【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2～3℃左右。建議學(xué)生先做非晶體熔化實(shí)驗(yàn)，再做晶體熔化實(shí)驗(yàn)。用意有二：前者較易成功且易理解；能夠?qū)笳弋a(chǎn)生更強(qiáng)列的印象和反差。⑤指導(dǎo)學(xué)生分工合作，高效安全地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)。（4）在數(shù)據(jù)處理、討論交流和評(píng)估環(huán)節(jié)，教師的主要工作應(yīng)集中于：①激活學(xué)生尋找和比較數(shù)據(jù)規(guī)律的需要。②幫助學(xué)生回顧數(shù)學(xué)上描點(diǎn)作圖的一般方法及其優(yōu)點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生在方格紙上描畫物質(zhì)熔化曲線。③熱情支持學(xué)生的附加探究實(shí)驗(yàn)，允許學(xué)生重做或部分重做實(shí)驗(yàn)，以便擴(kuò)大交流和評(píng)估成果。④為學(xué)生提供討論和評(píng)估的必要物質(zhì)條件，例如，提供視頻展臺(tái)或?qū)嵨锿队皟x，用以展示各組所得熔化曲線和數(shù)據(jù)記錄表格。⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)論不宜絕對(duì)化。為了達(dá)成共識(shí)，應(yīng)組織學(xué)生對(duì)比分析、總結(jié)晶體和非晶體的熔化過(guò)程，歸納出二者的同異點(diǎn)，總結(jié)出晶體熔化的兩個(gè)必要條件：①達(dá)到熔點(diǎn)；②繼續(xù)加熱（吸收熱量）。（5）得出固體熔化過(guò)程的規(guī)律后，教師可予以擴(kuò)展。①給出熔點(diǎn)概念。指出熔點(diǎn)是晶體物質(zhì)的基本屬性之一。生活和自然界中，生產(chǎn)和技術(shù)上，許多現(xiàn)象和應(yīng)用都與熔點(diǎn)有關(guān)。②引導(dǎo)學(xué)生用分子動(dòng)理論初步解釋熔化的吸熱過(guò)程。③介紹常見物質(zhì)的熔點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)之有定性的了解。要求記住冰的熔點(diǎn)。教科書對(duì)液體的凝固處理較為粗略，教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生采用有意的接受學(xué)習(xí)方式進(jìn)行。（1）列舉生活、生產(chǎn)、技術(shù)上的液體凝固實(shí)例。例如，水結(jié)成冰，塑料顆粒熔化后注入鋼模冷卻凝固成塑料盒，熔融狀態(tài)下的玻璃軋制成玻璃板……（2）凝固過(guò)程和凝固曲線。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比冰（晶體）熔化過(guò)程的三個(gè)階段，采用類比的方法，分析水（液體）凝固過(guò)程的三個(gè)階段的吸放熱特點(diǎn)和溫度變化特點(diǎn)。要明確：雖然同種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和熔點(diǎn)相同，但兩種曲線卻具有不同的物理含義。同時(shí)總結(jié)歸納出熔融狀態(tài)下的晶體凝固的兩個(gè)必要條件：①達(dá)到凝固點(diǎn)；②放出熱量。還應(yīng)對(duì)比分析熔融狀態(tài)下的晶體與非晶體的凝固過(guò)程的異同點(diǎn)。使學(xué)生獲得相對(duì)完整的固液變化的認(rèn)識(shí)。為了同一目的，建議布置課外實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)：利用冰箱設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究水的凝固過(guò)程并畫出水的凝固圖像。（3）組織學(xué)生綜合運(yùn)用熔化和凝固規(guī)律，交流討論教科書有關(guān)“火山爆發(fā)后”內(nèi)容，要求學(xué)生做到運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和方法進(jìn)行必要的推理分析。熔巖在流淌過(guò)程中，將因向周圍放熱而導(dǎo)致溫度不斷降低。雖然剛從火山口噴出時(shí)巖漿溫度相同，但凝固點(diǎn)（熔點(diǎn)）高的礦物巖漿將首先凝固，這些凝固的礦物要么沉積下來(lái)，要么隨未凝固的巖漿向前推移，直到所有巖漿均在火山口周圍依山傍勢(shì)凝固?；旧习撮蠙焓?、輝石、角閃石、黑云母、正長(zhǎng)石、白云母、石英排列。（二）材料準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本節(jié)教學(xué)需要準(zhǔn)備的材料有溫度計(jì)、試管、酒精燈或無(wú)煙臘、鐵架臺(tái)等。冰塊、海波、峰蠟、松香等均由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一制備。其中冰塊由實(shí)驗(yàn)室用電冰箱統(tǒng)一制備，學(xué)生只需按設(shè)計(jì)要求制成碎冰即可使用。海波，化學(xué)名稱“硫代硫酸鈉”，分子式na2s2o3，商用海波常為較大的晶粒，通常在試劑商店或照相器材商店有售。海波熔點(diǎn)為48℃，因含有雜質(zhì)可略有不同。順便提及，以往教學(xué)中常選固態(tài)萘（℃）作為研究熔化和凝固過(guò)程的實(shí)驗(yàn)器材，因?yàn)檩猎诩訜徇^(guò)程中會(huì)放出有毒揮發(fā)物，現(xiàn)已廢止。（1）在用大蘇打（硫代硫酸鈉）做晶體熔化實(shí)驗(yàn)時(shí)，試管中晶體粉末不宜過(guò)多，只要全部熔化后仍能浸沒(méi)溫度計(jì)測(cè)溫泡即可。實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)測(cè)溫泡不要和試管壁接觸，為了使晶體粉末受熱均勻，可在粉末中混一些碎的細(xì)銅絲，加熱時(shí)應(yīng)不斷攪拌。為了縮短加熱時(shí)間，不要用冷水，起始溫度可高些(35～40℃之間)，每隔l分鐘記錄l次溫度，大蘇打的熔點(diǎn)在47～49℃左右(由于總會(huì)含有雜質(zhì)，一般不可能正好是48℃)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，最好用另一溫度計(jì)測(cè)水溫。如果環(huán)境溫度太高，水溫上升太快，會(huì)使大蘇打熔化太快，畫出熔化圖線的平直部分太短。為了充分顯示晶體熔化時(shí)溫度不變的特性，加長(zhǎng)曲線的平直部分，實(shí)驗(yàn)中當(dāng)加熱到大蘇打開始熔化時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減緩加熱，甚至停止加熱一會(huì)兒，讓大蘇打逐步從50～60℃的水中吸熱熔化。從開始熔化到全部熔化大約持續(xù)4分鐘左右溫度不變，整個(gè)實(shí)驗(yàn)中約需記錄12～15個(gè)數(shù)據(jù)，持續(xù)15分鐘?？v軸起始溫度應(yīng)為35℃，所標(biāo)溫度范圍35～60℃。（2）探究冰的熔化規(guī)律：用圖521所示的學(xué)具裝置也可以探究冰的熔化規(guī)律。注意觀察狀態(tài)變化過(guò)程，并且每隔10秒鐘記錄一次溫度，直到全部熔化后再過(guò)2分鐘為止。（3）利用電冰箱研究水的凝固過(guò)程：可安排為課外實(shí)踐活動(dòng)，意在對(duì)課堂教學(xué)中液體凝固類比結(jié)論的驗(yàn)證。四、發(fā)展空間（一）“自我評(píng)價(jià)”參考答案℃，bc段（二）“家庭實(shí)驗(yàn)室”指導(dǎo)吊冰游戲：鹽的熔點(diǎn)高于冰的熔點(diǎn)。冰上撒些鹽，因鹽的溫度高于0℃，致使局部冰面熔化，鹽溶化在水中吸熱，使繩子周圍冰面上熔化的冰重新凝固，故而幾秒鐘后就能用繩子把冰吊起來(lái)。類似的，可做“復(fù)凝”游戲：將一塊冰置于桌面上，把兩端懸掛重錘的細(xì)線橫置于冰塊上表面，則可見細(xì)線緩慢切過(guò)冰塊落至桌面，而冰塊仍是“堅(jiān)冰”一塊，依稀還可找到細(xì)線“切豆腐”的痕跡，但“豆腐”重新又連成一片。這是利用冰在壓力下熔點(diǎn)提高的特性實(shí)現(xiàn)的。晶體花園：水在蒸發(fā)過(guò)程中吸熱，將加速食鹽水的凝固，由于瓦片放置和色素沉著，碗中各處食鹽結(jié)晶析出的形狀殊異，因而生成漂亮的“晶體花園”。（三）“物理在線”和“走向社會(huì)”指導(dǎo)太空材料：組織學(xué)生下載網(wǎng)上信息或去圖書館查找資料，走訪專家學(xué)者，集中討論以下問(wèn)題：（1）什么是太空材料？（2）太空材料成本昂貴，為什么要制選太空材料？（3）你希望太空實(shí)驗(yàn)工廠制造什么新的材料？說(shuō)說(shuō)你的設(shè)想。五、教學(xué)資源（一）教學(xué)視頻（見“教師備課系統(tǒng)”光盤）（見“教師備課系統(tǒng)”光盤）（見“教師備課系統(tǒng)”光盤）（二）參考資料溫度計(jì)是測(cè)溫儀器的總稱。依據(jù)所用測(cè)溫物質(zhì)的不同和測(cè)溫范圍的不同，有煤油溫度計(jì)、酒精溫度計(jì)、水銀溫度計(jì)、氣體溫度計(jì)、電阻溫度計(jì)、溫差電偶溫度計(jì)、輻射溫度計(jì)和光測(cè)溫度計(jì)等。世界上第一支溫度計(jì)是意大利科學(xué)家伽利略于1593年發(fā)明的。那時(shí)的溫度計(jì)是一根一端敞口的玻璃管，另一端帶有一個(gè)玻璃泡(如圖522)。使用時(shí)先給玻璃泡加熱，然后把玻璃管插入水中；測(cè)溫時(shí)將玻璃球與不同溫度的物體相接，由于管內(nèi)空氣的熱脹冷縮，玻璃管圖522伽利略發(fā)明的第一支溫度計(jì)中的水面就會(huì)上下移動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。這種溫度計(jì)，受外界大氣壓強(qiáng)等環(huán)境因素的影響較大，所以測(cè)量誤差大。后來(lái)伽利略的學(xué)生和其他科學(xué)家做了各種改進(jìn)，其中比較突出的是法國(guó)人布利奧在1659年制造的溫度計(jì)，他把玻璃泡的體積縮小，并把測(cè)溫物質(zhì)改為水銀，這樣的溫度計(jì)已具備了現(xiàn)在溫度計(jì)的雛形。之后德國(guó)人華倫海特在17利用酒精，在17又利用水銀作為測(cè)量物質(zhì)，制造了更精確的溫度計(jì)。他觀察了水的沸騰溫度、水和冰混合時(shí)的溫度、鹽水和冰混合時(shí)的溫度；經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)與核準(zhǔn)，最后把一定濃度的鹽水凝固時(shí)的溫度定為0℉，把純水凝固時(shí)的溫度定為32℉，把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸騰的溫度定為212℉，用℉代表華氏溫度，這就是華氏溫度計(jì)。在華氏溫度計(jì)出現(xiàn)的同時(shí)，法國(guó)人列繆爾(1683－1757)也設(shè)計(jì)制造了一種溫度計(jì)。他把冰點(diǎn)和沸點(diǎn)之間分成80份，定為自己溫度計(jì)的溫度分度，這就是列氏溫度計(jì)。1742年,瑞典人攝爾修斯改進(jìn)了華倫海特溫度計(jì)的刻度，他把水的沸點(diǎn)定為零度，把水的冰點(diǎn)定為100度。后來(lái)他的同事施勒默爾把兩個(gè)溫度點(diǎn)的數(shù)值又倒過(guò)來(lái)，就成了現(xiàn)在的百分溫度，即攝氏溫度，用℃表示。華氏溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系可以表達(dá)為℉＝9/5℃+32，或℃＝5/9(℉－32)。1848年英國(guó)物理學(xué)家開爾文創(chuàng)立了開氏溫標(biāo)：也稱熱力學(xué)溫標(biāo)。熱力學(xué)溫標(biāo)每一度的大小和攝氏溫標(biāo)完全相同，不過(guò)，它不是以水的冰點(diǎn)作為零度的，而是以理論上所說(shuō)的分子熱運(yùn)動(dòng)將完全停止時(shí)的溫度，℃作為零度，用k表示。要物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)完全停止是絕對(duì)不可能的，℃只不過(guò)是人們可以無(wú)限接近，但永遠(yuǎn)也不可能達(dá)到的溫度。這一溫度也叫做絕對(duì)零度?，F(xiàn)在在說(shuō)英語(yǔ)的國(guó)家，如英國(guó)、美國(guó)、加拿大、澳大利亞和印度等國(guó)，常用華氏溫度；而世界科技界和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，以及我國(guó)、法國(guó)等大多數(shù)國(guó)家則常用攝氏溫度；在科學(xué)研究中，一般使用熱力學(xué)溫標(biāo)。（張計(jì)懷）1987年以來(lái)，我國(guó)多次利用返回式衛(wèi)星搭載，進(jìn)行空間材料加工試驗(yàn)，目前已取得較大進(jìn)展。把需要合成的材料，放人特制的同一容器中，裝進(jìn)太空爐，隨衛(wèi)星一道送人太空，在太空通過(guò)太空爐，對(duì)材料進(jìn)行加溫，熔化，再降溫，變成固體，合成出新的材料，然后伴隨著返回式衛(wèi)星，回到地球，由此加工出的材料，人們俗稱它為太空材料。1987年，我國(guó)在太空成功地制造出砷化鎵晶體，當(dāng)時(shí)在國(guó)際科技界引起高度重視。來(lái)，我國(guó)又先后利用返回式衛(wèi)星，在空間試驗(yàn)加工出了碲鎘汞、銻化銦、鉛鋁合金等數(shù)十種新型材料。由于地面和空間環(huán)境有別，所以加工材料可利用的外界條件不同，空間實(shí)際上是人類所需要探索研究的新領(lǐng)域。鋁和鉛在地面的比重相差很大，鋁輕鉛重，即使把它們?nèi)刍兂梢后w狀，最后鉛也要沉在容器的下面，鋁則要浮在上面，二者實(shí)在是難以混合在一起。到了太空，基本克服了地球的引力，鋁和鉛就可非常容易地混合在一起。根據(jù)同樣的道理，如果我們?cè)谔?，把氣泡加入到熔化后的金屬中去，并使它們均勻分布，這樣就有可能制造出比普通泡沫還輕的金屬體。由于物體到了太空幾乎沒(méi)有輕重之分，所以能夠比較容易地把不同比重的物質(zhì)合成在一起，從而得到地面難以得到的更有價(jià)值的材料。用砷化鎵制造出的微波晶體管，是衛(wèi)星通訊和移動(dòng)通訊性能優(yōu)越的口和耳。在太空合成的高質(zhì)量的碲鎘汞單晶，用于制造紅外探測(cè)器，則是導(dǎo)彈、。人類在空間制造材料，目前還處在試驗(yàn)和起步階段。今后隨著有關(guān)學(xué)科和技術(shù)的進(jìn)步，一定會(huì)得到更大發(fā)展，從而更加廣泛地服務(wù)于國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)。熔點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上是該物質(zhì)固、液兩相可以