3.2熔化和凝固
【知识点1】晶体熔化的特点 1
【知识点2】探究固体熔化时受热均匀的实验方法 2
【知识点3】非晶体熔化的特点 3
【知识点4】熔点与凝固点的影响因素 3
【题型1】熔化 4
【题型2】熔化与凝固的吸放热与温度变化 7
【题型3】熔化与凝固的温度图象 9
【题型4】凝固 13
【题型5】熔化与凝固的吸放热过程在生活中应用 15
【题型6】熔点与凝固点的影响因素 18
【题型7】本节综合 22
【题型8】非晶体的熔化与凝固特点 25
【题型9】晶体的熔化与凝固特点 28
【知识点1】晶体熔化的特点
晶体熔化的特点:
(1)有固定熔点,并达到熔点才能熔化。
(2)熔化过程中不断吸热,但温度不变。
(3)熔化过程中可能是固态,液态,固液混合态。
考查晶体熔化的特点
例:在海鲜的下面铺上一层碎冰的目的是:冰粒在______(填物态变化名称)时要______(填“吸收”或“放出”)热量,但温度______,以达到保鲜的效果。所以冰是______(晶体,非晶体)
分析:物质由固态变为液态的过程叫熔化,晶体在熔化过程中需要吸热,但温度保持不变。
解析:解:冰是晶体,在海鲜的周围铺一层碎冰块,这样冰块在熔化时吸热但温度保持不变,具有制冷作用,能起到保鲜的作用。
故答案是:熔化;吸收;不变;晶体。
点评:此题考查的是熔化现象在实际生活中的应用,体现了物理规律对实际生活的指导作用。
记忆性知识,牢记即可。
【知识点2】探究固体熔化时受热均匀的实验方法
(1)搅拌器的作用是使物质均匀受热
(2)水浴法:受热面积大;受热均匀;加热缓慢
考查固体熔化时受热均匀的实验方法,常在实验题中考查。
例:学习小组的同学用如图甲所示的装置探究某种晶体熔化时温度变化的规律。
(1)如图甲所示的器材组装的顺序是______,实验中对晶体进行加热的方法是______。
(2)待温度升高到40℃开始,每隔1min记录一次温度计的示数,根据记录的数据得到如图乙所示的图象,则该晶体的熔点是______℃,熔化经历了______min,晶体熔化时的特点______,该物质在熔化过程中处于______。(选填“固态”、“液态”或“固液共存”)
(3)另一小组的同学发现,在晶体熔化过程中撤去酒精灯,晶体还会继续熔化,原因是______,晶体可以继续______热量。(选填“吸收”或“放出”)
分析:(1)水浴法加热物质应全部在水中,这样可以使物体受热均匀;
(2)晶体在熔化时不变的温度即为该晶体的熔点;晶体在熔化过程中吸热但温度不变;比热容是表示物质吸热能力强弱的物理量;
(3)晶体在熔化过程中吸热但温度不变;热传递需要接触的物体间有温度差。
解析:解:(1)如图所示,器材组装的顺序是从下到上,便于固定酒精灯的位置,实现用酒精灯的外焰加热。实验采用了水浴法给试管内物质加热,并且用搅拌器不断搅拌,这样做的好处是可以使晶体受热均匀。
(2)晶体在熔化时不变的温度即为该晶体的熔点,如图乙可知该晶体的熔点是48℃,熔化从第5min开始到第10min结束,总共持续了5min;晶体熔化特点:吸收热量,温度不变,熔化过程所处状态是固液共存态;
(3)在晶体熔化过程中撤去精灯,晶体还会继续熔化,原因是烧杯内水的温度高于试管内晶体的熔点,两者存在温度差,晶体可以继续吸收热量;
故答案为:(1)从下到上;水浴法;(2)48;5;吸收热量,温度不变;固液共存;(3)水的温度高于晶体的熔点;吸收。
点评:本题考查熔化和凝固实验,关键是将课本知识记忆清楚,仔细分析即可。
记忆性知识,牢记即可。
【知识点3】非晶体熔化的特点
非晶体熔化的特点:
(1)没有有固定熔点。
(2)熔化过程中只要不断吸热,温度就不断上升。
考查非晶体熔化的特点
例:有一种乳白色的固体物质,在250℃时开始熔化,直到温度升高到300℃时熔化才结束,对这种物质的判断正确的是( )
A.一定是晶体
B.一定是非晶体
C.熔化中一直放热
D.晶体和非晶体都有可能
分析:晶体和非晶体的重要区别:晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点。
解析:解:乳白色的固体物质,在250℃开始熔化,直到温度升高到300℃才熔化完,说明固体物质熔化时没有一定的熔点,此物质是非晶体。
故选:B。
点评:晶体熔化时不断吸收热量,温度保持不变;非晶体熔化时不断吸收热量,温度不断升高。这是晶体和非晶体的重要区别。
记忆性知识,牢记即可。
【知识点4】熔点与凝固点的影响因素
晶体中掺入其他物质,其熔点和凝固点一般会发生变化。
比如:冬天道路结冰,往路上撒盐可使冰的熔点降低,更易熔化。
考查熔点与凝固点的影响因素,常考查在冰种加盐对熔点的影响。
例:小伟运用劳动课上学习的烹饪技能在家烹饪美食时,为了使从冰箱中取出的冻肉快速“解冻”,在肉上撒了一些盐。这样做的原理是( )
A.撒盐可以降低冰的熔点
B.撒盐可让盐升华吸热
C.撒盐使冰升华成水蒸气
D.撒盐使冰和肉直接分离
分析:晶体达到熔点时继续吸热,晶体能熔化。
解析:解:为了使从冰箱中取出的冻肉快速“解冻”,在肉上撒了一些盐,冻肉能熔化的更快,故撒盐能降低熔点,故A正确;BCD错误。
故选:A。
点评:本题考查了熔化现象,属于基础题。
除了掺入杂质以外,改变压强也可以影响熔点和凝固点。
解题时,理解题目中的条件, 比如是否涉及到改变压强或添加杂质等因素。
【题型1】熔化
【典型例题】下列现象涉及的物态变化过程中,属于熔化现象的是( )
A.初春,冰雪消融 B.盛夏,骄阳散雾 C.深秋,铁网挂霜 D.寒冬,冻衣变干
【答案】A
【解析】冰雪消融是熔化现象,故A正确;散雾是汽化现象,故B错误;霜是水蒸气遇冷直接凝华成的固体小冰晶,是凝华现象,故C错误;寒冬,冻衣变干,是升华现象,故D错误。
【举一反三1】下列四个物态变化的实例中,属于熔化现象的是( )
A.山间的“云” B.树枝上的“霜” C.花草上的“露” D.江河的冰雪“消融”
【答案】D
【解析】A.云是由空气中的水蒸气液化形成的小水珠,是液化现象,故A不符合题意;
B.树枝上的“霜”是空气中的水蒸气直接凝华形成的小冰晶,是凝华现象,故B不符合题意;
C.露是由空气中的水蒸气液化形成的小水珠,是液化现象,故C不符合题意;
D.江河的冰雪“消融”,冰化成水是由固态的冰变为液态的水,属于熔化现象,故D符合题意。
【举一反三2】如图所示的现象中,属于熔化的是( )
A.露珠的形成
B.滴水成冰
C.冰雪消融
D.湿手烘干
【答案】C
【解析】露珠的形成是空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴,是液化现象,故A不符合题意;滴水成冰是液态水变成固态的冰的过程,是凝固现象,故B不符合题意;冰雪消融是固态的冰变成液态水的过程,是熔化现象,故C符合题意;湿手烘干,水由液态变为气态,属于汽化现象,故D不符合题意。
【举一反三3】糖画是一种传统民间手工艺,将糖用温火熬成糖汁,再在石板上画出造型,粘上竹签,待糖汁冷却后便完成制作。在糖画制作过程中发生的物态变化( )
A.先熔化后凝固
B.先熔化后凝华
C.先液化后凝固
D.先液化后凝华
【答案】A
【解析】让白糖变成糖浆,即由固态变为液态,故是熔化;在石板上蘸上糖浆,等糖浆放出热量凝固成固态,这样就做好了糖画。故选A。
【举一反三4】下列自然现象中,属于熔化现象的是( )
A.春天,冰雪消融 B.夏天,露水晶莹 C.秋天,薄雾缥缈 D.冬天,瑞雪纷飞
【答案】A
【解析】A.春天,冰雪消融,是固态的冰吸热熔化成液态水,故A符合题意;
B.夏天,露水晶莹,是气态水蒸气放热液化成液态的水,故B不符合题意;
C.秋天,薄雾缥缈,是气态水蒸气放热液化成液态的水,故C不符合题意;
D.冬天,瑞雪纷飞,是气态水蒸气放热凝华成固态的冰,故D不符合题意。
【举一反三5】谚语说“瑞雪兆丰年”,依据主要来源于:来年春天,气候干旱,冰雪 ___ (填一种物态变化名称)后可以给农作物带来充足的水分;当春天阳光普照大地,地表升温很快,农作物不能很好地适应,而前一空的物态变化要_______ (选填“吸热”或“放热”),且温度保持不变,对农作物起到了保护作用。
【答案】熔化 吸热
【解析】冰雪变成水给农作物带来充足的水分,冰雪变成水是固态变成液态的过程,是熔化现象,熔化过程要吸热。
【举一反三6】谚语说“瑞雪兆丰年”,依据主要来源于:来年春天,气候干旱,冰雪 ___ (填一种物态变化名称)后可以给农作物带来充足的水分;当春天阳光普照大地,地表升温很快,农作物不能很好地适应,而前一空的物态变化要_______ (选填“吸热”或“放热”),且温度保持不变,对农作物起到了保护作用。
【答案】熔化 吸热
【解析】冰雪变成水给农作物带来充足的水分,冰雪变成水是固态变成液态的过程,是熔化现象,熔化过程要吸热。
【举一反三7】去年冬天,小华拍到了悬挂在屋檐下的冰凌,冰凌的形成是因为冬天气温很低时,屋顶的积雪被阳光照射后________成水,在滴下来的过程中,又________成冰.(两空均填物态变化的名称)
【答案】熔化 凝固
【解析】积雪在阳光的照射下首先熔化成液态的水,由于气温很低, 在滴下来的过程中,又会再次凝固为固态的冰.
【题型2】熔化与凝固的吸放热与温度变化
【典型例题】小明对甲、乙两种物质做凝固实验,得到温度——时间图象如图所示.下列分析中错误的是( )
A.甲在第2min时是液态
B.甲在ab段吸热
C.甲的凝固点是48℃
D.乙是非晶体
【答案】B
【解析】A.图中是甲、乙两物质的凝固实验,最初状态为液态,甲在第2分钟时温度降到凝固点,仍然是液态,故A正确;B.ab段是晶体物质甲的凝固过程,凝固过程是放热,不是吸热,故B是错误的;C.甲凝固过程温度保持48℃不变,故凝固点是48℃,故C正确;D.乙在凝固过程中,温度一直在下降,没有不变的温度,是非晶体,D正确.
【举一反三1】下列现象形成的过程中,吸收热量的一组是( )
①春天,冰雪融化汇成溪流 ②夏天,自来水管“出汗”
③秋天,草丛上凝结出露珠 ④冬天,冰冻的衣服晾干。
A.①④ B.②③ C.①② D.③④
【答案】A
【解析】①冰雪融化汇成溪流是冰雪由固态变成液态,是熔化现象,吸热;
②自来水管“出汗”是空中水蒸气变成液态,是液化现象,放热;
③露珠 是空中水蒸气变成液态,是液化现象,放热;
④冰冻的衣服晾干是冰由固态直接变成气态,是升华现象,吸热。
物态变化成过程中,吸收热量的是①④。
【举一反三2】小明对甲、乙两种物质做凝固实验,得到温度——时间图象如图所示.下列分析中错误的是( )
A.甲在第2min时是液态
B.甲在ab段吸热
C.甲的凝固点是48℃
D.乙是非晶体
【答案】B
【解析】A.图中是甲、乙两物质的凝固实验,最初状态为液态,甲在第2分钟时温度降到凝固点,仍然是液态,故A正确;B.ab段是晶体物质甲的凝固过程,凝固过程是放热,不是吸热,故B是错误的;C.甲凝固过程温度保持48℃不变,故凝固点是48℃,故C正确;D.乙在凝固过程中,温度一直在下降,没有不变的温度,是非晶体,D正确.
【举一反三3】把一盆漂有碎冰块的水放到0℃的密闭房间里(房间与外界隔热),过一段时间后,关于盆内冰、水的变化说法正确的是( )
A.水会结冰,温度降低
B.冰会熔化,温度升高
C.冰水不会发生变化,温度不变
D.无法确定
【答案】C
【解析】把一盆漂有碎冰块的水放到0℃的密闭房间里(房间与外界隔热),因为没有温度差就不发生热传递,水因不能放出热量而不能凝固,冰因为不能吸热而不能熔化。则冰水不会发生变化,温度不变。故C符合题意,ABD不符合题意。
【举一反三4】 “糖画”是我国的非物质文化遗产,其制作过程为:将白糖加热成糖汁,用勺子盛起糖汁,在大理石上作面,等全部凝固后拿铲子铲起来即可,将糖汁变成糖画是 现象,该过程中 热量。
【答案】凝固;放出
【解析】艺人先将砂糖放在热锅里,熬成糖汁,糖从固态变为了液态,故熬糖属于熔化过程;将糖汁变成糖画,糖由液态变成固态,属于凝固过程,凝固放热。
【举一反三5】夏天,大家喝饮料时都喜欢加冰,是因为冰块在 (填物态变化名称)时吸热,冰块消失前饮料的温度 (选填“会”或“不会”)达到0℃以下,冰块属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】熔化 不会 晶体
【解析】夏天往饮料中加少量冰块,冰块在熔化时吸热,使饮料的温度降低。
冰块温度升高到0℃时,饮料温度高于0℃,冰块吸热熔化成0℃的水,饮料放热温度降低,但不会达到0℃以下。
冰在熔化过程中温度保持在0℃不变,所以冰是晶体。
【举一反三6】小凯在电影《长津湖》中看到志愿军战士吃像石头一样硬的结冰熟土豆,冰是土豆中的水 (填物态变化名称)形成的,这一过程需要 (选填“吸热”或“放热”)。
【答案】凝固;放热
【解析】液态水变为固态冰是凝固现象,放出热量。
【题型3】熔化与凝固的温度图象
【典型例题】如图所示为某种物质的熔化图象,下列关于图象信息的解读错误的是( )
A.物质在AB段吸热,CD段放热
B.图中BC段表示熔化过程
C.加热4min时物质为固态
D.物质的熔点是80.5℃
【答案】A
【解析】由图象可知:AB段表示该物质吸热升温;BC段是该物质的熔化过程,吸热温度不变;CD段是水吸热升温过程,故A错误,B正确;从图象可以看出,从5min开始熔化,即加热4min时物质为固态,故C正确;从图象可以看出,此物质在熔化过程中保持80.5℃不变,所以此物质是晶体,且熔点为80.5℃,故D正确。
【举一反三1】如图是某物质发生物态变化过程中的温度﹣时间图象,下列从信息正确的是( )
A.在BC段物质吸热,温度保持不变
B.在0至5min物质处固液共存状态
C.这种物质是晶体,其熔点是40℃
D.在CD段物质处于液态
【答案】C
【解析】通过图象可知,物质的温度随着时间的增加呈降低趋势,是物质的凝固过程,BC段温度不变,说明此物质是晶体;BC段是晶体的凝固过程,凝固过程中物质放热但温度不变,故A错误;在0至5min物质的温度持续下降,但还没有达到凝固点,此时物质处于液态,故B错误;根据图象可知,该物质凝固时有固定的凝固温度(40℃),所以是晶体的凝固图象,同种晶体的熔点和凝固点是相同的,则此物质的熔点是40℃,故C正确;在CD段物质的温度持续下降,凝固已经完成,物质处于固态,故D错误。
【举一反三2】小婷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,如图所示中的四个图象中能正确反映这杯水的温度变化过程的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】将一杯温水放入冰箱的冰冻室里,温水会放热、温度降低,且最终水会结冰,水变成冰块是凝固过程,整个过程中温度有下降的趋势,而A、B中温度呈上升的趋势,即A、B都是熔化图象,故A、B不符合题意;由物理常识可知水的凝固点是0℃,两图都是晶体的凝固图象,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℃,故C符合题意、D不符合题意。
【举一反三3】如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,由图象可以判断该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),第5min时物质处于 状态。
【答案】晶体;固液共存
【解析】从图可以看出,此物质在熔化过程中保持50℃不变,有固定的熔点,所以此物质是晶体;该物质从4min开始熔化,到8min时熔化结束,故第5min物质处于固液共存状态.
【举一反三4】如图甲所示,将海波放入大试管中,在烧杯中倒入热水。根据温度计A和B的示数,绘制出海波和热水的温度随时间变化的图像,如图乙所示。由图像可知,在第8min时,大试管内的海波处于 (选填“固态” “液态”或“固液共存态”);第10min后,海波的温度将 (选填“直接下降”或“先不变,后下降”)。
【答案】固液共存态 先不变,后下降
【解析】由图像可知,海波加热后5~10min的这段时间吸热温度不变,这是海波熔化的过程,第8min处于海波熔化过程中,故海波是固液共存态。
第10min后,烧杯中水的温度降到了海波的熔点,温度相同,海波不能继续吸热,停止熔化,从图像可知,气温为12℃,低于海波的凝固点,海波开始放热凝固,凝固时温度不变,当凝固完成后继续放热温度降低,故第10min后,海波的温度将先不变,后下降。
【举一反三5】同学们通过实验来探究某种物质的熔化规律。实验过程中记录了该种物质的温度随加热时间的变化情况并正确画出了如图所示的其温度随加热时间变化的图像。根据所画出的图像可知在开始计时后5min 时物质处于 (选填“固”“液”或“固液共存”);这种物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】固液共存 晶体
【解析】根据题图可知,在5min时处于熔化吸热,但温度保持不变,处于固液共存态。
从图像是看,该物质在熔化过程中温度保持0℃不变,所以该物质是晶体。
【举一反三6】请你在图中画出海波这种晶体凝固时的大致图线。
【答案】
【题型4】凝固
【典型例题】自然现象中蕴含着丰富的物理知识,图中属于凝固的是( )
A.冰雪消融
B.露珠形成
C.滴水成冰
D.雾凇结枝
【答案】C
【解析】冰雪消融是从固态变成液态,属于熔化现象,故A错误;露的形成是从气态变成液态,属于液化现象,故B错误;冰的形成是从液态变成固态,属于凝固现象,需要放热,故C正确;雾凇的形成是从气态直接变成固态,属于凝华现象,故D错误;
【举一反三1】这个冬天11个“广西小砂糖橘”勇闯哈尔滨,当地组织他们参观了精彩的冰灯展,各种形状各异的冰雕作品让孩子们流连忘返。有些冰雕作品是制作者将水注入模具中,水会逐渐形成坚硬的冰块,对其中涉及到的物态变化和相应的吸放热情况说法正确的是( )
A.凝固 放热 B.凝固 吸热 C.凝华 吸热 D.凝华 放热
【答案】A
【解析】冰雕作品是制作者将水注入模具中,水会逐渐形成坚硬的冰块,说明冰雕制作过程是:水遇冷放热凝固成冰,故A正确,BCD错误。
【举一反三2】如图所示是一款3D打印笔,使用时在笔中装入塑料条,接通电源加热一段时间,塑料条受热变软、变稀后被挤出,在常温下可制成各种立体造型。此过程涉及的物态变化是( )
A.熔化和凝固 B.升华和凝固 C.汽化和液化 D.熔化和凝华
【答案】A
【解析】接通电源加热一段时间,塑料条受热变软,属于熔化;在常温下可制成各种立体造型,属于凝固,BCD不符合题意,A符合题意。
【举一反三3】下列自然现象属于凝固的是( )
A.冬天早晨地上的霜
B.湖面上结了一层厚厚的冰
C.有时江面弥漫的大雾
D.秋天花叶上的露珠
【答案】B
【解析】霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,是凝华现象,故A错误;
湖面上结的一层冰,是水凝固形成的,故B正确;
雾是水蒸气液化形成的,故C错误;
秋天花叶上凝结的露珠,是水蒸气液化形成的,故D错误。
【举一反三4】在严寒的冬季,小满到滑雪场滑雪,恰逢有一块空地正在人工造雪.他发现造雪机在工作过程中,不断将水吸入,并持续从造雪机的前方喷出“白雾”,而在“白雾”下方,已经积了厚厚的一层“白雪”,如图所示.对于造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化,下列说法中正确的是( )
A.液化 B.凝华 C.升华 D.凝固
【答案】D
【解析】“白雾”是液态的小水滴,经造雪机后变成“白雪”,是由液态变为固态的过程,属于凝固现象.
【举一反三5】水流从瀑布上方跌入十里龙槽,飞溅的浪花和弥天的水雾在两岸的岩石和护栏上形成壮观的冰挂,晶莹剔透、造型各异,构成了一幅壶口瀑布冬日里独特的美景。壶口瀑布冰挂的形成属于 (填物态变化名称)现象,需要 热。
【答案】凝固;放
【解析】壶口瀑布飞溅的浪花和弥天水雾在两岸的岩石和护栏上凝结成美丽壮观的“冰挂”,是由液体变为固体,是凝固现象,凝固放热。
【举一反三6】小凯在电影《长津湖》中看到志愿军战士吃像石头一样硬的结冰熟土豆,冰是土豆中的水 (填物态变化名称)形成的,这一过程需要 (填“吸热”或“放热”)。
【答案】凝固;放热。
【解析】液态水变为固态冰是凝固现象,放出热量。
【举一反三7】刚从冰箱冷冻室拿出的冰棒贴紧舌头,舌头会迅速被“冻”在冰棒上,热爱学习的小李为了弄清楚其中的原因,查阅说明书了解到冷冻室温度可以低至-18℃,因此舌头的水分可以遇冷 (选填“吸收”或“放出”)热量,从而发生 现象(填物态变化名称)。
【答案】放出 凝固
【解析】冷冻室温度可以低至-18℃,舌头上的唾液遇冷变为固体,故发生的是凝固现象,伴随放热。
【题型5】熔化与凝固的吸放热过程在生活中应用
【典型例题】往年7月份高考的时候,考场气温较高,为了给考场降温,在考场中放了好多大的冰块,是利用了( )
A.冰块熔化吸热,
B.冰块液化放热
C.冰块升华吸热
D.冰块熔化放热
【答案】A
【解析】考场中的冰块熔化时,会从周围空气中吸热,从而使教室内的温度下降.
【举一反三1】放在饮料中的冰块会越来越小,这个现象中包含的物态变化过程是( )
A.汽化 B.熔化 C.液化 D.凝华
【答案】B
【解析】放在饮料中的冰块会越来越小,是因为冰吸收饮料的热量变成了水,该过程为熔化现象。
【举一反三2】2023年6月4日“神舟十五号”成功返回地面。下落过程中返回舱的“防热衣”烧蚀防热,如图所示。“防热衣”利用高分子材料在高温环境下 (选填“吸热”或“放热”),从而保证了返回舱内温度的稳定。
【答案】吸热
【解析】神舟十四号载人飞船返回舱下落过程,与空气摩擦产生大量的热,返回舱表面的高分子材料吸收大量的热发生熔化、汽化、升华,从而保证了返回舱内温度的稳定。
【举一反三3】暑假小明在家觉得很热,汗流不止,他看到寒暑表示数为35℃。于是打开电风扇,立刻感到凉快多了,这是因为风可以 (选填“减缓”“加快”)汗液的蒸发,带走体内的热量,这时他又看了看寒暑表,发现寒暑表的示数 (选填“升高”“不变”或“降低”);深秋,为避免树上的橘子在夜间气温骤降时被冻伤,果农经常在傍晚给橘子树喷水。虽然水在夜间结了冰,但橘子却没有被冻伤,这是因为夜间气温骤降时,水凝固成冰 (选填“放出”或“吸收”)热量,使温度不会降得太低,所以没有冻坏橘子。
【答案】加快 不变 放出
【解析】电风扇打开,加快了空气流动的速度,加快人体汗液的汽化,汽化吸热,所以人感到凉爽,但不能改变空气的温度,所以寒暑表的示数不变。
傍晚给橘子树喷水,虽然水在夜间结了冰,但橘子却没有被冻伤,这是因为夜间气温骤降时,水凝固成冰放出了热量,使温度不会降得太低,所以没有冻坏橘子。
【举一反三4】为了从酒精和水的混合液中分离出酒精,小刚同学依据已学过的知识设计了一种方案。他依据水和酒精的凝固点不同,设想可用凝固的方法将水和酒精分开。为此他利用家中的电冰箱冷冻室做了如下的实验:将配有不同比例的水和酒精的混合液放入冷冻室中,并用温度计监测混合液的温度,定时观察,他所测得的数据和观察到的现象如下表:
说明:所用冰箱的冷冻室的最低温度是-8℃.
(1)请你仔细看一看表中的数据和记录的现象,小刚同学是否能把水和酒精从混合液中分离出来?
(2)在水中增加酒精对水的凝固点有什么影响?
(3)这个结论在实际中有什么应用?
(4)采用什么样的方法可以把水和酒精分离开来呢?
【答案】(1)不能 (2)在水中添加酒精后,凝固点降低 (3)在冬天,向作为汽车冷却液的水中,添加一些酒精,降低水的凝固点,以免水结冰 (4)对混合物加热,并使其温度保持略高于78℃,由于酒精的沸点是78℃,所以酒精不断变成气态由混合液中逸出,把这种酒精蒸汽收集起来再冷凝,就可使水和酒精分开
【解析】解:(1)从表格中知水和酒精的混合液从 4~ 8℃根据混合比例的不同凝固情况不同,但是酒精都不能从水中分离出来,故不能将水和酒精从混合液中分开。
(2)水的凝固点为0℃,根据数据可知,在水中添加酒精后,会使水的凝固点降低。
(3)冬天,汽车循环水中加少量防冻液可以降低水的凝固点,防止水结冰。
(4)可以利用酒精和水沸点不同的特点进行蒸馏:对混合物加热,并使其温度保持略高于78℃,由于酒精的沸点是78℃,所以酒精不断变成气态由混合液中逸出,把这种酒精蒸汽收集起来再冷凝,就可使水和酒精分开。
【举一反三5】深秋,为避免树上的桔子在夜间气温骤降时被冻伤,果农经常在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但桔子却没被冻伤,这是为什么?
【答案】果农在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但同时水凝固时对外发热,这样可以保证桔子的温度不会下降太低而被冻坏.
【解析】晶体凝固时对外放热。果农在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但同时水凝固时对外发热,这样可以保证桔子的温度不会下降太低而被冻坏.
【题型6】熔点与凝固点的影响因素
【典型例题】下列关于热现象的解释正确的是( )
A.冬天司机往水箱里加点酒精是为了提高液体的凝固点
B.皮肤上涂一些酒精会感到凉爽是因为酒精蒸发时放热
C.冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先凝固后熔化形成的
D.夏天,汽车内开冷空调,被冷气对吹的车玻璃上有小水珠,小水珠主要集中在玻璃内侧
【答案】C
【解析】A.冬天气温很低,司机向水箱里加酒精是为了降低水的凝固点,防止水箱中的水结冰,故A错误;
B.往皮肤上涂一些酒精会感到凉爽是因为酒精蒸发时吸热,故B错误;
C.将豆腐置于低温环境中,豆腐中的水会凝固,因冰的密度比水的密度小,所以豆腐中的水凝固后体积变大会将豆腐中的小孔撑大,待豆腐中的冰受热熔化流出后,冻豆腐就做好了,故C正确;
D.夏天,汽车内开冷空调,外面的热空气中的水蒸气遇到冷的玻璃,在玻璃的外表面液化成小水珠,故D错误。
【举一反三1】冬天的一场大雪,给交通运输带来了极大的不便,为了使雪很快熔化,常常看见护路工人往路面上撒盐,这是因为( )
A.盐使雪的熔点降低
B.盐使雪的熔点升高
C.盐使雪的温度升高到0℃而熔化
D.盐从雪中吸热
【答案】A
【解析】在其它条件相同时,积雪上洒盐水相当于掺有杂质,积雪的熔点降低,使积雪熔化,交通方便。
【举一反三2】小伟运用劳动课上学习的烹饪技能在家烹饪美食时,为了使从冰箱中取出的冻肉快速“解冻”,在肉上撒了一些盐。这样做的原理是( )
A.撒盐可以降低冰的熔点
B.撒盐可让盐升华吸热
C.撒盐使冰升华成水蒸气
D.撒盐使冰和肉直接分离
【答案】A
【解析】为了使从冰箱中取出的冻肉快速“解冻”,在肉上撒了一些盐,冻肉能熔化的更快,故撒盐能降低熔点,故A正确,B、C、D错误。
【举一反三3】在2010冬奥会女子冰壶比赛中,我国队员王冰玉、柳荫、岳清爽、周妍、刘金莉努力拼搏,夺得季军.冰壶由花岗岩凿磨制成.比赛时,冰壶由运动员推出后在一个非常平整的冰道上滑行,运动员在冰壶行进前方的冰道上用冰刷“扫刷”,使冰转化成薄薄的一层水,冰壶便可以走得更顺滑.运动员在用冰刷“扫刷”冰面的过程中,冰的熔点将____________(选填“降低”、“升高”或“不变”).
【答案】降低
【解析】用力擦刷冰面产生热,同时也增大了对冰面的压强,降低了冰的熔点,使冰面熔化以减小摩擦,有利于冰壶滑行.
【举一反三4】图所示是运动员滑冰的情景.滑冰时,冰刀下面会出现一层水,这层水跟润滑油的作用一样.冰刀离开后,水又很快结成冰.关于水的出现,请你提出一个合理的猜想____________.
【答案】冰的熔点与压力有关
【解析】在常温常压下,0℃以下冰不会熔化;运动员滑冰时,水只有在冰刀下才会出现,冰刀一离开水又很快结成冰,故可以猜想是冰刀对冰的压力使冰的熔点改变了,或是冰刀与冰的摩擦使冰熔化了.
【举一反三5】如图甲所示,大雪过后路面结冰,环卫工人会在公路上撒盐,使路面的冰及时融化,确保了行人和车辆的出行安全。为了弄清其中缘由,小张做了一组关于冰熔化的实验。
(1)如图乙,在组装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是 ℃。
(2)加热一段时间后,小张根据记录的实验数据在丁图中绘制了A图象,由此可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),其在熔化过程中温度 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,小张又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中B图象。
(4)再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中C图象。由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 降低 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】(1)自下而上 ﹣3 (2)晶体 不变 (4)降低
【解析】(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,则应先放好烧杯后,再调节温度计的高度,所以组装实验器材时,应按照自下而上的顺序;图丙中温度计的分度值为1℃,则温度计的示数为﹣3℃。
(2)由图象可知,冰有固定的熔化温度,故冰为晶体;熔化过程中吸热,但温度保持不变。
(3)分析图丁可知,加入食盐后冰的熔点将会降低。
【举一反三6】雪灾给人民群众的生活、生产带来很多困难,小鹏看到抢险队员在冰雪覆盖的道路上洒大量的盐,他产生了这样的疑问:
[含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化特点有何不同?含盐浓度不同的冰,熔化特点有无区别?]为此,他进行了下列探究过程:
[设计实验]
他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,在冰块中插入温度计,记下此时温度计的示数,每隔0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化,在选择冰块吸热方式时他遇到了一个难题,现有如图所示的三种方法,请你为他选择一种最佳的方法.你选择的方法是____________(A/B/C).(当时的室温大约是10℃)在相同条件下测量三者的温度变化,得到三条温度变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③).
[分析]根据曲线图可知:
(1)利用盐水制成的冰____________(是/不是)晶体.
(2)淡盐水冰的熔点是____________℃,浓盐水冰的熔点是____________℃.
[归纳]根据分析可以得到:________________________________________
(3)在冰雪覆盖的道路上洒盐,可以____________(提高/降低)冰的熔点,并且含盐浓度越高的冰,能在更____________(高/低)的温度下熔化.
[拓展]小鹏通过分析实验数据和图线,又有了新发现:
(4)含盐浓度越高的冰,熔化前升温越____________(快/慢).
(5)小鹏想起了一件事,他们在学习熔化时,也用冰块做了这样的实验,但那次做实验时,测量冰熔化时的温度不是0℃,请你分析造成冰的熔化温度不是0℃的原因是什么?(只要讲出一点即可)____________.
【答案】C;(1)是;(2)-3;-7;(3)降低;低;(4)快;(5)冰不纯,含有杂质
【解析】(1)由于冰在熔化过程中要不断吸热.A图将试管放入开水中,温度较高,会使冰熔化过程加快,来不及观察.B图中用酒精灯加热,由于火焰温度较高,会使冰熔化过程加快,来不及观察.C 图中将试管放入空气中,当时室温保持10℃不变,使冰能不断吸热熔化,又能及时观察冰的熔化状态.因此选择C图吸热方式. (2)由图象可知: ①纯冰熔化时,当时间为20分钟时,温度为0℃时,冰才开始熔化,温度保持0℃不变,故冰是晶体,熔点为0℃; ②淡盐冰当时间为10分钟时,温度为-3℃时才开始熔化,故淡盐冰的熔点为-3℃; ③浓盐冰当时间为3分钟时,温度为-7℃时才开始熔化,故淡盐冰的熔点为-7℃; (3)冰雪中撒入盐后,降低了熔点,冰雪就会在较低的温度条件下开始熔化,可以使冰雪尽快地熔化. (4)三种物质都未熔化前取升高相同的温度,可以看出浓盐冰对应曲线加热时间最短,所以含盐浓度越高的冰熔化前升温越快. (5)可能由于冰中含有杂质,使冰熔化时的温度不是0℃.
【题型7】本节综合
【典型例题】下表是一些物质的凝固点和沸点,请根据数据判断,以下选项中说法都正确的是( )
①常用温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的
②酒精的凝固点比水银的凝固点高
③标准大气压下,﹣120℃的乙醚为固态
④可以使用煤油温度计测量冰水混合物的温度
⑤可以使用酒精温度计测量标准大气压下沸水的温度
A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.①④⑤
【答案】B
【解析】①常用温度计是根据液体的热胀冷缩制成的,故①正确;
②酒精的凝固点﹣117℃,水银的凝固点﹣39℃,酒精的凝固点比水银的凝固点低。故②错误;
③乙醚凝固点是﹣114℃,﹣120℃的乙醚为固态,故③正确;
④在一个标准大气压下冰水混合物温度为0℃,在此温度下,可以使用煤油温度计测量冰水混合物的温度,故④正确;
⑤1标准大气压下沸水的温度是100℃,高于酒精的沸点,不能用酒精温度计测量这个温度,故⑤错误,故ACD错误,B正确。
【举一反三1】如图西周晋候鸟尊是中国青铜器中罕见珍品。制作鸟尊青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
B.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是熔化过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【答案】A
【解析】B.将蜡由固态加热到液态是熔化过程,会吸收热量,故B错误;
AC.青铜液冷却到固态是凝固过程,凝固放热,故A正确,C错误;
D.青铜是晶体,熔化过程中,温度保持不变,蜡是非晶体,熔化过程中吸收热量,温度升高,故D错误。
【举一反三2】写出下列物质吸热或放热时,温度的变化情况。(填“升高”或“不变”或“降低”)
(1)0℃的水吸热时,温度( )
(2)0℃的冰放热时,温度( )
(3)冰水混合物吸热时,温度( )
(4)℃的冰放热时,温度( )
【答案】升高 降低 不变 放热
【解析】(1)0℃的水是熔化结束,0℃的水吸热时,温度升高。
(2)0℃的冰,是凝固放热,0℃的冰凝固刚刚结束,接着放热时,温度降低。(3)冰水混合物吸热时,正处于熔化过程,熔化的过程中,温度保持不变。(4) ℃的冰,是固态,放热时,温度不断下降。
【举一反三3】在探究某种物质熔化时温度随时间变化的规律实验中,记录的数据如表所示:
(1)由以上数据,在方格纸上已描出了各点,请用平滑曲线连接各点,画出此物质熔化时温度随时间变化的图象;
(2)由图象可知,此物质是______填(“晶体”或“非晶体”),其熔点是______℃.
【答案】(1)(2)晶体;80
【解析】(1)依据图中的原点,用平滑曲线连接各点,图示如下:(2)读图可知,该物质从第10min开始熔化,到第25min结束,该过程吸热,温度不变,该物质是晶体,该物质的熔点是80℃。
【题型8】非晶体的熔化与凝固特点
【典型例题】下图所示为某种物质的熔化图象,下列关于图象信息的解读错误的是( )
A.物质在AB段吸热,CD段放热
B.图中BC段表示熔化过程
C.加热4min时物质为固态
D.物质的熔点是80.5℃
【答案】A
【解析】物质在AB段吸热,CD段仍然吸热,故A错误;A符合题意;从B点开始熔化,C点结束熔化,BC段表示熔化过程,故B正确;B不符合题意;从第5min开始熔化,故加热4min时物质为固态,故C正确;C不符合题意;如图所示,固定的熔化温度为80.5℃,故物质的熔点是80.5℃,故D正确;D不符合题意。
【举一反三1】物体从200℃开始熔化,直到250℃还未熔化完,则这种物质一定是( )
A.晶体 B.非晶体 C.晶体或非晶体 D.不能判断
【答案】B
【解析】该物质从200℃就开始熔化,直到250℃还未熔化完,说明该物质熔化过程吸热温度不断升高,没有一定的熔化温度,即没有一定的熔点,所以这种物质一定是非晶体.
【举一反三2】下列各组物质的分类正确的是( )
A.玻璃、蜂蜡、沥青都是非晶体
B.明矾、沥青、玻璃都是非晶体
C.海波、食盐、蜂蜡都是晶体
D.铁、雪花、塑料都是晶体
【答案】A
【解析】玻璃、蜂蜡和沥青在熔化时没有固定的温度是非晶体,故A正确;明矾在熔化时有固定的温度,是晶体,沥青和玻璃是非晶体,故B错误;海波和食盐在熔化时有固定的温度,是晶体,蜂蜡是非晶体,故C错误;铁和雪花在熔化时有固定的温度,是晶体,塑料是非晶体,故D错误。
【举一反三3】糖画是一种传统民间手工艺,制作糖画时,糖汁(非晶体)凝固过程的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知,糖汁是非晶体,非晶体凝固过程中,放出热量温度不断降低,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
【举一反三4】如图所示,为甲、乙两种物质熔化过程的温度T随加热时间t变化的图像。由图可知,甲物质为_______(选填“晶体”或“非晶体”),乙物质在BC段处于________状态。
【答案】非晶体 固液共存
【解析】由图可知,甲在熔化过程中温度一直在升高,没有固定的熔点,所以属于非晶体。
乙在BC段温度保持不变,所以乙属于晶体,在BC段时处于固液共存态。
【举一反三5】将蜡块磨碎放入试管中加热,蜡吸热后逐渐变软、变稀,直至完全 (填物态变化名称)变成液态,在此过程中,它的温度不断升高,由此可知蜡是_______(选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】熔化 非晶体
【解析】蜡吸热后由固体变为液体,这是熔化现象;蜡烛熔化时,吸热后逐渐变软、变稀,温度不断升高,没有固定的熔点,由此可知蜡是非晶体。
【举一反三6】为探究固体熔化时温度的变化规律,我们选用海波和石蜡两种物质进行实验,记录实验数据并在纸上描点画出图像。
(1)图甲中,利用烧杯中的水来加热海波和石蜡,好处是 ;
(2)图乙中的图像A是 (选填“海波”或“石蜡”)的温度随时间变化图像;
(3)我们发现,在海波和石蜡物质熔化过程中,如果将试管从烧杯拿出来,该物质停止熔化。将试管放回烧杯后,该物质又继续熔化。说明固体熔化过程需要 ;
(4)由图像特点可知,图乙中的B物质熔化过程持续了约 min,B物质熔化时的温度变化特点是 ,第10min时,该物质处于 (填物质状态)。
【答案】 (1)使物质受热均匀 (2) 石蜡 (3)吸热 (4)5 持续吸热,温度不变 液态
【解析】(1)图甲中,为水浴加热法,利用烧杯中的水来加热海波和石蜡,好处是使物质受热均匀。
(2)石蜡为非晶体,没有固定的熔化温度,故图乙中的图像A是石蜡的温度随时间变化图像。
(3)由题意知,海波和石蜡物质熔化过程中,如果此时拿走试管,则物质将停止熔化。当将试管放回烧杯后,该物质又继续熔化。说明固体熔化过程需要吸热。
(4)由图像特点可知,图乙中的B物质熔化过程从4min开始,到9min结束,持续了约5min,此时物质不断吸收热量,但温度保持不变;第10min时,物质的熔化过程已经结束,则该物质处于液态。
【题型9】晶体的熔化与凝固特点
【典型例题】在标准大气压下,冰的熔点是( )
A.-4℃ B.0℃ C.4℃ D.20℃
【答案】B
【解析】通常情况下,把冰水混和物的温度规定为0摄氏度,一标准大气压下,冰的熔点是0℃。
【举一反三1】把冰水混合物拿到0℃的房间里,下列说法正确的是:( )
A.0℃的冰可以从0℃的水中吸收热量
B.冰可以熔化,因为冰的熔点是0℃
C.水可以凝固,因为水的凝固点是0℃
D.冰不能熔化,水也不能结冰
【答案】D
【解析】A.冰水混合物的温度为0℃,把冰水混合物拿到0℃的房间里,它们的温度相同,不能发生热传递,0℃的冰不能从0℃的水中吸收热量,故A错误;
B.把冰水混合物拿到0℃的房间里,冰不能继续吸热,因此,虽然冰虽然达到熔点了,但由于不能继续吸热,所以冰不能熔化;故B错误;
CD.把冰水混合物拿到0℃的房间里,因为温度相同,冰水混合物既不吸热也不放热,因此冰不会熔化,水也不能凝固,故C错误,D正确。
【举一反三2】如图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙温度计的示数为 ℃。
(2)如图丙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图象。海波熔化过程对应图线中的 段(选填“AB”或“BC”),其熔点为 ℃。
(3)用质量为m1的海波做实验,绘制的海波的温度随时间变化的图线如丁图中的a。若用质量为m2(m2>m1)的海波做实验,得到的图线可能是图丁中的 。(选填“b”“c”或“d”)
【答案】见试题解析内容
【解析】(1)46;(2)BC;48;(3)c
(1)由图乙知,温度计的示数在40℃﹣50℃之间,分度值是1℃,一共6个小格,故读数为46℃;
(2)海波在熔化过程中,温度不变,故熔化过程对应BC段,其熔化时的温度叫熔点,为48℃;
(3)同种物质的熔点相同,但m2>m1,故到达熔点的时间会比较久,因此对应c。
【举一反三3】在探究海波和蜡熔化规律时,小红记录的实验数据如下表所示,请根据表中的实验数据解答下列问题.
(1)根据上表的实验数据,现已绘制出蜡熔化时温度随时间变化的图象(图甲),请你在图乙中绘制出海波熔化时温度随时间变化的图象.
(2)海波和蜡这两种物质中,属于晶体的是________,你判断的依据是________.
【答案】(1)(2)海波;海波在熔化过程中吸热但保持一定的温度不变,即有一定的熔点.
【解析】(1)将海波熔化时的温度和时间的对应点描出来,用曲线连起来,如下图所示:(2)给出的数据可以看出,海波这种物质在熔化过程中保持一定的温度不变,即有一定的熔点;而蜡在熔化过程中,温度一直升高,没有一定的熔点.因此,海波是晶体.3.2熔化和凝固
【知识点1】晶体熔化的特点 1
【知识点2】探究固体熔化时受热均匀的实验方法 2
【知识点3】非晶体熔化的特点 3
【知识点4】熔点与凝固点的影响因素 3
【题型1】熔化 4
【题型2】熔化与凝固的吸放热与温度变化 6
【题型3】熔化与凝固的温度图象 7
【题型4】凝固 9
【题型5】熔化与凝固的吸放热过程在生活中应用 11
【题型6】熔点与凝固点的影响因素 12
【题型7】本节综合 15
【题型8】非晶体的熔化与凝固特点 17
【题型9】晶体的熔化与凝固特点 18
【知识点1】晶体熔化的特点
晶体熔化的特点:
(1)有固定熔点,并达到熔点才能熔化。
(2)熔化过程中不断吸热,但温度不变。
(3)熔化过程中可能是固态,液态,固液混合态。
考查晶体熔化的特点
例:在海鲜的下面铺上一层碎冰的目的是:冰粒在______(填物态变化名称)时要______(填“吸收”或“放出”)热量,但温度______,以达到保鲜的效果。所以冰是______(晶体,非晶体)
分析:物质由固态变为液态的过程叫熔化,晶体在熔化过程中需要吸热,但温度保持不变。
解析:解:冰是晶体,在海鲜的周围铺一层碎冰块,这样冰块在熔化时吸热但温度保持不变,具有制冷作用,能起到保鲜的作用。
故答案是:熔化;吸收;不变;晶体。
点评:此题考查的是熔化现象在实际生活中的应用,体现了物理规律对实际生活的指导作用。
记忆性知识,牢记即可。
【知识点2】探究固体熔化时受热均匀的实验方法
(1)搅拌器的作用是使物质均匀受热
(2)水浴法:受热面积大;受热均匀;加热缓慢
考查固体熔化时受热均匀的实验方法,常在实验题中考查。
例:学习小组的同学用如图甲所示的装置探究某种晶体熔化时温度变化的规律。
(1)如图甲所示的器材组装的顺序是______,实验中对晶体进行加热的方法是______。
(2)待温度升高到40℃开始,每隔1min记录一次温度计的示数,根据记录的数据得到如图乙所示的图象,则该晶体的熔点是______℃,熔化经历了______min,晶体熔化时的特点______,该物质在熔化过程中处于______。(选填“固态”、“液态”或“固液共存”)
(3)另一小组的同学发现,在晶体熔化过程中撤去酒精灯,晶体还会继续熔化,原因是______,晶体可以继续______热量。(选填“吸收”或“放出”)
分析:(1)水浴法加热物质应全部在水中,这样可以使物体受热均匀;
(2)晶体在熔化时不变的温度即为该晶体的熔点;晶体在熔化过程中吸热但温度不变;比热容是表示物质吸热能力强弱的物理量;
(3)晶体在熔化过程中吸热但温度不变;热传递需要接触的物体间有温度差。
解析:解:(1)如图所示,器材组装的顺序是从下到上,便于固定酒精灯的位置,实现用酒精灯的外焰加热。实验采用了水浴法给试管内物质加热,并且用搅拌器不断搅拌,这样做的好处是可以使晶体受热均匀。
(2)晶体在熔化时不变的温度即为该晶体的熔点,如图乙可知该晶体的熔点是48℃,熔化从第5min开始到第10min结束,总共持续了5min;晶体熔化特点:吸收热量,温度不变,熔化过程所处状态是固液共存态;
(3)在晶体熔化过程中撤去精灯,晶体还会继续熔化,原因是烧杯内水的温度高于试管内晶体的熔点,两者存在温度差,晶体可以继续吸收热量;
故答案为:(1)从下到上;水浴法;(2)48;5;吸收热量,温度不变;固液共存;(3)水的温度高于晶体的熔点;吸收。
点评:本题考查熔化和凝固实验,关键是将课本知识记忆清楚,仔细分析即可。
记忆性知识,牢记即可。
【知识点3】非晶体熔化的特点
非晶体熔化的特点:
(1)没有有固定熔点。
(2)熔化过程中只要不断吸热,温度就不断上升。
考查非晶体熔化的特点
例:有一种乳白色的固体物质,在250℃时开始熔化,直到温度升高到300℃时熔化才结束,对这种物质的判断正确的是( )
A.一定是晶体
B.一定是非晶体
C.熔化中一直放热
D.晶体和非晶体都有可能
分析:晶体和非晶体的重要区别:晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点。
解析:解:乳白色的固体物质,在250℃开始熔化,直到温度升高到300℃才熔化完,说明固体物质熔化时没有一定的熔点,此物质是非晶体。
故选:B。
点评:晶体熔化时不断吸收热量,温度保持不变;非晶体熔化时不断吸收热量,温度不断升高。这是晶体和非晶体的重要区别。
记忆性知识,牢记即可。
【知识点4】熔点与凝固点的影响因素
晶体中掺入其他物质,其熔点和凝固点一般会发生变化。
比如:冬天道路结冰,往路上撒盐可使冰的熔点降低,更易熔化。
考查熔点与凝固点的影响因素,常考查在冰种加盐对熔点的影响。
例:小伟运用劳动课上学习的烹饪技能在家烹饪美食时,为了使从冰箱中取出的冻肉快速“解冻”,在肉上撒了一些盐。这样做的原理是( )
A.撒盐可以降低冰的熔点
B.撒盐可让盐升华吸热
C.撒盐使冰升华成水蒸气
D.撒盐使冰和肉直接分离
分析:晶体达到熔点时继续吸热,晶体能熔化。
解析:解:为了使从冰箱中取出的冻肉快速“解冻”,在肉上撒了一些盐,冻肉能熔化的更快,故撒盐能降低熔点,故A正确;BCD错误。
故选:A。
点评:本题考查了熔化现象,属于基础题。
除了掺入杂质以外,改变压强也可以影响熔点和凝固点。
解题时,理解题目中的条件, 比如是否涉及到改变压强或添加杂质等因素。
【题型1】熔化
【典型例题】下列现象涉及的物态变化过程中,属于熔化现象的是( )
A.初春,冰雪消融 B.盛夏,骄阳散雾 C.深秋,铁网挂霜 D.寒冬,冻衣变干
【举一反三1】下列四个物态变化的实例中,属于熔化现象的是( )
A.山间的“云” B.树枝上的“霜” C.花草上的“露” D.江河的冰雪“消融”
【举一反三2】如图所示的现象中,属于熔化的是( )
A.露珠的形成
B.滴水成冰
C.冰雪消融
D.湿手烘干
【举一反三3】糖画是一种传统民间手工艺,将糖用温火熬成糖汁,再在石板上画出造型,粘上竹签,待糖汁冷却后便完成制作。在糖画制作过程中发生的物态变化( )
A.先熔化后凝固
B.先熔化后凝华
C.先液化后凝固
D.先液化后凝华
【举一反三4】下列自然现象中,属于熔化现象的是( )
A.春天,冰雪消融 B.夏天,露水晶莹 C.秋天,薄雾缥缈 D.冬天,瑞雪纷飞
【举一反三5】谚语说“瑞雪兆丰年”,依据主要来源于:来年春天,气候干旱,冰雪 ___ (填一种物态变化名称)后可以给农作物带来充足的水分;当春天阳光普照大地,地表升温很快,农作物不能很好地适应,而前一空的物态变化要_______ (选填“吸热”或“放热”),且温度保持不变,对农作物起到了保护作用。
【举一反三6】谚语说“瑞雪兆丰年”,依据主要来源于:来年春天,气候干旱,冰雪 ___ (填一种物态变化名称)后可以给农作物带来充足的水分;当春天阳光普照大地,地表升温很快,农作物不能很好地适应,而前一空的物态变化要_______ (选填“吸热”或“放热”),且温度保持不变,对农作物起到了保护作用。
【举一反三7】去年冬天,小华拍到了悬挂在屋檐下的冰凌,冰凌的形成是因为冬天气温很低时,屋顶的积雪被阳光照射后________成水,在滴下来的过程中,又________成冰.(两空均填物态变化的名称)
【题型2】熔化与凝固的吸放热与温度变化
【典型例题】小明对甲、乙两种物质做凝固实验,得到温度——时间图象如图所示.下列分析中错误的是( )
A.甲在第2min时是液态
B.甲在ab段吸热
C.甲的凝固点是48℃
D.乙是非晶体
【举一反三1】下列现象形成的过程中,吸收热量的一组是( )
①春天,冰雪融化汇成溪流 ②夏天,自来水管“出汗”
③秋天,草丛上凝结出露珠 ④冬天,冰冻的衣服晾干。
A.①④ B.②③ C.①② D.③④
【举一反三2】小明对甲、乙两种物质做凝固实验,得到温度——时间图象如图所示.下列分析中错误的是( )
A.甲在第2min时是液态
B.甲在ab段吸热
C.甲的凝固点是48℃
D.乙是非晶体
【举一反三3】把一盆漂有碎冰块的水放到0℃的密闭房间里(房间与外界隔热),过一段时间后,关于盆内冰、水的变化说法正确的是( )
A.水会结冰,温度降低
B.冰会熔化,温度升高
C.冰水不会发生变化,温度不变
D.无法确定
【举一反三4】 “糖画”是我国的非物质文化遗产,其制作过程为:将白糖加热成糖汁,用勺子盛起糖汁,在大理石上作面,等全部凝固后拿铲子铲起来即可,将糖汁变成糖画是 现象,该过程中 热量。
【举一反三5】夏天,大家喝饮料时都喜欢加冰,是因为冰块在 (填物态变化名称)时吸热,冰块消失前饮料的温度 (选填“会”或“不会”)达到0℃以下,冰块属于 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【举一反三6】小凯在电影《长津湖》中看到志愿军战士吃像石头一样硬的结冰熟土豆,冰是土豆中的水 (填物态变化名称)形成的,这一过程需要 (选填“吸热”或“放热”)。
【题型3】熔化与凝固的温度图象
【典型例题】如图所示为某种物质的熔化图象,下列关于图象信息的解读错误的是( )
A.物质在AB段吸热,CD段放热
B.图中BC段表示熔化过程
C.加热4min时物质为固态
D.物质的熔点是80.5℃
【举一反三1】如图是某物质发生物态变化过程中的温度﹣时间图象,下列从信息正确的是( )
A.在BC段物质吸热,温度保持不变
B.在0至5min物质处固液共存状态
C.这种物质是晶体,其熔点是40℃
D.在CD段物质处于液态
【举一反三2】小婷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,如图所示中的四个图象中能正确反映这杯水的温度变化过程的是( )
A. B. C. D.
【举一反三3】如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象,由图象可以判断该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),第5min时物质处于 状态。
【举一反三4】如图甲所示,将海波放入大试管中,在烧杯中倒入热水。根据温度计A和B的示数,绘制出海波和热水的温度随时间变化的图像,如图乙所示。由图像可知,在第8min时,大试管内的海波处于 (选填“固态” “液态”或“固液共存态”);第10min后,海波的温度将 (选填“直接下降”或“先不变,后下降”)。
【举一反三5】同学们通过实验来探究某种物质的熔化规律。实验过程中记录了该种物质的温度随加热时间的变化情况并正确画出了如图所示的其温度随加热时间变化的图像。根据所画出的图像可知在开始计时后5min 时物质处于 (选填“固”“液”或“固液共存”);这种物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【举一反三6】请你在图中画出海波这种晶体凝固时的大致图线。
【题型4】凝固
【典型例题】自然现象中蕴含着丰富的物理知识,图中属于凝固的是( )
A.冰雪消融
B.露珠形成
C.滴水成冰
D.雾凇结枝
【举一反三1】这个冬天11个“广西小砂糖橘”勇闯哈尔滨,当地组织他们参观了精彩的冰灯展,各种形状各异的冰雕作品让孩子们流连忘返。有些冰雕作品是制作者将水注入模具中,水会逐渐形成坚硬的冰块,对其中涉及到的物态变化和相应的吸放热情况说法正确的是( )
A.凝固 放热 B.凝固 吸热 C.凝华 吸热 D.凝华 放热
【举一反三2】如图所示是一款3D打印笔,使用时在笔中装入塑料条,接通电源加热一段时间,塑料条受热变软、变稀后被挤出,在常温下可制成各种立体造型。此过程涉及的物态变化是( )
A.熔化和凝固 B.升华和凝固 C.汽化和液化 D.熔化和凝华
【举一反三3】下列自然现象属于凝固的是( )
A.冬天早晨地上的霜
B.湖面上结了一层厚厚的冰
C.有时江面弥漫的大雾
D.秋天花叶上的露珠
【举一反三4】在严寒的冬季,小满到滑雪场滑雪,恰逢有一块空地正在人工造雪.他发现造雪机在工作过程中,不断将水吸入,并持续从造雪机的前方喷出“白雾”,而在“白雾”下方,已经积了厚厚的一层“白雪”,如图所示.对于造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化,下列说法中正确的是( )
A.液化 B.凝华 C.升华 D.凝固
【举一反三5】水流从瀑布上方跌入十里龙槽,飞溅的浪花和弥天的水雾在两岸的岩石和护栏上形成壮观的冰挂,晶莹剔透、造型各异,构成了一幅壶口瀑布冬日里独特的美景。壶口瀑布冰挂的形成属于 (填物态变化名称)现象,需要 热。
【举一反三6】小凯在电影《长津湖》中看到志愿军战士吃像石头一样硬的结冰熟土豆,冰是土豆中的水 (填物态变化名称)形成的,这一过程需要 (填“吸热”或“放热”)。
【举一反三7】刚从冰箱冷冻室拿出的冰棒贴紧舌头,舌头会迅速被“冻”在冰棒上,热爱学习的小李为了弄清楚其中的原因,查阅说明书了解到冷冻室温度可以低至-18℃,因此舌头的水分可以遇冷 (选填“吸收”或“放出”)热量,从而发生 现象(填物态变化名称)。
【题型5】熔化与凝固的吸放热过程在生活中应用
【典型例题】往年7月份高考的时候,考场气温较高,为了给考场降温,在考场中放了好多大的冰块,是利用了( )
A.冰块熔化吸热,
B.冰块液化放热
C.冰块升华吸热
D.冰块熔化放热
【举一反三1】放在饮料中的冰块会越来越小,这个现象中包含的物态变化过程是( )
A.汽化 B.熔化 C.液化 D.凝华
【举一反三2】2023年6月4日“神舟十五号”成功返回地面。下落过程中返回舱的“防热衣”烧蚀防热,如图所示。“防热衣”利用高分子材料在高温环境下 (选填“吸热”或“放热”),从而保证了返回舱内温度的稳定。
【举一反三3】暑假小明在家觉得很热,汗流不止,他看到寒暑表示数为35℃。于是打开电风扇,立刻感到凉快多了,这是因为风可以 (选填“减缓”“加快”)汗液的蒸发,带走体内的热量,这时他又看了看寒暑表,发现寒暑表的示数 (选填“升高”“不变”或“降低”);深秋,为避免树上的橘子在夜间气温骤降时被冻伤,果农经常在傍晚给橘子树喷水。虽然水在夜间结了冰,但橘子却没有被冻伤,这是因为夜间气温骤降时,水凝固成冰 (选填“放出”或“吸收”)热量,使温度不会降得太低,所以没有冻坏橘子。
【举一反三4】为了从酒精和水的混合液中分离出酒精,小刚同学依据已学过的知识设计了一种方案。他依据水和酒精的凝固点不同,设想可用凝固的方法将水和酒精分开。为此他利用家中的电冰箱冷冻室做了如下的实验:将配有不同比例的水和酒精的混合液放入冷冻室中,并用温度计监测混合液的温度,定时观察,他所测得的数据和观察到的现象如下表:
说明:所用冰箱的冷冻室的最低温度是-8℃.
(1)请你仔细看一看表中的数据和记录的现象,小刚同学是否能把水和酒精从混合液中分离出来?
(2)在水中增加酒精对水的凝固点有什么影响?
(3)这个结论在实际中有什么应用?
(4)采用什么样的方法可以把水和酒精分离开来呢?
【举一反三5】深秋,为避免树上的桔子在夜间气温骤降时被冻伤,果农经常在傍晚给桔子树喷水.虽然水在夜间结了冰,但桔子却没被冻伤,这是为什么?
【题型6】熔点与凝固点的影响因素
【典型例题】下列关于热现象的解释正确的是( )
A.冬天司机往水箱里加点酒精是为了提高液体的凝固点
B.皮肤上涂一些酒精会感到凉爽是因为酒精蒸发时放热
C.冻豆腐里面的小孔是由于豆腐里的水先凝固后熔化形成的
D.夏天,汽车内开冷空调,被冷气对吹的车玻璃上有小水珠,小水珠主要集中在玻璃内侧
【举一反三1】冬天的一场大雪,给交通运输带来了极大的不便,为了使雪很快熔化,常常看见护路工人往路面上撒盐,这是因为( )
A.盐使雪的熔点降低
B.盐使雪的熔点升高
C.盐使雪的温度升高到0℃而熔化
D.盐从雪中吸热
【举一反三2】小伟运用劳动课上学习的烹饪技能在家烹饪美食时,为了使从冰箱中取出的冻肉快速“解冻”,在肉上撒了一些盐。这样做的原理是( )
A.撒盐可以降低冰的熔点
B.撒盐可让盐升华吸热
C.撒盐使冰升华成水蒸气
D.撒盐使冰和肉直接分离
【举一反三3】在2010冬奥会女子冰壶比赛中,我国队员王冰玉、柳荫、岳清爽、周妍、刘金莉努力拼搏,夺得季军.冰壶由花岗岩凿磨制成.比赛时,冰壶由运动员推出后在一个非常平整的冰道上滑行,运动员在冰壶行进前方的冰道上用冰刷“扫刷”,使冰转化成薄薄的一层水,冰壶便可以走得更顺滑.运动员在用冰刷“扫刷”冰面的过程中,冰的熔点将____________(选填“降低”、“升高”或“不变”).
【举一反三4】图所示是运动员滑冰的情景.滑冰时,冰刀下面会出现一层水,这层水跟润滑油的作用一样.冰刀离开后,水又很快结成冰.关于水的出现,请你提出一个合理的猜想____________.
【举一反三5】如图甲所示,大雪过后路面结冰,环卫工人会在公路上撒盐,使路面的冰及时融化,确保了行人和车辆的出行安全。为了弄清其中缘由,小张做了一组关于冰熔化的实验。
(1)如图乙,在组装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是 ℃。
(2)加热一段时间后,小张根据记录的实验数据在丁图中绘制了A图象,由此可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),其在熔化过程中温度 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,小张又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中B图象。
(4)再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中C图象。由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 降低 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【举一反三6】雪灾给人民群众的生活、生产带来很多困难,小鹏看到抢险队员在冰雪覆盖的道路上洒大量的盐,他产生了这样的疑问:
[含盐的冰熔化时跟纯净的冰熔化特点有何不同?含盐浓度不同的冰,熔化特点有无区别?]为此,他进行了下列探究过程:
[设计实验]
他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,在冰块中插入温度计,记下此时温度计的示数,每隔0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化,在选择冰块吸热方式时他遇到了一个难题,现有如图所示的三种方法,请你为他选择一种最佳的方法.你选择的方法是____________(A/B/C).(当时的室温大约是10℃)在相同条件下测量三者的温度变化,得到三条温度变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③).
[分析]根据曲线图可知:
(1)利用盐水制成的冰____________(是/不是)晶体.
(2)淡盐水冰的熔点是____________℃,浓盐水冰的熔点是____________℃.
[归纳]根据分析可以得到:________________________________________
(3)在冰雪覆盖的道路上洒盐,可以____________(提高/降低)冰的熔点,并且含盐浓度越高的冰,能在更____________(高/低)的温度下熔化.
[拓展]小鹏通过分析实验数据和图线,又有了新发现:
(4)含盐浓度越高的冰,熔化前升温越____________(快/慢).
(5)小鹏想起了一件事,他们在学习熔化时,也用冰块做了这样的实验,但那次做实验时,测量冰熔化时的温度不是0℃,请你分析造成冰的熔化温度不是0℃的原因是什么?(只要讲出一点即可)____________.
【题型7】本节综合
【典型例题】下表是一些物质的凝固点和沸点,请根据数据判断,以下选项中说法都正确的是( )
①常用温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的
②酒精的凝固点比水银的凝固点高
③标准大气压下,﹣120℃的乙醚为固态
④可以使用煤油温度计测量冰水混合物的温度
⑤可以使用酒精温度计测量标准大气压下沸水的温度
A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.①④⑤
【举一反三1】如图西周晋候鸟尊是中国青铜器中罕见珍品。制作鸟尊青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔(模具),在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
B.将蜡加热到液态是熔化过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是熔化过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【举一反三2】写出下列物质吸热或放热时,温度的变化情况。(填“升高”或“不变”或“降低”)
(1)0℃的水吸热时,温度( )
(2)0℃的冰放热时,温度( )
(3)冰水混合物吸热时,温度( )
(4)℃的冰放热时,温度( )
【举一反三3】在探究某种物质熔化时温度随时间变化的规律实验中,记录的数据如表所示:
(1)由以上数据,在方格纸上已描出了各点,请用平滑曲线连接各点,画出此物质熔化时温度随时间变化的图象;
(2)由图象可知,此物质是______填(“晶体”或“非晶体”),其熔点是______℃.
【题型8】非晶体的熔化与凝固特点
【典型例题】下图所示为某种物质的熔化图象,下列关于图象信息的解读错误的是( )
A.物质在AB段吸热,CD段放热
B.图中BC段表示熔化过程
C.加热4min时物质为固态
D.物质的熔点是80.5℃
【举一反三1】物体从200℃开始熔化,直到250℃还未熔化完,则这种物质一定是( )
A.晶体 B.非晶体 C.晶体或非晶体 D.不能判断
【举一反三2】下列各组物质的分类正确的是( )
A.玻璃、蜂蜡、沥青都是非晶体
B.明矾、沥青、玻璃都是非晶体
C.海波、食盐、蜂蜡都是晶体
D.铁、雪花、塑料都是晶体
【举一反三3】糖画是一种传统民间手工艺,制作糖画时,糖汁(非晶体)凝固过程的图像是( )
A. B. C. D.
【举一反三4】如图所示,为甲、乙两种物质熔化过程的温度T随加热时间t变化的图像。由图可知,甲物质为_______(选填“晶体”或“非晶体”),乙物质在BC段处于________状态。
【举一反三5】将蜡块磨碎放入试管中加热,蜡吸热后逐渐变软、变稀,直至完全 (填物态变化名称)变成液态,在此过程中,它的温度不断升高,由此可知蜡是_______(选填“晶体”或“非晶体”)。
【举一反三6】为探究固体熔化时温度的变化规律,我们选用海波和石蜡两种物质进行实验,记录实验数据并在纸上描点画出图像。
(1)图甲中,利用烧杯中的水来加热海波和石蜡,好处是 ;
(2)图乙中的图像A是 (选填“海波”或“石蜡”)的温度随时间变化图像;
(3)我们发现,在海波和石蜡物质熔化过程中,如果将试管从烧杯拿出来,该物质停止熔化。将试管放回烧杯后,该物质又继续熔化。说明固体熔化过程需要 ;
(4)由图像特点可知,图乙中的B物质熔化过程持续了约 min,B物质熔化时的温度变化特点是 ,第10min时,该物质处于 (填物质状态)。
【题型9】晶体的熔化与凝固特点
【典型例题】在标准大气压下,冰的熔点是( )
A.-4℃ B.0℃ C.4℃ D.20℃
【举一反三1】把冰水混合物拿到0℃的房间里,下列说法正确的是:( )
A.0℃的冰可以从0℃的水中吸收热量
B.冰可以熔化,因为冰的熔点是0℃
C.水可以凝固,因为水的凝固点是0℃
D.冰不能熔化,水也不能结冰
【举一反三2】如图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙温度计的示数为 ℃。
(2)如图丙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图象。海波熔化过程对应图线中的 段(选填“AB”或“BC”),其熔点为 ℃。
(3)用质量为m1的海波做实验,绘制的海波的温度随时间变化的图线如丁图中的a。若用质量为m2(m2>m1)的海波做实验,得到的图线可能是图丁中的 。(选填“b”“c”或“d”)
【举一反三3】在探究海波和蜡熔化规律时,小红记录的实验数据如下表所示,请根据表中的实验数据解答下列问题.
(1)根据上表的实验数据,现已绘制出蜡熔化时温度随时间变化的图象(图甲),请你在图乙中绘制出海波熔化时温度随时间变化的图象.
(2)海波和蜡这两种物质中,属于晶体的是________,你判断的依据是________.
