1、熔点和沸点张明玉在初中物理教学中,有学生往往认为“物体只要吸收热量,温度就一定会升高” 。下面通过同种物质不同状态、同种物质同种状态、不同种物质同种状态,物质在熔点或沸点时恒温问题的讨论,得出正确的答案。关于熔点,要从固体物质谈起。固体分晶体和非晶体两类,但不管是晶体还是非晶体它们熔化时都要吸收热量,它们间的一个重要区别晶体有熔点,而非晶体没有熔点。熔点即晶体熔化时的温度。而这个过程中晶体熔化吸收热量,温度保持不变;而非晶体吸收热量后,温度逐渐升高,逐渐会熔化。如图 1(A)所示,研究晶体熔化时吸收热量温度不变,同学们不难理解。给该装置烧杯底部均匀加热,用温度计测试管中冰的温度,观察到冰在一定
2、温度下(0)逐渐熔化。不断的给水加热,但冰的温度仍然没有变化,这就是冰的熔化温度。试管中的冰水混合物与烧杯中的水,一直存在温度差;冰吸收水的热量熔化,温度保持不变,当冰全部熔化完时,试管中水的温度迅速上升,直到与烧杯中水的温度相同。即晶体在熔点吸收热量熔化,温度保持不变。而全部熔化后,只要吸收热量温度就会升高。如图 1(B)所示,给该装置烧杯底部均匀加热,当烧杯中冰熔化时,小试管中的冰会熔化吗?答案是肯定的:试管中的冰不会熔化。因为试管中的冰熔化要满足两个条件:(1)吸热;(2)温度达到熔点 0;烧杯底被加热后,烧杯中冰块符合上述两个条件将逐渐熔化。冰是晶体,熔化时温度保持 0不变,故在烧杯中
3、冰没有完全熔化前,其温度保持 0,试管内冰块温度也为 0,由于它们的温度相同,没有温度差,烧杯中的冰对试管不会发生热传递,试管内的冰不能吸热,故试管内的冰块不会熔化。关于沸点,是指在一个标准大气压下液体沸腾时的温度。即液体沸腾时吸收热量温度不变。在一个标准大气压下,不同的液体沸腾时的温度不同。如图 2(C)所示,试问在继续对烧杯底加热的过程中试管中的水的温度可以达到多少度?试管内的水是否会产生沸腾现象?为什么?答案是:继续加热的过程中试管中的水会达到沸点,但不会产生沸腾现象。道理是液体沸腾也要同时满足两个条件:(1)达到沸点;(2)继续吸热;满足这两个条件,沸腾才能进行。若设当时的气压为 1
4、个标准大气压,当烧杯中的水沸腾时,试管中的水也能达到沸点。由于烧杯内水沸腾后还要不断吸收热量,进行汽化,温度不发生变化(保持沸点温度)它们之间没有温度差,因此试管内的水无法从烧杯内吸收热量,虽然对烧杯底持续加热,试管内的水仍无法沸腾。如图 2(D)所示,在 1 个标准大气压下,对烧杯的底部持续加热,发现试管中液体先沸腾起来,请你猜想一下出现该现象可能的原因。分析:试管中的液体为什么能先沸腾,无非是不同种液体, (如图是水和其它液体)不同的液体在 1 个标准大气压下沸点才不同,并且这种液体的沸点肯定比水的沸点低。这种液体与水存在温度差,由于该液体沸点比水的沸点低,故先沸腾。分析了以上问题,你对熔点、沸点的有关问题认识、理解如何,晶体在熔点吸收热量熔化、温度不变;液体在一个标准大气压下沸腾剧烈汽化,吸收热量温度不变,它们有一个共同的特点,吸收热量、温度恒定。(如果要改变液体的沸点,可改变它上空的气压) 。以上内容在制糖工业、熬胶工业、生活中蒸炖食物,为了保证不使物质变质,让温度不太高,有很多应用,同学们在解决热学问题的过程中一定要注意,物体在什么情况下吸收热量温度升高;在什么情况下吸收热量温度不变,再试试看。