探究熔化與凝固的特點(diǎn)課件粵教滬版

熔化與凝固的特點(diǎn)熔化和凝固是物質(zhì)狀態(tài)變化的重要過(guò)程。在固態(tài)物質(zhì)中，分子緊密排列，固體具有固定形狀和體積。液體中，分子相對(duì)自由，可以流動(dòng)，液體具有固定的體積，但沒(méi)有固定的形狀。熔化是固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的過(guò)程，凝固則是液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的過(guò)程。導(dǎo)言物質(zhì)的形態(tài)我們周?chē)氖澜绯錆M(mǎn)了各種物質(zhì)，它們以不同的形態(tài)存在。相變現(xiàn)象物質(zhì)的形態(tài)可以發(fā)生變化，例如冰融化成水，水蒸發(fā)成水蒸氣。熔化與凝固本課將深入探究物質(zhì)從固態(tài)到液態(tài)的轉(zhuǎn)變，即熔化，以及從液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變，即凝固。物質(zhì)的狀態(tài)固態(tài)固態(tài)物質(zhì)具有固定的形狀和體積，粒子排列緊密，相互作用力強(qiáng)。液態(tài)液態(tài)物質(zhì)具有固定的體積，但形狀不固定，粒子排列比固態(tài)松散，相互作用力較弱。氣態(tài)氣態(tài)物質(zhì)沒(méi)有固定的形狀和體積，粒子排列非常松散，相互作用力很弱。物質(zhì)的相變固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)冰塊在室溫下會(huì)逐漸融化成水，這是固態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的典型例子。氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)當(dāng)水蒸汽遇到冷的物體時(shí)，就會(huì)凝結(jié)成水滴，這是氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的例子。氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)當(dāng)水蒸汽遇到零度以下的物體時(shí)，就會(huì)凝華成霜，這是氣態(tài)物質(zhì)直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的例子。固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)干冰在常溫下會(huì)直接升華成二氧化碳?xì)怏w，這是固態(tài)物質(zhì)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的例子。4.熔化的特點(diǎn)溫度升高固體物質(zhì)在加熱時(shí)，溫度會(huì)逐漸升高。當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，固體開(kāi)始熔化。熔化過(guò)程是一個(gè)吸熱過(guò)程，需要吸收熱量。狀態(tài)改變固體物質(zhì)在熔化過(guò)程中，狀態(tài)從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，形狀和體積發(fā)生改變。熔化的固體通常會(huì)保持一定的體積，但形狀會(huì)變得不固定，可以流動(dòng)。5.原子/分子在熔化過(guò)程中的變化1固態(tài)原子或分子緊密排列，振動(dòng)幅度小。2熔化吸收熱量，原子或分子間距增大，振動(dòng)幅度增大。3液態(tài)原子或分子間距增大，排列不規(guī)則，能夠自由移動(dòng)。物質(zhì)從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，原子或分子間的距離增大，排列更加不規(guī)則，運(yùn)動(dòng)更加自由。在熔化過(guò)程中，物質(zhì)吸收熱量，導(dǎo)致原子或分子間的動(dòng)能增加，振動(dòng)幅度增大，克服了相互之間的吸引力。影響熔化過(guò)程的因素11.溫度溫度升高，物質(zhì)吸收更多熱量，更容易熔化。22.壓力壓力增大，熔點(diǎn)降低，更容易熔化。但對(duì)于水來(lái)說(shuō)，壓力增大，熔點(diǎn)升高。33.雜質(zhì)雜質(zhì)的存在會(huì)改變物質(zhì)的熔點(diǎn)，可能會(huì)使其更容易熔化。44.純度純度越高，熔點(diǎn)越穩(wěn)定，熔化過(guò)程越明確。7.熔化溫度的測(cè)量熔化溫度是指物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的溫度。測(cè)量方法使用溫度計(jì)測(cè)量物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度的變化。注意事項(xiàng)選擇合適的溫度計(jì)，確保溫度計(jì)的刻度范圍適合物質(zhì)的熔化溫度。8.凝固的特點(diǎn)11.狀態(tài)變化物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為凝固。22.溫度降低凝固過(guò)程伴隨著物質(zhì)溫度的降低，直到達(dá)到固態(tài)的溫度。33.結(jié)構(gòu)變化分子或原子排列更加緊密，形成有序的晶體結(jié)構(gòu)。44.體積變化大多數(shù)物質(zhì)在凝固過(guò)程中體積會(huì)略微收縮。9.原子/分子在凝固過(guò)程中的變化自由運(yùn)動(dòng)減弱當(dāng)物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)，原子或分子之間的距離減小，運(yùn)動(dòng)變得更加規(guī)律。有序排列分子或原子以規(guī)則的晶格結(jié)構(gòu)排列，形成固體。能量釋放凝固過(guò)程中，原子/分子釋放熱量，并以熱能的形式損失能量。10.影響凝固過(guò)程的因素冷卻速率冷卻速度越快，形成的晶體越小，結(jié)構(gòu)越不規(guī)則。冷卻速度越慢，形成的晶體越大，結(jié)構(gòu)越規(guī)則。雜質(zhì)雜質(zhì)會(huì)阻礙晶體的生長(zhǎng)，導(dǎo)致晶體尺寸變小，結(jié)構(gòu)不規(guī)則。雜質(zhì)的存在會(huì)影響凝固溫度。壓力壓力會(huì)影響凝固點(diǎn)，一般情況下，壓力增加會(huì)導(dǎo)致凝固點(diǎn)升高。11.凝固溫度的測(cè)量凝固溫度是物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)的溫度，它是物質(zhì)的一個(gè)重要物理性質(zhì)。測(cè)量凝固溫度需要使用溫度計(jì)，常用的溫度計(jì)有水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì)。1步驟將待測(cè)物質(zhì)加熱至熔化狀態(tài)，然后緩慢冷卻。2觀察當(dāng)物質(zhì)開(kāi)始凝固時(shí)，溫度計(jì)的讀數(shù)會(huì)保持不變，此時(shí)記錄溫度計(jì)的讀數(shù)即為凝固溫度。3重復(fù)為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以重復(fù)測(cè)量幾次，取平均值作為最終的凝固溫度。12.相圖的應(yīng)用預(yù)測(cè)物質(zhì)狀態(tài)相圖可以幫助預(yù)測(cè)不同溫度和壓力下物質(zhì)的狀態(tài)。例如，我們可以確定在特定溫度和壓力下水是液態(tài)、固態(tài)還是氣態(tài)。理解相變相圖顯示了物質(zhì)從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的路徑，例如固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，或液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。設(shè)計(jì)材料相圖可以幫助材料科學(xué)家設(shè)計(jì)具有特定性質(zhì)的新材料。例如，相圖可以用于確定不同溫度和壓力下金屬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。13.金屬的熔化和凝固熔化金屬在加熱到一定溫度時(shí)會(huì)熔化，從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。熔化過(guò)程需要吸收能量，使金屬原子或離子克服相互之間的吸引力，從而獲得自由運(yùn)動(dòng)的能力。凝固金屬熔體冷卻到一定溫度時(shí)會(huì)凝固，從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。凝固過(guò)程會(huì)釋放能量，使金屬原子或離子重新排列成固態(tài)晶格，從而形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。金屬材料的應(yīng)用橋梁鋼材強(qiáng)度高、耐腐蝕，廣泛用于橋梁建設(shè)。建筑鋁合金輕便、耐用，是現(xiàn)代建筑的常見(jiàn)材料。汽車(chē)鎂合金密度低、強(qiáng)度高，在汽車(chē)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。航空鈦合金耐高溫、強(qiáng)度高，被用于制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。生活中的例子1：冰的融化與凝固冰的融化是固態(tài)水變成液態(tài)水的過(guò)程，在溫度升高到0攝氏度時(shí)發(fā)生。凝固是液態(tài)水變成固態(tài)水的過(guò)程，在溫度降低到0攝氏度時(shí)發(fā)生。生活中，我們可以看到冰塊在室溫下逐漸融化成水，而水在冰箱里冷凍后會(huì)凝固成冰。生活中例子2：糖的溶解與結(jié)晶將糖溶解在水中，然后慢慢蒸發(fā)水分，糖就會(huì)重新析出，形成晶體，這就是糖的結(jié)晶過(guò)程。糖的結(jié)晶過(guò)程就是從溶液狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)，也是一種凝固現(xiàn)象。生活中還有很多類(lèi)似的例子，比如鹽的結(jié)晶、冰糖的制作等等。這些例子都展示了物質(zhì)的相變過(guò)程，也讓我們更加直觀地理解了熔化和凝固的特點(diǎn)。生活中的例子3：蠟燭的熔化與凝固蠟燭是由石蠟制成的，石蠟在常溫下是固態(tài)，加熱到熔點(diǎn)后會(huì)變成液態(tài)。當(dāng)蠟燭燃燒時(shí)，石蠟會(huì)逐漸熔化，變成液體，然后被火焰蒸發(fā)，燃燒生成二氧化碳和水。蠟燭熄滅后，液態(tài)石蠟會(huì)重新凝固，回到固態(tài)。熔化和凝固是蠟燭燃燒過(guò)程中常見(jiàn)的相變現(xiàn)象，與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)。生活中例子4：工業(yè)中的金屬熔化與凝固金屬熔化和凝固在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，比如鑄造、焊接和熱處理等。通過(guò)控制金屬的熔化和凝固過(guò)程，可以制造各種形狀和尺寸的金屬制品，滿(mǎn)足人們的各種需求。比如，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)機(jī)身、橋梁等大型金屬結(jié)構(gòu)都是通過(guò)金屬熔化和凝固技術(shù)制造的。生活中的例子5：食物中的相變食物的相變?cè)谏钪须S處可見(jiàn)。例如，冰激凌的融化是固體到液體的相變。煮雞蛋時(shí)，蛋白質(zhì)發(fā)生凝固，從液體狀態(tài)變成固體狀態(tài)。20.生活中的例子6：地球上的相變地球上發(fā)生著各種各樣的相變，影響著氣候和生態(tài)。例如，水的蒸發(fā)和凝結(jié)，導(dǎo)致了雨雪的形成，塑造了地球的表面。地表下方的巖漿冷卻凝固，形成地殼，改變了地球的結(jié)構(gòu)。熔化和凝固對(duì)生活的影響日常生活中的例子冰的融化和凝固是日常生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，影響著我們的飲食、服裝和戶(hù)外活動(dòng)。金屬的熔化和凝固在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，例如鑄造和焊接。其他應(yīng)用熔化和凝固在科學(xué)研究、醫(yī)療保健和建筑工程中也有廣泛應(yīng)用。例如，熔化和凝固是制造藥物和材料的重要步驟。實(shí)驗(yàn)演示1：冰塊的融化與凝固1準(zhǔn)備準(zhǔn)備冰塊、燒杯、溫度計(jì)2觀察觀察冰塊融化過(guò)程3記錄記錄冰塊融化的時(shí)間在常溫下，冰塊會(huì)逐漸融化成水。通過(guò)觀察和記錄冰塊融化的時(shí)間，我們可以更加直觀地了解熔化的過(guò)程，以及溫度對(duì)熔化速度的影響。實(shí)驗(yàn)演示2：水的沸騰與凝固1加熱水用酒精燈加熱水，觀察水溫的變化。2水沸騰當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，水開(kāi)始沸騰，大量氣泡從水中冒出。3水蒸氣凝固將沸騰的水蒸氣導(dǎo)入冷凝管，觀察水蒸氣冷凝成水滴的過(guò)程。24.實(shí)驗(yàn)演示3：金屬的熔化與凝固本實(shí)驗(yàn)演示了金屬熔化和凝固過(guò)程。我們將觀察金屬在加熱和冷卻過(guò)程中的形態(tài)變化，并記錄相關(guān)的溫度變化。1準(zhǔn)備材料金屬塊、酒精燈、燒杯、溫度計(jì)、三腳架、石棉網(wǎng)、火柴2實(shí)驗(yàn)步驟1.將金屬塊放入燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量其初始溫度。3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在加熱過(guò)程中，金屬塊會(huì)逐漸變軟，最終熔化成液體。4結(jié)論金屬熔化是一個(gè)吸熱過(guò)程，凝固是一個(gè)放熱過(guò)程。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，我們可以更加直觀地理解金屬的熔化和凝固過(guò)程，并加深對(duì)物質(zhì)相變的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)演示4：糖的溶解與結(jié)晶準(zhǔn)備材料準(zhǔn)備好糖、水、燒杯、玻璃棒、培養(yǎng)皿等實(shí)驗(yàn)用品。溶解將糖加入水中，用玻璃棒攪拌，觀察糖在水中的溶解過(guò)程。結(jié)晶將糖水倒入培養(yǎng)皿中，放置在通風(fēng)處，等待糖水逐漸蒸發(fā)，觀察糖晶體的形成過(guò)程。觀察分析觀察糖晶體的形狀、大小、顏色等特征，分析糖的溶解與結(jié)晶過(guò)程中的變化。小結(jié)熔化物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程。凝固物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程。溫度影響物質(zhì)熔化和凝固的因素。分子物質(zhì)的狀態(tài)變化與分子排列和運(yùn)動(dòng)有關(guān)。知識(shí)點(diǎn)回顧11.熔化和凝固物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程叫做熔化，反之叫做凝固。22.熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)物質(zhì)在一定溫度下發(fā)生熔化或凝固，這個(gè)溫度叫做熔點(diǎn)或凝固點(diǎn)。33.影響因素熔化和凝固的速度受溫度、壓力、雜質(zhì)等因素影響。44.生活實(shí)例冰塊融化成水，水結(jié)成冰，蠟燭熔化成液體等。思考題熔化和凝固是生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，它們對(duì)我們的生活有著重要的影響。你能舉出生活中一些與熔化和凝固相關(guān)的例子嗎？你能用自己的話解釋一下熔化和凝固的本質(zhì)嗎？你能解釋一下為什么不同的物質(zhì)熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)不同嗎？拓展閱讀金屬的熔化金屬熔化是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的現(xiàn)象，例如鋼鐵冶煉冰的融化冰的融化是常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，也是生活中常見(jiàn)的物質(zhì)相變蠟燭的熔化蠟燭熔化是生