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探究固体熔化时温度的变化规律

温度与物态变化 · 初二
讲清楚它是什么

定义 通过实验探究晶体与非晶体在熔化过程中温度随时间变化的差异及其规律。

从哪来 本节为初二物理热学部分的起点,基于学生已有的“温度计的正确使用”及“记录实验数据”的基本技能展开。

为什么 物质由固态变为液态需要吸收热量。对于晶体,吸收的热量主要用于破坏其规则的晶格结构(克服分子间作用力),而非增加分子的平均动能,因此温度保持不变;对于非晶体,结构无序,吸热后分子动能持续增加,故温度持续上升。

类比法
将晶体熔化比作“拆积木”,非晶体熔化比作“化冰块”。拆积木时,只要还在拆,力气(热量)都花在分离积木上,积木本身不会变热(温度不变);化冰块则是整体慢慢变软、变热。
适合:形象思维强、抽象逻辑较弱、喜欢生活化比喻的学生。
数据图表分析法
直接展示海波(晶体)和石蜡(非晶体)的熔化曲线图,引导学生对比横轴(时间/吸热)与纵轴(温度)的关系,重点观察“水平段”的存在与否,从而归纳出晶体有固定熔点、非晶体没有的结论。
适合:逻辑推理能力强、擅长从数据中找规律、偏好理性分析的学生。
微观粒子运动法
解释分子间存在引力和斥力。晶体分子排列整齐,熔化时需先克服引力束缚(吸热但动能不变,温度不变);非晶体分子排列杂乱,吸热直接转化为分子运动加剧(动能增加,温度升高)。
适合:对微观世界感兴趣、具备一定物理模型构建能力、喜欢探究本质的学生。
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练一道
基础题
某同学探究冰的熔化规律,记录数据如下: | 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | | :--- | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | :-: | | 温度/℃ | -4 | -2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 问:冰的熔点是多少?在第3分钟时,冰处于什么状态?
变式
将一支温度计插入正在熔化的冰水混合物中,若此时向烧杯中倒入少量热水,温度计示数会如何变化?为什么?
试试手自己判
检测题
如图是某物质熔化时温度随时间变化的图像。请回答: 1. 该物质是晶体还是非晶体? 2. 该物质的熔点是多少? 3. 从第5分钟到第10分钟,该物质处于什么状态?
看答案和判分标准
答案:1. 晶体 2. 80℃ 3. 固液共存态
判对标准:
- 第1问答“晶体”得1分;
- 第2问准确读出图像中水平段对应的温度“80℃”得1分;
- 第3问答出“固液共存”或“既有固态又有液态”得1分;
- 若第3问答“液态”或“固态”均不得分。
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