降到0℃后保持不變，說(shuō)明水在凝固過(guò)程中，放出熱量，溫度不變。（4）[6]為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，避免偶然性，在每杯水中放入多個(gè)探頭，對(duì)杯子中不同的位置的水進(jìn)行測(cè)量。典例精講四、熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)1.晶體和非晶體：（1）固體可分為晶體和非晶體。（2）晶體：有固定熔化溫度的固體叫做晶體。如冰、萘、石英、明礬、海波、食鹽、各種金屬等。（3）非晶體：沒(méi)有固定熔化溫度的固體叫非晶體。如松香、玻璃、瀝青、橡膠、塑料、石蠟、蜂蠟等。四、熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)2.熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)：（1）熔點(diǎn)：晶體熔化時(shí)的溫度叫熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)。（2）凝固點(diǎn)：液體凝固成晶體時(shí)的溫度叫做凝固點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的凝固點(diǎn)。（3）同一種晶體的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同。典例精析【解析】金屬屬于晶體，其溫度達(dá)到熔點(diǎn)并且繼續(xù)吸熱時(shí)，金屬就會(huì)熔化。根據(jù)題目表述此金屬的熔點(diǎn)在15℃到45℃之間，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。典例3．（20XX·北京·統(tǒng)考中考真題）將某種金屬制成的勺放入15℃的水中，金屬勺沒(méi)有熔化；將該金屬勺放入45℃的水中，發(fā)現(xiàn)金屬勺逐漸熔化。該金屬的熔點(diǎn)可能是（）A．10℃ B．30℃ C．50℃ D．60℃B典例精析【解析】A．由圖可知，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，溫度降低，從第8min到第18min溫度不變，是晶體的凝固圖像，故A錯(cuò)誤；B．第8min到第18min是該物質(zhì)的凝固過(guò)程，在第4min時(shí)是液態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．第12min是該物質(zhì)的凝固過(guò)程，凝固放熱，故C錯(cuò)誤；D．從第8min到第18min溫度保持80℃，該物質(zhì)的凝固點(diǎn)為80℃，故D正確。故選D。典例4．（20XX·湖北恩施·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，是某物質(zhì)溫度隨時(shí)間變化的圖像。下列說(shuō)法正確的是（）A．該圖是某晶體的熔化圖像 B．該物質(zhì)在第4min時(shí)是固態(tài)C．在第12min時(shí)不吸熱不放熱 D．該物質(zhì)的凝固點(diǎn)為80℃D課堂反饋1．（XXX秋·湖南郴州·八年級(jí)統(tǒng)考期末）某晶體熔化時(shí)，溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，下列判斷正確的是（）A．第5min，晶體開(kāi)始熔化B．晶體熔化過(guò)程持續(xù)了25minC．晶體在熔化過(guò)程中不吸收熱量D．第15min時(shí)，物體處于固液共存狀態(tài)2．（XXX秋·陜西西安·八年級(jí)?？计谀┤鐖D中，表示非晶體熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖象是（）

A．

B．

C．

D．DB課堂反饋3．（XXX秋·湖北武漢·八年級(jí)統(tǒng)考期末）利用如圖甲所示的裝置探究固體物質(zhì)熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律，在0～35min內(nèi)對(duì)物質(zhì)加熱，得到如圖乙所示的溫度隨時(shí)間變化的圖象。下列說(shuō)法不正確的是（）A．除圖甲中器材外，還需要用到的測(cè)量器材有天平和停表B．該物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度不變C．該物質(zhì)熔點(diǎn)為80℃，熔化過(guò)程持續(xù)了大約15minD．該物質(zhì)在10～25min內(nèi)吸收熱量

4．（XXX·廣東揭陽(yáng)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是甲、乙兩種固體熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖像，則以下說(shuō)法正確的是（

）A．甲在第6min時(shí)是固態(tài) B．甲在ab段不需要吸熱，內(nèi)能不變C．甲的熔點(diǎn)是48℃

D．甲和乙熔化過(guò)程所用的時(shí)間相同

AC課堂反饋3．（XXX秋·湖北武漢·八年級(jí)統(tǒng)考期末）利用如圖甲所示的裝置探究固體物質(zhì)熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律，在0～35min內(nèi)對(duì)物質(zhì)加熱，得到如圖乙所示的溫度隨時(shí)間變化的圖象。下列說(shuō)法不正確的是（）A．除圖甲中器材外，還需要用到的測(cè)量器材有天平和停表B．該物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度不變C．該物質(zhì)熔點(diǎn)為80℃，熔化過(guò)程持續(xù)了大約15minD．該物質(zhì)在10～25min內(nèi)吸收熱量

4．（XXX·廣東揭陽(yáng)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示是甲、乙兩種固體熔化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖像，則以下說(shuō)法正確的是（

）A．甲在第6min時(shí)是固態(tài) B．甲在ab段不需要吸熱，內(nèi)能不變C．甲的熔點(diǎn)是48℃

D．甲和乙熔化過(guò)程所用的時(shí)間相同

AC課堂反饋5．（20XX·廣東肇慶·統(tǒng)考二模）為了探究某物質(zhì)在固態(tài)和液態(tài)時(shí)的吸熱升溫現(xiàn)象，小明用酒精燈均勻加熱0.5kg該種固體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度與時(shí)間的圖線如圖所示。由圖知該物質(zhì)是

（選填“A．晶體”或“B．非晶體”），該物質(zhì)熔化過(guò)程用了

min；小明通過(guò)圖像信息得出（BC階段）加熱了4分鐘，溫度升高了40℃，則該物質(zhì)在固態(tài)（OA階段）加熱了

分鐘。6．如圖是甲、乙兩種物質(zhì)的熔化圖像，從圖中可知

物質(zhì)是晶體，加熱7min時(shí)該晶體處于

狀態(tài)。A42乙固液共存7．（XXX秋·重慶·九年級(jí)校考期中）小明在“探究冰和蠟的熔化規(guī)律”時(shí)，使用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。（1）蠟在加熱過(guò)程中某一時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)如圖乙所示，溫度是

℃，整個(gè)熔化過(guò)程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，可以判斷蠟屬于

（選填“晶體”或“非晶體”）。

39課堂反饋

非晶體時(shí)間/min01234567蠟的溫度/℃4244464849505152課堂反饋（2）向試管中放入碎冰，根據(jù)加熱過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)畫(huà)出如圖丙所示的