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第五章 物态的变化 一.教学内容： 1 地球上水的物态变化 2 熔化和凝固 二. 重点、难点： 1. 知道水的三种状态可以不断地变化。 2. 知道水的六种物态变化类型。 3. 了解熔化曲线、凝固曲线的物理含义。 4. 了解晶体和非晶体的区别。 三. 知识点分析 （一）地球上水的物态变化 自然界中的物质存在三种状态：固态、液态、气态，物质的三种状态可以在一定条件 下相互转化。 1. 物质由一种状态变为另一种状态的过程称为物态变化 2. 物态变化形式有六种： （1）汽化：物质从液态变到气态的过程。 （2）液化：物质从气态变到液态的过程，是汽化的相反过程。 （3）熔化：物质从固态变到液态的过程。 （4）凝固：物质从液态变到固态的过程，是熔化的相反过程。 （5）升华：物质从固态直接变到气态的过程。 （6）凝华：物质从气态直接变到固态的过程。 3. 地球上水的循环 露：是在天气较热的时候，空气中的水蒸汽于清晨前遇到温度较低的树叶、花草等， 液化而成小水珠附着在它们的表面上。这是自然界中的液化现象。 云和雾的情况相同，都是水蒸气在空气中遇冷液化成为小水珠。因此雾和云都是水蒸 汽的液化现象。 霜是在地表面的水蒸汽遇到零摄氏度以下的温度，直接凝华为冰晶在地面或草叶上。 雪是天气较冷的时候，大气温度低于零摄氏度，水蒸汽在空中凝华成固态，为六角形 的小冰晶（或叫雪花），在降落时互相结合形成雪片或雪团。霜和雪都是水蒸汽的凝华现 象而不是液体的凝固。 雹是冰球。它的形成较复杂，云中的水珠被上升气流带到气温低于 0℃的高空。凝结 为小冰珠，小冰珠在下落时，其外层受热熔化成水，并彼此相结合，使冰珠越来越大，如 果上升气流很强就会再升入高空，在其表面凝结一层冰壳。经过多次上下翻腾，能合成较 大的冰珠，当上升气流托不住它时，冰珠就落到地面上，形成冰雹。 （二）熔化和凝固 1. 定义 固态 凝固（放热） 熔化（吸热） 液态 2. 熔点和凝固点 晶体：有一定的熔点 非晶体：没有一定的熔点 熔点：晶体都有一定的熔化温度。 凝固点：液体凝固成晶体都有一定的凝固温度。 萘晶体的熔化与凝固图像，从晶体的熔化与凝固图像中可以看出，物质为固态的是 AB 段，熔点为 80 度，B 点是固态的到 C 点全部熔化成液体，BC 段是固液共存态的 80 度的萘，到 D 点停止加热，E 点开始，凝固温度保持不变， 到 F 点全部凝固。 晶体熔化或凝固条件：达到熔点或凝固点，并继续吸热或放热。 【典型例题】 例 1. 上物理课复习时，老师写下一副热学对联，上联是“杯中冰水，水结冰冰温未降”； 下联是 “盘内水冰，冰化水水温不升”。对联中包含的物态变化是 和 ，反映的 一个共性是 。 解析：这副对联反映了物态变化及其现象。上联中“水结冰”是凝固现象，下联中“冰 化水”是熔化现象，不论是“水结冰”还是“冰化水”，由于冰是晶体，在熔化或凝固过 程中温度保持不变，所以上联中“冰温未降”和下联中“水温不升”反映的都是温度不变 这个共同特点 正确答案：凝固 熔化；温度不变 考点分析：考查熔化和凝固的现象和特点（或晶体物质在熔化或凝固过程中温度保持 不变）。 例 2. 当晶体的温度正好是熔点或是凝固点时，它的状态为（ ） A. 一定是固态 B. 一定是液态 C. 可能是固态 D. 可能是液态 E. 也可能是固态、液态共存 解析：当晶体处在熔点或凝固点时，晶体既可能是正准备熔化的固体或是正准备凝固 的液体，也有可能是正在熔化过程或是正在凝固过程中的固液共存态，例如，有 0℃水，0℃ 的冰也有 0℃的冰水混合物。0℃水放热将会结成冰，0℃的冰吸热将会熔化成 0℃的水， 由上面分析本题的正确选项为 C、D、E。 正确答案：C、D、E。 考点分析：对晶体熔化和凝固的具体过程的考查。 例 3. 说明下列现象属于哪种物态变化，并用学到的物理知识解释：（1）春天，冰冻的 河面开封了。（2）夏天，雨后柏油路上的水很快干了。（3）秋天，清晨林中升起白雾。 解析：判断何种物态变化可以依据两点：一是看它变化前后的状态；二是看它变化过 程是吸热还是放热。 正确答案：（1）熔化 固态冰变成液态水 （2）汽化 液体水变成气态水 （3）液化 水蒸汽遇冷液化成小水珠 考点分析：考查物态变化的六种类型，应熟记。 例 4. 下列各种现象中属于升华的是（ ） A.冬天室外冰冻的衣服干了 B.早晨有浓雾 C.屋顶的瓦上结了一层霜 D.水结成冰 解析：升华是物质从固态直接变到气态的过程。不经过液态，因此 A 是升华，B 雾是 由水蒸汽在空气中遇冷液化成小液滴，是液化的过程。C 是水蒸汽遇冷而凝华成固体形成 的， 霜的形成是凝华过程。D 是水达到凝固点，在放热形成的，是凝固现象。 正确答案：A 例 5. 现有冰块、烧杯、保温瓶、台灯、白布、黑布、塑料布、金属锉刀，请选择上面 仪器，你能设计出哪几种化冰方案，其中最佳的是哪一种？ 分析与解答：使冰熔化的方法很多，如将冰块放在阳光下熔化，用台灯照射利用灯丝 工作时温度很高，可以使冰较快熔化，也可用黑布将冰包住，利用黑色易吸热的方法，还 可以垫上塑料布，用冰在锉刀上摩擦，使冰熔化等。 正确答案：最佳化冰方案： 选用器材：烧杯、冰块、台灯、黑布 实验步骤： ①将冰块用黑布包住放在烧杯中。 ②将烧杯放在阳光照射的地方，并用台灯的灯泡照在烧杯附近。 考点分析：晶体熔化的条件 例 6. 为什么冰水混合物的温度总是 0 度？ 解析：冰是晶体，晶体在熔化过程中虽然要继续吸收热量但是温度保持不变，晶体在 熔化过程中吸收热量不是来升高温度的，而是用来完成熔化的，相反在凝固时虽然放热但 是温度不变。 正确答案：冰水混合物中的冰的熔点和水的凝固点都是 0 度，晶体在熔化时和晶体在 凝固时温度保持不变，冰在熔化时吸热温度不变，当外界温度高于 0 度时，热传递只能促 进冰熔化成水；外界低于 0 度时，热传递只能促进水凝固成冰；外界温度等于 0 度时，冰 水混合物与外界不发生热传递，所以无论外界温度怎样变化，冰水混合物的温度总是 0 度 例 7. 在严寒的雪山高原上，边防战士生活非常艰苦，经常从外取雪加热成水，供饮水 和使用，如图能正确表示这个过程的图像的是（ ） 解析： 雪熔化的温度为 0 度，雪是晶体，在熔化过程中温度保持不变，全部熔化后， 温度才继续升高，但温度升高到 100 度时，达到沸点，再继续吸热水开始沸腾，温度不再 升高。 正确答案：AB 考点分析：考查晶体熔化的特点和水沸腾的特点 。 【模拟试题】（答题时间：30 分钟） 一、填空题 1. 填写下面物态变化名称：冬天的早晨树枝上有霜是__________现象，夏日清晨草叶上 有露水是__________现象，春、秋的早晨易出现“大雾”是__________现象，用久的灯泡 变黑了是__________现象，湿衣服晾干了是__________现象，冬天在室外人口中的白气是 __________现象，夏天洒在地面上的一些水，过一会变干了是__________现象，用铁水浇 铸机座是__________现象，夏天喝饮料常给饮料加块冰是 现象。 2. 冰山上的积雪有的__________直接变成水蒸气升上天空；有的__________变成水，汇 入江河；江河湖海、土壤、植物中的水通过__________变成水蒸气，升入天空，水蒸气随 气流运动到各处，水蒸气在高空遇冷时，有的__________成小水滴，有的__________成小 冰晶，形成千姿百态的云。 3. 下图为某种晶体的熔化与凝固图象，从图象中可以看出物质为固态的是______段，为 液态的是______段，为固液共存态的是______段，吸热的过程为_____段，放热的过程为 _______段，温度升高的是_______段，温度降低的是_______段，温度不变的是______段。 二、选择题 1. 把正在熔化的冰拿到 0℃的房间里，下列说法正确的是（ ） A. 冰继续熔化，因为冰熔化时温度不变 B. 冰不能继续熔化，因为冰不能吸收到热量 C. 正在熔化的冰高于 0℃，因此不会熔化 D. 正在熔化的冰低于 0℃，因此不会熔化 2. 在寒冷的北方，在下列几种情况下恰好为 0℃的是（ ） A. 冰层下表面 B. 除了冰层上表面以外的冰 C.冰层上表面 D. 冰层下面所有的水 3. 下列物态变化中属于液化的是（ ） A. 冰封的湖面解冻 B. 打开冰棍纸看到白气 C. 屋瓦上一层霜 D. 冰冻的衣服变干 4. 皮箱里放些卫生球，用来预防蛀虫，在卫生球变小直至消失的过程中，发生的物理现 象是（ ） A. 熔化 B. 蒸发 C. 沸腾 D. 升华 5. 用电热壶烧水，水沸腾时，不断有“白气”冒出来，从水到形成“白气”的变化过程 是（ ） A. 先汽化后升华 B. 先熔化后汽化 C. 先汽化后液化 D. 先液化后汽化 6. 烧开水常看到的“白气”实际是（ ） A. 空气 B. 沸腾产生的水蒸气 C. 水蒸气遇冷凝结成的小水滴 D. 以上三种说法都不对 三、简答题 把正在熔化的冰拿到温度为 0 摄氏度的房间里,冰能不能继续熔化?为什么? 【试题答案】 一、填空题 1. 凝华，液化，液化，钨先升华后凝华，蒸发，液化，蒸发，凝固， 熔化 2. 升华，熔化，蒸发，液化，凝华 3. 从图象可以看出为固态的是 AB 和 FG 段，为液态的是 CD 和 DE 段，为固液共存态 的是 BC 和 EF 段，吸热的是 AB、BC 和 CD 段，而放热的是 DE、EF 和 FG 段，温度升 高的是 AB 和 CD 段，温度降低的是 DE 和 FG 段，温度不变的是 BC 和 EF 段。 二、选择题 1. B 2. A 3. B 4. D 5. C 6. C 三、简答题 冰不能继续熔化。因为冰是晶体，在熔化的过程中要不断地从外界吸收热量，正在熔 化的冰的温度是０度，而房间的温度也是０度，因此正在熔化的冰吸收不到热量，所以不 能继续熔化。