融化和凝固教学课件

融化和凝固教学课件课件学习目标12理解物质三态基本概念掌握物态变化的类型与过程掌握固态、液态和气态的基本特性，能够从分子运动角度解释物质状熟悉六种物态变化（熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华）的名态的本质区别称、特点和能量变化规律34理解熔化和凝固的科学原理应用知识解决实际问题深入理解熔点、凝固点的概念，掌握影响熔化和凝固的因素，能够解能够运用熔化和凝固的知识解释日常生活现象，分析和解决简单的实释相关的物理现象际问题，培养科学思维和实践能力物质的三态物质三态的基本特征物质在自然界中主要以三种状态存在，它们的分子排列和运动状态各不相同固态分子排列紧密有序，只能做微小振动，具有固定形状和体积液态分子排列较松散，可以自由流动，有固定体积但无固定形状水的三态变化是我们日常生活中最常见的物态变化现象冰块融化成水，水蒸发成水蒸气，这些变化过程帮助我们理解物质的三态及其转变规律气态分子排列极其松散，运动剧烈无规则，既无固定形状也无固定体积水是最常见的物质，它在不同温度下可以呈现三种状态0℃以下为冰（固态），0-100℃为水（液态），100℃以上为水蒸气（气态）三态间的相互转变熔化凝固固态→液态例冰融化为水吸热过程液态→固态例水结冰放热过程凝华汽化气态→固态例霜的形成放热过程液态→气态例水变成水蒸气吸热过程升华液化固态→气态例干冰变成二氧化碳气体吸热过气态→液态例水蒸气变成水放热过程程什么是物态变化物态变化的科学定义物态变化是指物质在保持化学成分不变的情况下，由一种状态转变为另一种状态的物理过程它是由温度或压力变化引起的物质分子排列方式和运动状态的改变物态变化的本质•分子间距离的变化从固态到气态，分子间距逐渐增大•分子运动剧烈程度的变化从固态到气态，分子运动越来越剧烈•分子间作用力的变化从固态到气态，分子间作用力逐渐减弱物态变化虽然改变了物质的外观和物理性质，但并不改变物质的化学成分和内部分子结构，这是物态变化（物理变化）与化学变化的本质区别熔化的基本概念熔化的科学定义熔化是物质从固态转变为液态的物理过程，也称为融化在这个过程中，物质吸收热量，分子获得足够的能量克服部分分子间引力，从而使固定排列的分子获得一定的流动性熔化的微观过程在固体中，分子（或原子、离子）做微小振动，排列整齐且相对固定当温度升高时，分子振动加剧，直至达到一定温度，分子振动能量足以克服分子间的部分束缚力，分子间距增大，排列由有序变为无序，物质从固态转变为液态熔化是一个吸热过程，需要不断提供热量才能完成这些热量被称为熔化热，用于增加物质的内能，破坏分子的有序排列冰的熔化实例冰块放在室温环境中会逐渐熔化成水，这是我们最常见的熔化现象在这个过程中，冰从外部环境吸收热量，冰晶格中的水分子振动加剧，最终克服氢键的部分束缚，使原本固定排列的水分子获得流动性，冰变成了水熔化温度和熔点熔点的定义熔点是指纯净物在标准大气压下，从固态完全变为液态时的温度在熔化过程中，只要固态和液态共存，温度就保持不变，这个恒定的温度就是该物质的熔点熔点是物质的一个重要物理常数，可以用来鉴别物质的纯度和种类不同物质的熔点各不相同，这取决于物质分子间作用力的大小熔点的特性纯净物具有明确的熔点，在熔化过程中温度保持恒定这是因为加入的热量全部用于破坏分子间的作用力，而不是提高分子的动能（表现为温度升高）混合物没有固定的熔点，而是在一个温度范围内熔化熔点的高低与分子间作用力强弱有关分子间作用力越强，熔点越高水的熔点是0℃（

273.15K），这是在标准大气压（

101.325kPa）下测得的当纯净的冰块被加热时，温度会先升高到0℃，然后在整个熔化过程中保持在0℃不变，直到所有冰完全变成水后，温度才会继续上升熔化实验实例冰的熔化实验目的通过观察冰块熔化过程中的温度变化，验证熔点的恒定性，理解熔化过程中的能量转换规律实验器材•烧杯、温度计、冰块、酒精灯、铁架台•计时器、玻璃棒、记录纸实验步骤

1.将碎冰块放入烧杯中，插入温度计

2.每隔30秒记录一次温度，直至冰完全熔化且温度上升观察与记录

3.绘制温度-时间曲线，分析熔化过程实验初始阶段，温度可能低于0℃随着环境热量传入，温度逐渐升高至0℃在0℃时，温度保持恒定一段时间，这段时间内冰在不断熔化当所有冰块完全变成水后，温度开始继续上升熔化过程的特点温度达到熔点固体被加热，温度上升至熔点例如冰被加热至0℃，金属被加热至其特定熔点温度保持不变在熔点温度下，即使继续加热，温度也不会升高，这是熔化过程最显著的特点这时加入的热量全部用于破坏分子间的作用力吸收熔化热物质在熔化过程中吸收大量热量，称为熔化热例如，冰在0℃熔化时，每克吸收约334焦耳的热量完全变为液态当所有固体都转变为液体后，继续加热会导致液体温度上升此时物质已完全处于液态，分子获得更大的活动自由度上图显示了物质熔化过程的温度-时间曲线从A到B，固体温度上升；从B到C，固体在熔点温度下逐渐转变为液体，温度保持不变；从C到D，液体温度继续上升BC段水平线就是熔化平台，表明熔化过程中温度恒定不同物质熔点比较影响熔化的因素物质的纯度外界压力纯净物具有确定的熔点，而混合物在一个温度对于大多数物质，压力增大会导致熔点升高；范围内熔化向纯净物中加入杂质通常会降低但水是个例外，压力增大反而使冰的熔点降其熔点，这就是为什么冬天道路上撒盐可以融低化冰雪这是因为水在凝固时体积反常地增大，而压力杂质的加入破坏了晶体的有序结构，减弱了分增大会抑制这种体积增大的趋势，从而有利于子间的相互作用力，使得固体更容易转变为液水保持液态这就是为什么冰刀在冰面上滑行体状态时，冰面会产生局部融化分子间作用力分子间作用力越强，需要更高的温度才能使分子获得足够的能量克服这种作用力，熔点也就越高这解释了为什么金属（金属键强）熔点通常高于有机物（分子间力弱）例如铁的熔点为1538℃，而蜡的熔点仅约60℃应用举例雪地撒盐科学原理盐（氯化钠）作为杂质加入冰中，能够显著降低冰的熔点纯净的水在0℃结冰或融化，但加入盐后，冰的熔点可以降低到约-21℃（取决于盐的浓度）当盐撒在冰雪上时，会形成盐水溶液这种溶液的凝固点低于纯水，因此即使在0℃以下的温度条件下，冰雪也能融化这就是冰点降低现象，它是依赖杂质降低凝固点的胶体性质实际应用•道路除冰冬季在道路上撒盐，可以有效融化冰雪，保障交通安全•铁路除冰在铁轨上撒盐，防止结冰影响列车运行•机场跑道维护使用除冰剂保持跑道无冰状态环境影响与替代方案虽然撒盐是一种有效的除冰手段，但大量使用盐也会带来环境问题腐蚀车辆和基础设施、污染土壤和水源、危害路边植物生长因此，科学家们在研发更环保的替代品，如•醋酸钙镁（CMA）较环保但成本高•甜菜汁提取物有机除冰剂，对环境友好•砂石混合物增加摩擦力而非融化冰雪凝固的基本概念凝固的科学定义凝固是物质从液态转变为固态的物理过程，是熔化的逆过程在这个过程中，物质放出热量，分子运动减慢，逐渐排列成有序结构，形成固体凝固的微观过程在液体中，分子虽然有一定的流动性，但仍保持相对紧密的排列当温度降低时，分子的动能减小，分子运动变慢，分子间引力的作用变得更加明显，最终分子排列成规则的晶体结构，液体变为固体凝固是一个放热过程，在凝固过程中，物质会向外界释放热量这些热量被称为凝固热，是物质内能的减少，分子有序排列的结果水的凝固实例将水放入冰箱，温度降至0℃时，水开始结冰在这个过程中，水分子的运动减慢，形成规则的六边形晶体结构，同时向外释放热量冰的形成是从容器壁和表面开始，逐渐向内部发展凝固温度和凝固点凝固点的定义凝固点是指纯净物在标准大气压下，从液态完全变为固态时的温度在凝固过程中，只要液态和固态共存，温度就保持不变，这个恒定的温度就是该物质的凝固点对于纯净物质，凝固点和熔点在数值上是相同的，只是过程方向相反例如，水的凝固点和熔点都是0℃凝固点的特性纯净物具有明确的凝固点，在凝固过程中温度保持恒定这是因为释放的热量正好平衡了环境带走的热量，保持系统温度不变混合物没有固定的凝固点，而是在一个温度范围内凝固凝固点的高低同样与分子间作用力强弱有关分子间作用力越强，凝固点越高水的凝固点是0℃（

273.15K），这与其熔点相同当液态水被冷却时，温度会先降低到0℃，然后在整个凝固过程中保持在0℃不变，直到所有水完全变成冰后，温度才会继续下降凝固实验水的凝固实验目的通过观察水凝固过程中的温度变化，验证凝固点的恒定性，理解凝固过程中的能量转换规律实验器材•试管、温度计、盐冰混合物（制冷剂）•烧杯、铁架台、计时器、记录纸实验步骤

1.将室温水倒入试管，插入温度计

2.将试管放入盐冰混合物中降温

3.每隔30秒记录一次温度，直至水完全结冰且温度继续下降

4.绘制温度-时间曲线，分析凝固过程观察与记录实验初始阶段，水温迅速下降当温度降至0℃时，水开始结冰，温度会在0℃保持一段时间不变这段时间内，水逐渐变为冰，同时向外释放热量当水完全结冰后，温度会继续下降，趋向于外界温度凝固过程的特点温度降至凝固点液体被冷却，温度下降至凝固点例如水被冷却至0℃，熔融金属冷却至其特定凝固点温度保持不变在凝固点温度下，即使继续冷却，温度也不会下降，这是凝固过程最显著的特点这时物质释放的热量与外界带走的热量达到平衡释放凝固热物质在凝固过程中释放大量热量，称为凝固热例如，水在0℃凝固时，每克释放约334焦耳的热量结晶现象许多物质在凝固过程中会形成晶体结构，这个过程称为结晶结晶是分子按特定方式有序排列的过程，形成规则的几何形状上图展示了水凝固过程中形成的雪花晶体雪花的六角形结构反映了水分子在结晶过程中的有序排列这种美丽的几何形状是分子间作用力（主要是氢键）在特定条件下作用的结果熔化与凝固的关系逆过程关系熔化和凝固是互为逆过程的物理变化熔化是固态变为液态，而凝固是液态变为固态对于纯净物质，这两个过程发生的温度值相同，都是该物质的熔点（或凝固点）能量变化对比微观变化对比熔化吸热过程，物质从外界吸收能量，分子获得更多动能，克服部分分子间引力从分子排列角度看凝固放热过程，物质向外界释放能量，分子运动减慢，分子间引力增强•熔化分子排列从有序变为无序，分子间距增大•凝固分子排列从无序变为有序，分子间距减小在熔化过程中吸收的热量，等于在凝固过程中释放的热量例如，1克水在0℃结冰时释放的热量，正好等于1克冰在0℃融化时吸收的热量（约334焦耳）从分子运动角度看•熔化分子振动加剧，获得部分移动自由度•凝固分子运动减慢，主要做微小振动熔化、凝固图像分析A-B段（固体加热）B-C段（熔化平台）初始状态为固体，温度低于熔点随着加热，固体温度逐渐升高，分子当温度达到熔点时（例如水为0℃），出现水平平台此时，固体开始振动加剧，但排列仍然有序此段曲线向上倾斜，表示温度随时间上熔化，加入的热量全部用于破坏分子间的作用力，而不是提高温度这升个平台持续到所有固体都变成液体C-D段（液体继续加热）D-E段（液体冷却）固体完全熔化后，继续加热使液体温度上升这段曲线再次向上倾斜，液体开始冷却，温度下降这段曲线向下倾斜，表示温度随时间降低但斜率通常与A-B段不同，因为液体的比热容与固体不同E-F段（凝固平台）F-G段（固体继续冷却）当温度降至凝固点时，出现另一个水平平台此时，液体开始凝固，释液体完全凝固后，固体继续冷却，温度进一步下降这段曲线再次向下放的热量与散失的热量平衡，温度保持不变这个平台持续到所有液体倾斜都变成固体生活中的熔化实例巧克力的融化冰淇淋的融化蜡烛的熔化巧克力的熔点约为30-32℃，略低于人体温度（37℃），这就是冰淇淋是一种复杂的混合物，含有冰晶、脂肪、糖和空气它没蜡烛燃烧时，火焰附近的蜡首先熔化成液态，然后通过毛细现象为什么巧克力在手中会融化巧克力中的脂肪（可可脂）在熔点有明确的熔点，而是在一个温度范围内逐渐融化这种融化过程沿灯芯上升，最终被火焰气化并燃烧蜡的熔点通常在50-70℃时发生相变，从晶体结构变为流动状态始于-10℃左右，室温下会迅速加快之间，取决于其化学成分巧克力制作工艺中，温度控制至关重要巧克力的回火过程需冰淇淋的融化过程涉及多种成分的状态变化，首先是冰晶融化，蜡烛的设计利用了蜡的熔化特性，控制熔化速率对蜡烛燃烧时间要精确控制温度，使可可脂形成稳定的晶体结构，从而使巧克力然后是脂肪软化添加稳定剂可以减缓这一过程，使冰淇淋在较至关重要某些蜡烛添加了熔点更高的材料，以减慢熔化速度，具有光泽和脆性高温度下保持形状更长时间延长燃烧时间生活中的凝固实例湖面结冰现象果冻的凝固金属铸造冬季，当气温降至0℃以下时，湖水表面开始结冰有趣的是，冰总是果冻中含有明胶或琼脂等胶凝剂，这些物质在热水中溶解，冷却后形成金属铸造是一个典型的凝固应用实例熔融金属被倒入模具中，随着温从表面开始形成，这是因为水在4℃时密度最大，较冷的水会浮在表三维网络结构，将水分子捕获其中，形成半固态凝胶这不是真正的度降低，金属从边缘开始凝固，逐渐向内部发展，最终形成所需形状的面，先行结冰凝固，但具有相似的物理过程固体产品湖面结冰是一个渐进过程首先形成薄冰层，然后逐渐变厚冰层实际果冻的凝固温度取决于胶凝剂的浓度和类型明胶通常在10℃以下开不同金属的凝固特性差异很大，影响铸件的质量例如，铝合金凝固时上起到了隔热层的作用，减缓了下方水体的散热，使得深处水体可能仍始凝胶化，而琼脂的凝胶化温度较高，约为35-45℃了解这些特性有收缩率大，容易产生缺陷；而铸铁在凝固过程中会析出石墨，反而略有保持液态这对水生生物的冬季生存至关重要助于食品制作中的温度控制膨胀控制凝固速率和方向是铸造工艺的核心物质纯度对熔/凝固的影响纯净物的熔/凝固特性纯净物具有明确的熔点和凝固点，这两个温度值相同在熔化或凝固过程中，温度保持恒定，直到相变完成例如，纯水在标准大气压下的熔点和凝固点都是0℃纯净物的温度-时间曲线在熔点/凝固点处呈现明显的水平平台平台越平直，说明物质纯度越高这一特性常被用来检测物质的纯度混合物的熔/凝固特性混合物没有确定的熔点和凝固点，而是在一个温度范围内逐渐熔化或凝固例如，合金、岩石等混合物都表现出这种特性混合物的温度-时间曲线没有明显的水平平台，而是呈现斜坡状熔化/凝固温度范围越宽，曲线越倾斜，表明混合物成分越复杂熔化与凝固的能量变化熔化过程（吸热）物质从固态变为液态时吸收能量，这部分能量称为熔化热或融化热其中Q为吸收的热量，m为物质质量，Lf为比熔化热凝固过程（放热）物质从液态变为固态时释放能量，这部分能量称为凝固热或结晶热其中Q为释放的热量，m为物质质量，Lf为比凝固热（与比熔化热相等）从微观角度看，熔化过程中，物质吸收的能量主要用于增加分子的势能，使分子能够克服部分分子间引力，获得更大的活动自由度这部分能量储存在分子排列的无序状态中，而不是表现为温度升高相反，凝固过程中，分子排列从无序变为有序，势能减少，释放出热量这也解释了为什么在极寒天气，池塘水面结冰时，刚结冰的表面温度反而略高于周围温度探究实验设计制作熔化曲线实验设计数据记录表设计实验目的时间（分钟）温度（℃）观察现象探究纯净物（如石蜡）的熔化过程，绘制温度-时间曲线，确定熔点并分析熔化特性

0.

025.0石蜡为白色固体实验器材

0.

527.3石蜡无明显变化•石蜡样品（约10g）•试管、试管夹、铁架台

1.

030.5石蜡无明显变化•数字温度计（精度

5.

058.0石蜡开始变软实验步骤

5.

560.2石蜡边缘开始熔化

1.将石蜡放入试管，插入温度计，确保温度计不接触试管壁

6.

062.0部分石蜡已熔化

2.将试管放入水浴中，缓慢加热（水温升高速率控制在约1℃/min）

3.每隔30秒记录一次温度，直至石蜡完全熔化且温度稳定上升

6.

562.0石蜡继续熔化

4.绘制温度-时间曲线，分析熔化过程

7.

062.0大部分石蜡已熔化

7.

562.0石蜡几乎完全熔化

8.

062.0石蜡完全熔化为透明液体

8.

563.2液态石蜡温度开始上升

9.

065.8液态石蜡继续升温数据分析与讨论熔化平台现象分析在熔化实验中，我们常常观察到温度-时间曲线在熔点处出现水平平台例如，冰在0℃熔化时，即使继续加热，温度也会保持在0℃一段时间这一现象引发了一个重要问题为什么在熔化过程中，物质吸收热量却不升温？这些热量去哪里了？这一现象的科学解释在于能量的转化和储存形式在熔化过程中，物质吸收的热量并未转化为分子的动能（表现为温度升高），而是转化为了分子的势能（表现为分子排列的变化）这部分被物质吸收但不表现为温度变化的能量，被称为潜热或相变潜热它代表了物质在相变过程中所需的能量，对于不同物质有不同的数值能量隐藏原理在分子层面，物质的温度反映了分子平均动能的大小，而分子间的相对位置和排列则与分子势能有关当物质处于熔点温度时，加入的热量主要用于以下两个方面

1.破坏分子间的作用力，增加分子间距

2.改变分子的排列方式，从有序变为无序这些变化增加了物质的内能，但不表现为温度的升高只有当所有分子都获得了足够的势能，完全突破了固态的束缚，物质才会完全转变为液态，温度才会继续上升常见误区与纠错12误区熔化和凝固是化学变化误区温度必须不断变化错误观点有些学生认为物质从固态变为液态时，发生了化学反应，物质的本质错误观点许多学生认为加热物体，其温度必然上升；冷却物体，其温度必然下发生了变化降正确解释熔化和凝固都是物理变化，不改变物质的化学成分和分子结构水在正确解释在相变过程（如熔化、凝固）中，即使持续加热或冷却，温度也会保不同状态下仍然是H₂O分子，只是分子排列和运动状态不同持恒定，直到相变完成这是因为热量用于改变分子排列，而非改变分子动能34误区所有物质熔化时体积增大误区熔点和沸点混淆错误观点根据一般经验，学生常认为所有物质从固态变为液态时体积都会增错误观点一些学生将熔点和沸点概念混淆，或认为它们有直接关系大正确解释熔点是固态变为液态的温度，沸点是液态变为气态的温度两者没有正确解释大多数物质熔化时确实体积增大，但水是重要例外冰融化成水时，必然的数值关系，取决于物质分子间作用力的性质例如，氧气熔点-

218.8℃，沸体积减小约9%这是因为水分子在冰中形成特殊的六角形晶格结构，存在大量空点-

183.0℃；而铁的熔点1538℃，沸点2862℃隙学生合作任务分组实验任务设计为深化对熔化和凝固概念的理解，设计以下小组合作任务1不同物质熔点比较实验每组选择2-3种不同物质（如蜡、巧克力、冰等），设计实验测定其熔点，比较不同物质的熔化特性和熔点差异2杂质对熔点影响探究向纯水中加入不同浓度的盐，测量结冰点的变化，绘制结冰点-浓度关系图，讨论杂质如何影响凝固点3凝固过程的结晶观察观察过饱和醋酸钠溶液的结晶过程，或观察水在不同条件下凝固形成的冰晶结构，讨论影响结晶形态的因素4生活中的熔/凝固现象调查收集和记录日常生活中至少5种熔化和凝固现象，分析其原理并讨论如何应用这些原理解决实际问题小组讨论与展示要求每个小组完成实验后，需要

1.整理实验数据，绘制相关图表

2.分析实验结果，解释观察到的现象

3.准备5-8分钟的展示，向全班分享发现

4.设计一个创意问题，让其他小组回答评价标准•实验设计的科学性和创新性（30%）•数据收集的完整性和准确性（20%）•分析结果的深度和逻辑性（25%）•展示的清晰度和互动性（15%）课外延伸与科学前沿金属冶炼技术金属冶炼是人类最早应用熔化与凝固原理的技术之一，从青铜时代开始就对文明发展产生深远影响现代冶金工艺通过精确控制熔化和凝固过程，生产具有特定性能的金属材料前沿发展真空感应熔炼、电子束熔炼等先进技术能够生产超高纯度金属；定向凝固和单晶生长技术用于制造航空发动机涡轮叶片等高性能部件；粉末冶金技术通过控制粉末的部分熔融实现近净成形3D打印与材料熔融技术3D打印技术，特别是选择性激光熔融SLM和熔融沉积建模FDM技术，正在革新制造业这些技术通过控制材料的局部熔化和凝固，实现复杂三维结构的精确构建前沿发展多材料3D打印技术可以在单个部件中集成不同材料；生物3D打印通过控制生物材料的凝胶化（类似凝固过程）构建组织支架；4D打印技术结合形状记忆材料，创造能随温度变化改变形状的结构相变材料在能源领域的应用相变材料PCM能够在熔化和凝固过程中吸收或释放大量潜热，而温度变化很小这一特性使其成为储能和温度调节的理想材料前沿发展在太阳能热发电中，熔融盐作为热储存介质，可在夜间继续发电；相变材料微胶囊被集成到建筑材料中，实现被动式温度调节；先进的相变蓄热系统正在开发，以提高能源利用效率，减少碳排放低温科学与超导材料超低温下物质的熔化和凝固行为与常温大不相同例如，氦在极低温下存在超流态，显示出量子力学效应超导材料在临界温度以下会失去电阻，这种相变现象具有重要的科学和应用价值前沿发展研究人员正在寻找室温超导体，这将彻底革新电力传输和磁悬浮技术；量子计算机利用超导材料的特性实现量子比特操作；强磁场医学成像和磁悬浮列车依赖超导体的特殊性能典型应用案例高铁除冰技术疫苗冷链物流精密铸造工艺高速铁路在冬季面临严重的结冰挑战，特别是接触网和受电弓结疫苗等生物制品需要在特定温度范围内储存和运输，以保持其有精密铸造技术依赖对金属熔化和凝固过程的精确控制，用于制造冰会严重影响列车供电和运行安全为解决这一问题，中国高铁效性冷链物流系统巧妙利用了物质的相变特性，特别是冰的熔高精度、复杂形状的金属零件采用了基于熔化原理的多种除冰技术化吸热特性•失蜡铸造利用蜡的低熔点制作精确模型，后续替换为金属•电热熔冰在关键部件安装电热元件，通电加热使冰熔化•相变材料冷藏盒含特殊盐溶液的凝胶包，熔点可定制•离心铸造利用旋转离心力控制金属凝固方向和密度•除冰车专用车辆配备除冰装置，机械和热力结合清除冰层•干冰冷藏利用干冰升华过程吸热，维持超低温环境•真空铸造在真空环境中控制金属凝固，减少气孔和杂质•防冰涂层特殊涂层降低冰的附着力，使冰更容易脱落•液氮储存用于要求极低温度的生物样本和疫苗这些工艺广泛应用于航空航天、医疗器械和精密机械制造通过这些技术的应用确保了高铁在严寒条件下的安全运行，为冬季交COVID-19疫苗的全球分发中，冷链技术发挥了关键作用mRNA控制凝固过程中的冷却速率、结晶取向和晶粒大小，可以制造出通提供了可靠保障疫苗需要-70℃的超低温储存，这对冷链系统提出了巨大挑战，推具有特定性能的金属部件动了相关技术的创新发展知识复习与思考题基础知识填空简答题物质从固态变为液态的过程称为熔化，从液态变为固态的过程称为凝固

1.为什么纯净物在熔化过程中温度保持不变？这些热量去哪里了？纯净物质的熔化和凝固发生在一定温度下，这个温度称为熔点或凝固点

2.简述水在凝固过程中的特殊性，并解释其对自然环境的重要影响熔化是吸热过程，凝固是放热过程

3.如何利用温度-时间曲线判断一个物质是纯净物还是混合物？物质熔化时，分子排列从有序变为无序；凝固时，分子排列从无序变为有序实际问题分析向纯净物中加入杂质通常会使其熔点降低，这就是冬天道路撒盐除雪的原理判断正误问题1小明在冬天观察到冰湖表面首先结冰，而湖底仍然是液态请解释这一现象的原因熔化和凝固都是物理变化（正确）所有物质熔化时体积都会增大（错误）解答提示考虑水的密度随温度变化的特性，特别是4℃时水达到最大密度的特点，以及冰层对热传导纯净物质在熔化过程中温度会不断升高（错误）的阻隔作用同一种纯净物质的熔点和凝固点相同（正确）熔化是一个吸热过程，吸收的热量表现为温度升高（错误）问题2为什么金属锅中的冰块比放在木盘中的融化得快？解答提示分析不同材料的热传导性能，解释金属和木材在传热效率上的差异，以及这如何影响冰的熔化速率问题3某种合金在冷却过程中，温度从900℃降至875℃，然后保持恒定一段时间，之后继续下降请解释这一现象并推测该合金的成分特点课堂小结与学习建议核心概念梳理•物质三态（固、液、气）是分子排列和运动状态的不同表现•熔化（固→液）是吸热过程，凝固（液→固）是放热过程•纯净物在固定温度（熔点/凝固点）下完成状态变化•相变过程中温度保持恒定，能量用于改变分子排列•物质纯度、外界压力和分子间作用力是影响熔点的主要因素生活观察建议培养科学观察习惯，留意日常生活中的熔化和凝固现象•观察冰箱中冰块的融化过程，注意融化的方向和速率•实验比较不同物质（巧克力、黄油、蜡等）的熔化特性•观察水在不同条件下结冰的过程和形成的冰晶形态•探究添加不同物质（盐、糖、酒精等）对水冰点的影响•关注气象报道中的结冰预警，理解其科学原理延伸学习路径对熔化和凝固有深入兴趣的同学，可以沿以下方向拓展学习•探索热力学基础知识，理解能量转换的更深层原理•学习材料科学入门知识，了解不同材料的熔点设计•查阅结晶学相关资料，研究晶体生长的规律•关注相变材料在能源存储领域的最新应用•了解极端条件（超高压、超低温）下物质的特殊相变行为学习方法建议掌握物态变化知识的有效学习策略•建立宏观现象与微观解释的联系，培养多尺度思维•通过简单家庭实验验证课堂知识，加深理解•绘制概念图，明确各种物态变化之间的关系•收集不同物质的熔点数据，寻找规律和影响因素•尝试用所学知识解释实际问题，培养应用能力•关注物态变化在工业和科技中的应用，建立知识与实践的联系通过本课程的学习，我们了解了物质熔化和凝固的基本规律，认识到这些看似简单的物理变化背后蕴含着丰富的科学原理这些知识不仅帮助我们理解自然现象，也为我们解释日常生活中的许多现象提供了科学依据，同时也是理解更复杂物理化学概念的基础希望同学们能够保持科学探究的热情，在日常生活中主动观察和思考，将所学知识与实际应用相结合。