第2课时 熔化吸热和凝固放热及其应用
知识生成·探究
情境创设
某种水杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒状的“神奇物质”。将沸水倒入这种杯中摇一摇，便可使水温快速降为55 ℃，并在一定时间内保持温度不变。
请用所学的物态变化的知识解释该水杯使沸水快速降温并保持温度不变的原因。

根据题意知,这种“神奇物质”是一种晶体,沸水倒入杯中后,“神奇物质”熔化,此过程会吸收热量;当水的温度下降到55 ℃以下时,“神奇物质”会凝固,放出热量。因此水温能较长时间保持55 ℃不变。

【分析】
要解释该水杯的原理，需结合晶体熔化、凝固的特点：晶体有固定的熔点和凝固点，熔化过程吸热，凝固过程放热。首先，沸水温度远高于55℃，倒入杯中后，“神奇物质”（晶体）达到熔点会熔化，熔化吸收沸水的热量使水温快速下降；当水温降到55℃时，若后续水温低于55℃，该物质会凝固，凝固放热，从而让水温保持在55℃不变。
【解析】
首先判断“神奇物质”是晶体，因为它能在固定温度（55℃）下发生物态变化。当沸水倒入杯中时，沸水温度高于该物质的熔点（55℃），该物质发生熔化，熔化过程吸收热量，使沸水温度快速降低；当水温下降到55℃以下时，该物质发生凝固，凝固过程放出热量，因此水温能在一定时间内保持55℃不变。
【答案】
根据题意知,这种“神奇物质”是一种晶体,沸水倒入杯中后,“神奇物质”熔化,此过程会吸收热量;当水的温度下降到55 ℃以下时,“神奇物质”会凝固,放出热量。因此水温能较长时间保持55 ℃不变。
【知识点】
晶体的熔化与凝固、熔化吸热、凝固放热
【点评】
本题结合生活中的“神奇水杯”实例，考查晶体熔化和凝固的特点及吸放热规律，将物理知识与生活应用结合，注重知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.6

学习任务一 熔化吸热、凝固放热
1.熔化吸热。晶体在熔化时虽然温度不变，但是必须对它，熔化过程才能完成，这表明晶体在熔化时。非晶体在熔化过程中要吸热，温度。
2.凝固放热。液体在凝固成晶体时，但是不变。非晶体在凝固过程中要，温度。

1.继续加热 吸热 升高
2.放热 温度 放热 降低

【分析】本题考查熔化、凝固过程中晶体与非晶体的吸放热及温度变化规律，需牢记晶体和非晶体在熔化、凝固时的特性：晶体熔化需达到熔点且持续吸热，温度不变；非晶体熔化吸热，温度升高；晶体凝固放热，温度不变；非晶体凝固放热，温度降低。据此逐一填空即可。
【解析】1. 晶体熔化时，温度保持熔点不变，但要完成熔化过程，必须持续对其加热，说明晶体熔化时吸热；非晶体没有固定熔点，熔化过程中吸热，温度不断升高。2. 液体凝固成晶体时，会放出热量，温度保持凝固点不变；非晶体没有固定凝固点，凝固过程中放热，温度不断降低。
【答案】1.继续加热 吸热 升高；2.放热 温度 放热 降低
【知识点】熔化与凝固的吸放热、晶体与非晶体的熔化凝固特点
【点评】本题为初中物理热学基础概念题，直接考查熔化、凝固的基本规律，属于识记类题目，难度较低，是学生需掌握的核心知识点。
【难度系数】0.8

例1 小凯在电影中看到志愿军战士吃像石头一样硬的结冰的土豆，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”）。
例2 如图所示，民间艺人制作“糖画”时，先将白糖（填物态变化名称）成糖浆，该过程白糖（选填“吸收”或“放出”）热量。用勺舀起糖浆在光滑的大理石板上绘制蝴蝶、鱼等图案，等石板上的糖浆（填物态变化名称）后就成了栩栩如生的“糖画”。

例1 凝固 放热
例2 熔化 吸收 凝固

【分析】
解决这类物态变化问题的思路是：先明确物质的初始状态和末状态，再根据物态变化的定义判断对应的变化名称，最后依据“熔化吸热、凝固放热”的规律判断吸放热情况。例1中，土豆里的水是液态，变成固态的冰；例2中，白糖先由固态变为液态糖浆，再由液态糖浆变为固态糖画，按此思路分析即可。
【解析】
例1：水是液态，冰是固态，液态变为固态的物态变化是凝固，凝固过程需要放出热量，因此依次填凝固、放热。
例2：白糖是固态，变成液态糖浆，固态变为液态的物态变化是熔化，熔化过程吸收热量；之后液态糖浆变为固态糖画，液态变为固态的物态变化是凝固，因此依次填熔化、吸收、凝固。
【答案】
例1 凝固 放热；例2 熔化 吸收 凝固
【知识点】
物态变化（凝固）、物态变化（熔化）
【点评】
本题考查常见物态变化的判断及吸放热规律，属于基础题型，需准确识别物质的初末状态，结合相关概念解题，难度不大。
【难度系数】
0.6

例3 “冻豆腐”是我们吃火锅时常点的食材，它的制作过程是取一块新鲜的豆腐放入冰箱冷冻室，一段时间后，豆腐中的水（填物态变化名称），豆腐就变成了“冻豆腐”；吃火锅时把“冻豆腐”放入锅里煮一段时间，豆腐中间会有很多小孔，该过程冰需要热量。

例3 凝固 吸收

【分析】
首先，根据物态变化的定义判断豆腐中水的变化：新鲜豆腐中的水是液态，放入冰箱冷冻室后，液态水变为固态的冰，对应凝固过程；冻豆腐煮制时，冰由固态变为液态的水，属于熔化过程，熔化需要吸收热量，据此确定答案。
【解析】
1. 第一个空：豆腐中的水为液态，放入冰箱冷冻室后，温度降低，液态水变成固态的冰，物质由液态变为固态的物态变化是凝固，故填凝固；
2. 第二个空：冻豆腐中的冰煮制时，由固态变为液态的水，该过程是熔化，熔化需要吸收热量，故填吸收。
【答案】
凝固；吸收
【知识点】
凝固、熔化、物态变化
【点评】
本题结合生活中“冻豆腐”的实例，考察对凝固、熔化两种基础物态变化的理解，贴近生活，属于简单的基础题。
【难度系数】
0.8

学习任务二 熔化吸热与凝固放热的应用
1.俗话说“下雪不冷化雪冷”，是因为“化雪”是过程，在这个过程中雪要，从而使周围环境的温度。
2.北方的冬天，气温常在$0°\mathrm{C}$以下，在菜窖里放入几桶水，可以防止蔬菜被冻坏，这是因为水在时热量，使菜窖内的温度不会太低。
3.夏天，很多人喜欢吃冰棒，吃冰棒时感觉凉快，这是因为冰棒的过程中。

1.熔化 吸热 降低
2.凝固 放出
3.熔化 吸收热量

【分析】
这道题围绕熔化吸热、凝固放热的应用展开，解题时需先明确物态变化的类型：熔化是物质由固态变为液态，该过程吸热；凝固是物质由液态变为固态，该过程放热。再结合每个生活场景，判断对应的物态变化，进而分析吸放热对温度的影响，即可得出答案。
【解析】
1. “化雪”是固态的雪转变为液态水，属于熔化过程，熔化需要吸收热量，会从周围环境中摄取热量，导致周围环境温度降低，因此“化雪冷”。
2. 北方冬天气温低于0℃时，菜窖中的水会由液态凝固为固态的冰，凝固过程会放出热量，这些热量能维持菜窖内的温度不会过低，从而防止蔬菜被冻坏。
3. 吃冰棒时，固态的冰棒在口中由固态熔化为液态，熔化过程需要吸收热量，带走人体的热量，所以人会感觉凉快。
【答案】
1. 熔化 吸热 降低
2. 凝固 放出
3. 熔化 吸收热量
【知识点】
熔化吸热、凝固放热、物态变化
【点评】
本题紧密联系生活实际，考查熔化和凝固的吸放热特性，属于基础知识点的应用，只要掌握物态变化的概念及吸放热规律，就能轻松解答，体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.8

学以致用
例4 超市里出售的海鲜周围要铺一层碎冰块，这是因为冰块（填物态变化名称）时，虽然温度（选填“升高”“降低”或“不变”），但要（选填“放”或“吸”）热，能起到保鲜的作用。

例4 熔化 不变 吸

【分析】要解决这道题，需结合生活场景回忆物态变化的相关知识：首先，碎冰块铺在海鲜周围，冰块会从固态变为液态，这个物态变化是熔化；其次，冰属于晶体，晶体在熔化过程中温度保持不变，同时需要吸收热量；吸收热量会使周围环境温度降低，从而起到保鲜海鲜的作用，据此可确定各空的答案。
【解析】冰块由固态变为液态的过程称为熔化；冰是晶体，晶体熔化时的特点是温度不变，且熔化过程需要吸收热量；吸收热量能降低海鲜周围的温度，实现保鲜，因此依次填写：熔化、不变、吸。
【答案】熔化 不变 吸
【知识点】熔化、晶体熔化特点
【点评】本题以生活中海鲜保鲜的实例为载体，考查熔化的概念及晶体熔化的特点，将物理知识与生活实际相结合，体现了物理的实用性，属于基础题。
【难度系数】0.7