第四章___凝固和熔化时的导热.

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第四章 热现象 第三节 熔化和凝固

第四章 热现象 第三节 熔化和凝固

第三节熔化和凝固(2课时)(一)教学目的1.知道什么是熔化和凝固现象。

2.理解晶体的熔点和凝固点的物理意义。

3.知道晶体和非晶体的熔化、凝固的区别。

4.知道熔化吸热、凝固放热。

5.了解图象在学习物理学中的作用。

(二)教具学生实验,三人一组。

每组配备熔化实验仪器、酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、蜡、水、火柴、坐标纸。

(三)教学过程一、新课引入教师:我们在小学自然常识课中学习过物质存在的三种状态:固态、液态和气态。

但是物质的状态不是一成不变的。

当物体的温度发生变化时,物质的状态也往往发生改变,所以物质状态的变化也属于热现象。

二、进行新课1.熔化和凝固教师提问:你见过哪些物质由固态变成液态的现象?(学生回答)春天来了,湖面上的冰化成水;固态的铁、铝等金属块在高温下变成了液态等等,这些都是物质由固态变成液态的现象。

提问:你见过哪些物质由液态变成固态的现象?(学生回答)冬天到了,气温下降,湖面上的水结成冰;工厂的铸造车间里,工人将铁水浇在模子里,冷却后,铁水变成了固态的铸件。

我们把物质由固态变成液态的过程叫熔化。

物质由液态变成固态的过程叫做凝固。

刚才我们提到的冰化成水是熔化,水结冰是凝固。

铁、铝等金属块在高温下变成液态是熔化,铁水铸成工件是凝固。

除此之外,蜡、松香、沥青、玻璃等物质也能熔化和凝固。

2.学生实验:观察海波的熔化。

(1)讲述实验的做法各组的熔化实验仪器中放入了少量的晶体物质海波。

将搅拌器和温度计的玻璃泡插入试管里的海波粉中,温度计的玻璃泡不要接触试管壁和底,要埋在海波粉中。

把试管放在大烧杯的水中,将烧杯放在铁架台的石棉网上,用酒精灯加热。

等水温升至30℃以上时,用搅拌器不停地搅动,每隔半分钟记录一次海波的温度,并观察海波的状态。

最后根据记录的数据在坐标纸上画出海波的温度随时间变化的图线。

(2)注意事项为了做好实验,每组的三位同学要分工合作。

一位同学搅动,一位同学读数,并观察海波的状态,第三位同学记录温度和状态。

锻造工艺及模具技术期末考试综合复习

锻造工艺及模具技术期末考试综合复习

《锻造工艺及模具技术》考试复习绪论一、锻造加工金属零件的优势1. 锻造的定义锻造——借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属零件的方法2. 特点:生产率高,锻件形状尺寸稳定、加工余量少,能消除内部缺陷和提高综合力学性能。

3. 优势:锻件韧性高、金属纤维组织合理、性能与内在质量稳定。

二、锻造方法分类、作用、应用范围分类:自由锻、模锻、特种锻。

作用:提高生产率,降低成本,提高质量。

应用范围:汽车、飞机、重机等有质量与特殊性能要求的零件。

第一章锻造用材料锻造用材料:主要有碳素钢、合金钢、有色金属及其合金按加工状态分:钢锭(大型锻件),轧材、挤压棒材和锻坯(中小型锻件)1.1 锻造用钢锭与型材钢锭主要缺陷:偏析——成分与杂质分布不均匀现象夹杂——不溶于金属机体的非金属化合物(非金属夹杂物)气体——残留在钢锭内部或表皮下形成的气泡缩孔和疏松——钢液冷凝收缩形成的收缩空洞、晶间空隙和气体析出的孔隙溅疤——浇注时钢液冲击模底飞溅并附着在模壁上的溅珠,与钢锭不能凝固成一体形成的疤痕锻造工艺在很大程度上可以消除上述缺陷,提高其综合力学性能。

型材主要缺陷:表面缺陷——划痕、折叠、发状裂纹、结疤、粗晶环等内部缺陷——碳化物偏析、非金属夹杂、白点等上述表面缺陷应在锻前去除,内部缺陷则应避免。

第二章锻前加热2.1 锻前加热的目的及方法目的:提高金属塑性,降低变形抗力,增加可锻性,使金属易于流动成型,使锻件获得良好的锻后组织与力学性能。

方法:1. 燃料(火焰)加热利用固体(煤、焦炭)、液体(重油、柴油)或气体(煤气、天然气)等燃料燃烧产生的热能加热。

燃料在燃烧炉内通过高温炉汽对流(650゜C )、炉围辐射(650~1000゜C )、炉底传导(1000゜C 以上)等方式使金属锻坯获得热量而被加热。

2. 电加热将电能转换成热能对锻坯加热。

加热方式:1)电阻加热(1)电阻炉:利用电流通过电热体产生热量加热(P14图2-1)(2)接触电加热:坯料接入电路利用自身电阻产生热量加热(P15图2-2)(3)盐浴炉加热:通过盐液导电产生热量加热(P15图2-3)2)感应加热感应器通入交变电流产生交变磁场,置于感应器中的锻坯内产生交变电势并形成交变涡流,进而通过锻坯的电阻产生的涡流发热和磁滞损失发热加热锻坯。

《熔化与凝固》凝固时间,物质差异

《熔化与凝固》凝固时间,物质差异

《熔化与凝固》凝固时间,物质差异在我们的日常生活中,熔化和凝固现象无处不在。

从炎热夏天的冰棍融化,到寒冷冬天的水结成冰,这些都是物质在熔化与凝固过程中的变化。

而凝固时间和物质差异在这一过程中起着至关重要的作用。

首先,让我们来了解一下什么是熔化和凝固。

熔化,简单来说,就是固态物质在受热的情况下变成液态的过程。

而凝固则是与之相反的过程,即液态物质在冷却的情况下变成固态。

例如,将一块冰放在室温下,它会逐渐熔化变成水;而将一杯热水放在低温环境中,它会慢慢凝固成冰。

凝固时间是一个十分关键的因素。

它受到多种因素的影响,其中最重要的就是物质的种类和外界环境的温度。

不同的物质具有不同的凝固点,也就是它们从液态转变为固态的温度。

比如,水的凝固点是 0摄氏度,而汞的凝固点则是-3887 摄氏度。

这意味着在相同的环境温度下,水会在 0 摄氏度时开始凝固,而汞要到-3887 摄氏度才会凝固。

物质的纯度也会对凝固时间产生影响。

纯度越高的物质,其凝固点越接近理论值,凝固时间也相对较为稳定。

以金属为例,如果金属中含有杂质,那么它的凝固点就会降低,而且凝固的过程可能会变得更加复杂,凝固时间也会相应延长。

外界环境的温度同样是决定凝固时间的重要因素。

当环境温度越低时,物质冷却的速度就越快,凝固时间也就越短。

反之,如果环境温度较高,物质冷却缓慢,凝固时间就会延长。

想象一下在寒冷的冬天和炎热的夏天制作冰块,冬天的低温会让水迅速凝固成冰,而夏天则需要更长的时间。

除了凝固时间,物质的差异在熔化与凝固过程中也表现得十分明显。

物质的性质,如比热容、热导率等,都会影响其熔化和凝固的过程。

比热容是指单位质量的某种物质升高或降低单位温度所吸收或放出的热量。

比热容大的物质,在吸收或放出相同热量时,温度变化较小,其凝固过程相对较为缓慢。

例如,水的比热容较大,所以在凝固时需要释放更多的热量,凝固时间较长。

热导率则是衡量物质导热能力的物理量。

热导率高的物质能够更快地传递热量,从而加速凝固或熔化的过程。

高等传热学_第一章_导热理论和导热微分方程

高等传热学_第一章_导热理论和导热微分方程

(1-1-4)
其中i、j、k分别为x、y、z在坐标轴上的单位向量。在一般的正交
坐标系中梯度的表达式将在以后讨论。 连续温度场内的每—点都对应一个温度梯度向量,所以温度梯度
构成一个向量场。
1-1 导热基本定律
1-1-3 热流向量
单位时间内通过单位面积传递的热量称为热流密度,记作q,单位
where k is a kinetic rate constant with the dimension of reciprocal time. The parameter X in the initial state equals to X0. Then, the solution of this equation is Now, if X∞=0, then the simplest form of this equation is (*) The last two equations describe the relaxation process, and the value of is called the relaxation time. Its value characterizes the rate of approch of the equilibrium (but not the complete time necessary to reach this equilibrium because it is infinitely large according to equation *). 松弛时间:温度场的重新建立滞后于热扰动改变的时间。
1-1 导热基本定律
1-1-2 等温面与温度梯度
物体内温度相同的点的集合所构成的面叫做等温面。对应不同温

教材第四章习题解答

教材第四章习题解答

第四章晶体结构习题解答1.是非题①离子晶体中正、负离子的堆积方式主要取决于离子键的方向性。

()②由于共价键十分牢固,因而共价化合物的熔点均较高。

()③金属材料具有优良的延展性与金属键没有方向性有关。

()④分子晶体的物理性质取决于分子中共价键的强度。

()【解答】①错误,离子键没有方向性和饱和性。

②错误,化合物熔点的高低取决于晶体结点上原子、分子或离子等微粒之间的作用力的大小。

③正确。

④错误,分子晶体的物理性质取决于晶格结点上分子与分子之间作用力的大小。

2.选择题(选择1个或2个正确答案)①下列几种固体物质晶格中,由独立分子占据晶格结点的是()A. 石墨B. 干冰C. SiCD. NaClE. SiF4②晶格能的大小可用来表示()A. 共价键的强弱B. 金属键的强弱C. 离子键的强弱D. 氢键的强弱③由常温下Mn2O7是液体的事实,估计Mn2O7中的Mn与O之间的化学键是()。

A. 离子键B. 共价键C. 金属键D. 氢键④下列四种离子晶体中熔点最高的是()。

A. CaF2B. BaCl2C. NaClD. MgO【解答】① B,E;② C;③ B;④ D。

3.指出下列物质晶态时的晶体类型① O2② SiC③ KCl ④ Ti 。

【解答】①分子晶体;②原子晶体;③离子晶体;④金属晶体。

4.根据有关性质的提示,估计下列几种物质固态时的晶体类型①固态物质熔点高,不溶于水,是热、电的良导体。

②固态时熔点1000℃以上,易溶于水中。

③常温为固态,不溶于水,易溶于苯。

④ 2300℃以上熔化,固态和熔体均不导电。

【解答】①金属晶体;②离子晶体;③非极性分子晶体;④原子晶体。

5.熔融固态的下列物质时,需克服什么力?a. 离子键;b. 共价键;c. 氢键;d. 取向力;e. 诱导力;f. 色散力。

① CCl4② MgO③ SiO2④ H2O【解答】① f;② a;③ b;④ c,d,e,f 。

6.以列表的方式比较K、Cr、C、Cl四种元素的外层电子构型、在周期表中的分区、单质的晶体类型、熔点、硬度。

浙教版《科学》七年级上(第四章)知识点整理

浙教版《科学》七年级上(第四章)知识点整理

第四章物质的特性4.1物质的构成1.定义:是构成物质的一种微粒。

2.性质:(1)分子很小。

(2)分子之间存在间隙。

(3)分子不停的做无规则的运动。

(4)同种分子之间有斥力,不同种分子之间存在斥力。

3.气体空隙最大,液体次之,气体分子之间间隙比较小。

4.扩散现象说明了分子在做无规则的运动。

分子的运动与温度有关,所以这种无规则的运动叫做分子的热运动。

物体的越高,分子的热运动越剧烈。

蒸发的微观解释:处于液体表面的分子由于运动要离开液面的过程,温度越高,分子运动越剧烈,越容易离开液面。

用分子的观点解释水蒸气容易被压缩,而水和冰并不容易压缩:水蒸气、水和冰都是由分子构成的,但水分子之间差别较大,水蒸气的水分子之间的间隙较大,而水和冰的水分子之间间隙很小,所以水蒸气易被压缩,而水和冰不易被压缩。

4.2质量的测量1.一切物体都是由物质组成。

物体含有物质的多少叫质量。

质量是物体的属性,它不随物体的位置、形状、温度和状态的变化而改变。

2.国际上质量的主单位是千克,单位符号是 kg。

其他单位有吨(t)、克(g)、毫克(mg)。

1 吨= 1000 千克;1 千克=1000 克=1000000 毫克一个鸡蛋的质量约为 50g,一个苹果的质量约为 150g,成人:50Kg —60Kg,大象 6t;一只公鸡 2Kg,一个铅球的质量约为 4Kg。

3.测量质量常用的工具有电子秤、杆秤、磅秤等(弹簧秤不是测量质量的工具)。

实验室中常用天平测量质量。

4.托盘天平的基本构造是:分度盘、指针、托盘、横梁标尺、游码、砝码、底座、平衡螺母。

5.在使用托盘天平时需要注意哪些事项:①放平:将托盘天平放在桌面上。

②调平:将游码拨至“0”刻度线处,调节,使指针对准分度盘零刻度线或指针在中央刻度线左右小范围等幅摆动。

(判断天平是否平衡的依据)当指针偏左时应当如何调节平衡螺母?(把左端的平衡螺母或右端的平衡螺母向右移)③称量:左盘物体质量=右盘砝码总质量+游码指示的质量值(游码以左端刻度线为准,注意每一小格代表多少 g)加砝码时,先估测,用镊子由大加到小,并调节游码直至天平平衡。

海波的熔化与凝固实验问题与分析

海波的熔化与凝固实验问题与分析

海波的熔化与凝固实验问题与分析作者:马敏超来源:《科教导刊·电子版》2018年第01期摘要在实际的教学中,不少教师发现海波的熔化与凝固实验成功率不高,很容易失败,要么进行了改进,要么干脆不做实验,事实上,按照教材中的实验过程,完全不需要改进就能成功,关键在于一些细节的把握。

关键词海波熔化与凝固实验中图分类号:G633.7 文献标识码:A1问题的提出浙教版七年级上册科学第四章第五节《熔化与凝固》中为研究晶体熔化时的特点,安排了一个关于海波的熔化与凝固的实验。

教材上的实验药品和实验装置究竟存在什么问题?笔者通过实验进行反复研究后发现教材实验具有很强的可行性,并不需要改进。

这里将实验中可能遇到的问题及建议整理如下:实验名称:海波的熔化与凝固实验器材:铁架台、试管、温度计、酒精灯、石棉网、天平。

药品:海波(五水硫代硫酸钠)。

2问题分析与建议2.1熔化过程持续时间短学生在利用教材所示的装置进行海波熔化实验时发现海波从固态到固液共存再到液态温度几乎一直在上升,熔化时间只有短短几十秒,而教材中要求当海波温度达到40℃以上之后每隔半分钟就记录一次温度,无法得出真正的海拔熔化特点。

原因1:海波变质海波的化学式为Na2S2O3·5H2O,常温常压下为白色晶体,易潮解,易吸收空气中的二氧化碳而分解生成二氧化硫与硫单质。

而学校实验室中的海波很有可能是上年没用完,第二年继续用,或将海波放在玻璃试剂瓶中,造成海波变质,影响实验效果。

建议:使用新鲜海波。

由于缺乏该实验的相关经验,学生(包括部分老师)无法估测所加海波的量多少比较合适。

若所加海波量偏少,会导致海波吸热后在较短时间内熔化,则观察熔化时间自然变短。

建议:所加海波的量大约为试管总长度的1/4左右比较合适。

原因3:烧杯内水太少若进行水浴加热的烧杯中水量太少,在加热的过程中水温升高过快,从而海波较快吸热,加速熔化过程,导致海波熔化时间缩短。

建议:使用250ml规格的烧杯并加入200ml左右的水。

传热学基础(第二版)第四章教学课件非稳态导热

传热学基础(第二版)第四章教学课件非稳态导热
Lctptw
23/250291/4/16
0~τ范围内积分,得凝固层厚度的表达式
2 b L t w c ttp 0tw K
此式称为平方根定律,即凝固层厚度与凝固时 间的平方根成正比。式中
K2 b L t w c ttp 0tw
ms12
K 称为 凝固系数
24/250291/4/16
几种材质在不同冷却条件下的K值
由于砂型的导热系数较小,型壁较厚,所以平面 砂型壁可按半无限大平壁处理。本节得到的公式 应用于铸造工艺,可以计算砂型中特定地点在τ 时刻达到的温度和0~τ时间内传入砂型的累积热量。 瞬时热流密度qw和累计热量Q w都与蓄热系数成正 比,所以选择不同造型材料,即改变蓄热系数, 就成为控制凝固进程和铸件质量的重要手段。
物性的这种组合可表成: a c
cb W /m (2Cs1/2)
a b称为蓄热系数。它完全由材料的热物性构 成,它综合地反映了材料的蓄热能力,也是个热 物性。
15/250291/4/16
铸铁和铸型蓄热系数b的参考值。
热物性 材料
铸铁
导热系数 比热容 密度 热扩散率 蓄热系数
λ
c
ρ
a
b
46.5 753.6 7000 8.82×10-6 15600
5 /59 2021/4/16
积蓄(或放出)热 量随时间而变化是过 程的又一个特点。于 是在工程计算中,确 定瞬时热流密度和累 计热量也是非稳态导 热问题求解的任务。 在图中,累计热量由 指定时间τ与纵坐标 间曲线下的面积表示。
6/59 2021/4/16
4-2 第一类边界条件下的一维非稳态导热
式:
qw ' Lctptw
d d
与式

第四章___凝固和熔化时的导热

第四章___凝固和熔化时的导热

0 (4-1-15) 用二次多项式来近似固相区中的温度分布,设
d d
X
x
x
x 0
d d

X
( x, )dx a 源自 L dX x d
x 0
(4-1-16) 该温度分布函数已满足x = X 处的温度边界条件式(4-1-
在移动界面上温度是相变温度tm。另一个边界条件可由
界面上的热量平衡导得(参见图4-1):
qs ql s L dX ( ) , x X ( ) d
(4 -1 -2) 其中:qs和ql分别表示固相和液相中朝x正方向的热流
密度,负号表示热流指向x 的负方向;等式的最后一项 表示由于界面的移动而在单位时间里释放的潜热;L 是介质的熔化(凝固)潜热(单位为J/kg )。 考虑固相与液相的密度不同时,凝固过程中的质量平 衡会引起液相在x 方向的整体推移,但这一过程并不影 响导热,而单位分界面面积上在dτ时间内凝固的质量 总是为ρs dX 。 根据傅里叶定律,上式可改写为 (4 -l -3) ts tl dX ( )
( x, ) A( x A) B( x X ) 2
13a),还需要两个条件来确定系数A 和B。由条件式(41-12)可得
BX 2 AX 0

(4-1-17)
4-1 半无限大区域中的相变问题
另一个边界条件式(4-1-13b)不便直接应用于式(4-1-16),
为此需要作一些变换。对式(4-l-13a )微分可得
2 s l 2
tl t 0 x erfc t m t 2 al
as erfc a l
erf
s

金属学与热处理重要名词解释

金属学与热处理重要名词解释

金属学与热处理重要名词解释绪论1、材料:是人类用来制造各种有用物件的物质。

2、工程材料:是指具有一定性能,在特定条件下能够承担某种功能、被用来制取零件和元件的材料。

3、金属材料:是指具有正的电阻温度系数及金属特性的一类物质。

包含金属和合金。

4、金属:是指由单一元素构成的、具有正的电阻温度系数及金属特性的一类物质。

5、合金:是指有两种或两种以上的金属或金属与非金属构成的、具有正的电阻温度系数及金属特性的一类物质。

6、无机非金属材料:又称硅酸盐材料、陶瓷材料,所谓无机非金属材料是指用天然硅酸盐(粘土、长石、石英等)或人工合成化合物(氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物)为原料,经粉碎、配置、成形和高温烧结而成的硅酸盐材料。

7、高分子材料:是指以高分子化合物为主要组分的材料,又被称为高聚物。

8、复合材料:是指由两种或两种以上不同性质的材料,通过不同的工艺方法人工合成的、各组分间有明显界面、且性能优于各组成材料的多相材料。

9、结构材料:是以强度、刚度、塑性、韧性、硬度、疲劳强度、耐磨性等力学性能为性能指标,用来制造承受载荷、传递动力的零件和构件的材料。

10、功能材料:是以声、光、电、磁、热等物理性能为指标,用来制造具有特殊性能的元件材料。

第一章金属的性能1、金属的使用性能:是指金属材料制成零件或构件后为保证正常工作及一定使用寿命应具备的性能,包括金属的力学性能、物理和化学性能。

2、金属的工艺性能:是指金属在加工成零件或构件的过程中金属应具备的适应加工的性能,包括冶炼性能、铸造性能、压力加工性能、切削加工性能、焊接性能及热处理工艺性能。

3、金属的力学性能:是指金属在外加载荷作用时所表现出来的性能,包括强度、硬度、塑性、韧性及疲劳强度等。

4、弹性变形:外力去除后立即可以恢复的变形。

其实质是在外力作用下晶格发生的歪扭与伸长。

5、塑性变形:外力去除后不能恢复的变形6、弹性极限:在弹性变形的范围内,金属材料所能承受的最大应力。

沪科版九年级物理上册《熔化与凝固》温度与物态变化PPT优质课件

沪科版九年级物理上册《熔化与凝固》温度与物态变化PPT优质课件

试管 石棉网
温度计 烧杯
酒精灯
铁架台
在安装实验仪器时,应该遵循自下而上的原则
停表
思考 实验中为什么“水浴法”加热?
水浴法是一种能给物体均匀、间接地加热,并能控制温度上升 速度的好方法,如在上面的实验中碎冰的熔化温度是0℃,而酒精灯 火焰的温度高达几百摄氏度,如果用酒精灯直接给冰加热,由于冰不 能均匀受热,将难以观察和记录其熔化过程的现象和实验数据,而把 试管放入盛水的烧杯中,用酒精灯对烧杯加热,通过烧杯中的水缓慢、 均匀加热试管,使试管内的碎冰均匀受热,缓慢升温,从而能够有充 分的时间测量温度和观察现象。
4. 进行实验与收集证据 实验步骤 (1)将碎冰(石蜡)和温度计放入试管,按照 如图所示的装置分别加热碎冰和石蜡。 (2)记录碎冰(石蜡)熔化过程中温度及状态 的变化,每隔0.5分钟记录一次。 (3)将数据填入表中,并在坐标纸上描出各点。
你能设计出本次实验过程中的记录数据的表格吗?
时间/min 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 ... 碎冰的温度/℃ 石蜡的温度/℃
3.设计实验:
选用什么物质作为被熔化的材料好呢? 选择比较容易熔化的,且在熔化过程中不会产生有毒有害物质的.
碎冰
石蜡
分别加热碎冰和石蜡,多次测量其加热过程中的温度,比较其温度 变化规律。
3.设计实验
• 需要哪些器材?如何给碎冰和石蜡加热? • 操作中要注意什么?观察什么?记录什么?
实验装置图:
晶体、非晶体熔化和凝固的异同
不同
熔化
晶体
非晶体
有熔点
无熔点
熔化时固液 熔化时先软
凝固
晶体
非晶体
有凝固点
无凝固点
凝固时固液 凝固时无固液

熔化和凝固实验教学中优化和改进的一点见解

熔化和凝固实验教学中优化和改进的一点见解

“熔化和凝固”实验教学中优化和改进的一点见解一.“熔化和凝固”实验教学中的困惑本人在教学物态变化的“熔化和凝固”时,会产生疑惑,熔化和凝固实验到底要不要做?实际上该实验无论用冰或用海波来做,从准备到操作都比较麻烦,而且实验不容易做,“晶体的熔化和凝固”在初中物理实验教学具有重要的地位,但是做起来难以成功;其主要原因是,萘本身的导热性不强,且萘粉颗粒之间充满空气,而空气也是热的不良导体,致使真实的熔化过程是从外到内实行的.经常出现的情况就是当外层萘熔化完成,温度高于80℃时,内层萘尚处于固态,温度低于80℃.凝固过程也类似;二.“熔化和凝固”实验的改进力。

但去年八年级的一次探究活动,自我感觉很有心得。

在上八年级上册《熔化和凝固》这个节课时,我讲了熔化和凝固的概念后开始演示硫代硫酸钠(海波)和松香的熔化实验,因为考虑到上课时间较为紧迫,所以没有演示凝固过程,直接讲述硫代硫酸钠凝固的特点。

课后,我和学生在整理实验器材时发现放在烧杯中试管里的硫代硫酸钠并没有凝固,还处于液态,试管倾斜时液体还在流动,而放在试管内的温度计却显示为180C,大大低于硫代硫酸钠的熔点480C。

为什么晶体的温度降到凝固点以下仍然不会凝固呢?是温度计的读数有误还是硫代硫酸钠有问题?在此同时我振动试管,忽然发现试管内壁的硫代硫酸钠出现了凝固现象而温度计的示数快速上升,一直到480C后保持不变,试着用手触摸试管壁觉得原来冰冷的试管壁变得有点烫手了。

这是为什么呢?难道硫代硫酸钠的熔点和凝固点是不同的?一大群学生围着我一个劲问我为什么,我一下子也答不出原因,所以告诉学生我回去寻找答案后再给他们解释。

课后我在网上查找了一些资料,然后决定与学生们一起实行科学实验探究,用实验来解释这个现象。

1、创设情景,提出问题利用中午管理时间我对全班学生描述了上节课的情景;把学生分成四大组(考虑到实验室的器材不足),每组由3个4人讨论小组组成,设立小组长和大组长。

初二物理熔化和凝固ppt

初二物理熔化和凝固ppt
物质在熔化过程中会发生 状态的变化,由固态变为 液态。
影响熔化的因素
温度
物质的熔点是固定的,但 外界温度的高低会影响物 质的熔化速度。温度越高, 物质熔化得越快。
压力
压力也会影响物质的熔点, 压力越大,物质的熔点越 低。
物质属性
不同物质的熔点、沸点等 属性不同,这些属性决定 了物质在特定条件下的状 态变化。
实验结果分析和结论
实验结果分析
通过观察实验过程和记录数据,可以发现冰的熔点为0℃,水的凝固点也为0℃。在熔化过程中,冰块吸收热量逐 渐变为液态;在凝固过程中,水放出热量逐渐变为固态。
实验结论
通过实验探究,可以得出熔化和凝固的条件和特点。物质熔化需要达到熔点并吸收热量,物质凝固需要达到凝固 点并放出热量。熔点和凝固点是物质固液两态之间相互转化的温度点。
04
熔化和凝固的应用
在生活中的实际应用
冰激凌制作
冰激凌的制造过程中,需要将原 料混合并冷却,然后通过搅拌和
冷冻,使原料凝固成冰激凌。
巧克力制作
巧克力的制作过程中,需要将可 可脂加热熔化,然后加入糖、牛 奶等成分,冷却后凝固成巧克力。
玻璃制作
玻璃的制作过程中,需要将沙子 加热熔化,然后经过冷却和固化,
02
熔化的过程和特点
熔化的定义和过程
熔化定义
物质从固态变成液态的过程称为熔化。
熔化过程
在熔化过程中,物质需要吸收热量,从固态逐渐变为液态。
熔化的特点
01
02
03
温度不变
在熔化过程中,物质的温 度保持不变,直到完全熔 化成液态。
吸收热量
物质在熔化过程中需要吸 收热量,以完成固态到液 态的转变。
状态变化

苏科版初中物理八年级上册2.3熔化与凝固教案

苏科版初中物理八年级上册2.3熔化与凝固教案

教案:苏科版初中物理八年级上册 2.3 熔化与凝固一、教学内容1. 熔化与凝固的概念及其定义;2. 晶体和非晶体的熔化与凝固特点;3. 熔化与凝固过程中的热量变化;4. 熔点与凝固点的概念及关系;5. 实际生活中的熔化与凝固现象。

二、教学目标1. 了解熔化与凝固的概念,能正确区分晶体和非晶体的熔化与凝固特点;2. 掌握熔化与凝固过程中的热量变化规律;3. 理解熔点与凝固点的关系,并能应用于实际问题的解答。

三、教学难点与重点1. 教学难点:晶体和非晶体的熔化与凝固特点,熔化与凝固过程中的热量变化规律;2. 教学重点:熔点与凝固点的关系,实际生活中的熔化与凝固现象。

四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、实验器材(包括晶体和非晶体样品、温度计、热量计等);2. 学具:笔记本、笔、实验报告表格。

五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示冰雪融化、水结冰等生活中的熔化与凝固现象,引导学生关注并思考这些现象背后的物理规律;2. 概念讲解:介绍熔化与凝固的定义,区分晶体和非晶体的熔化与凝固特点;3. 实验演示:进行晶体和非晶体的熔化与凝固实验,让学生观察并记录实验数据;4. 热量变化分析:根据实验数据,引导学生分析熔化与凝固过程中的热量变化规律;5. 熔点与凝固点的关系:讲解熔点与凝固点的概念及关系,引导学生通过实验数据进行验证;6. 实际问题解答:让学生运用所学知识,解答一些实际生活中的熔化与凝固问题;8. 作业布置:布置一些有关熔化与凝固的练习题目,巩固所学知识。

六、板书设计1. 熔化与凝固的概念及其定义;2. 晶体和非晶体的熔化与凝固特点;3. 熔化与凝固过程中的热量变化规律;4. 熔点与凝固点的关系;5. 实际生活中的熔化与凝固现象。

七、作业设计1. 判断题:判断下列说法的正确性,(对或错)(1)所有的物质在熔化过程中都会吸收热量;(2)晶体和非晶体的熔化特点相同;(3)熔点越高,物质的熔化过程越慢;(4)冰融化成水后,质量不变;2. 选择题:选择下列说法中正确的一项,(A或B)(1)晶体在熔化过程中,温度保持不变;(2)非晶体在熔化过程中,温度不断上升;(3)晶体和非晶体在凝固过程中的特点相同;(4)晶体凝固成固体后,质量不变;3. 简答题:请简述晶体和非晶体的熔化特点及其原因;4. 应用题:某物质在熔化过程中,吸收了1200J的热量,若该物质的熔点为80℃,求该物质的质量。

铝的熔化和凝固教案

铝的熔化和凝固教案

铝的熔化和凝固教案关于铝的熔化和凝固教案一、教案背景铝是一种常见的金属元素,具有轻质、强度高、导热性能好、防腐、可回收等优点,因此广泛应用于汽车、水利、航空、建材等领域。

铝的加工过程中,对其熔化和凝固过程的理解和掌握,对于保障加工品质、提高生产效率有着重要的意义。

本教案将针对铝的熔化和凝固进行讲解,以期达到以下目的:1.了解铝的物理特性和熔化凝固规律;2.掌握铝的熔化和凝固工艺参数的选择;3.提高加工过程中对铝的控制能力。

二、教学内容1.铝的熔化和凝固规律铝的熔点为660℃,比较低,因此在加工中容易熔化。

铝和铝合金的熔化过程可以分为三个阶段:开始升温、熔化区和均匀熔化区。

其中,开始升温和熔化区可以通过观察温度曲线得到。

均匀熔化区则是整个熔池温度趋于一致的阶段。

铝的凝固过程可以分为同质凝固和内聚凝固两个过程。

同质凝固是指凝固前铝水的温度基本不变,凝固过程中的热量只用于铝的凝固,因此铝的凝固速度与铝水温度的高低无关。

内聚凝固是指铝水温度先下降到某个值,然后才会凝固。

内聚凝固时,铝的凝固速度与铝水温度和加热速度有关。

2.铝的熔化和凝固工艺参数的选择在铝的加工过程中,一般需要对熔化和凝固的工艺参数进行合理选择,以确保加工质量和生产效率。

具体包括以下几个方面:① 熔化温度:一般情况下,铝的熔化温度范围是640~750℃。

对于不同的铝合金,其熔点可能不同,因此需要根据具体的熔化需求来调节熔化温度。

② 熔化时间:铝的熔化速度与熔化时间有关,熔化时间过长不仅会浪费能源,还会使得铝水中的气体和杂质增加。

因此,在选择熔化时间时,需要考虑铝的熔点、加热速度等因素。

③ 冷却速率:铝的凝固速率与冷却速率有关。

一般来说,铝的均匀组织和结构稳定需要较慢的冷却速率;而在一些加工过程中,需要较快的冷却速率以提高生产效率。

因此,在选择冷却速率时,需要根据具体需求进行合理调整。

④ 真空度和气压:在铝的熔化和凝固过程中,气体和杂质的减少对于提高加工品质和生产效率非常重要。

最新-八年级物理上册 第四章42熔化和凝固课件 人教新课标版 精品

最新-八年级物理上册 第四章42熔化和凝固课件 人教新课标版 精品
A、晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
B、晶体是在一定温度下熔化的,晶体熔 化时的温度叫熔点(melting point)
非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有 熔点)。
C、晶体从开始熔化到完全熔化处于固液 共存的状态,非晶体熔化时不存在固液共 存的状态。
几种晶体的熔点(0C)
物质 熔点 物质 熔点
物质
熔点
金刚石 3350 金
1064

0
钨 3410 银 纯铁 1535 铝
962 固态水银 —39 660 固态酒精 —117
各种 1300 铅 钢— 1400
各种 1200 锡 铸铁 左右
327 固体氮 —210 232 固体氢 —259
铜 1083 海波
48
固体氦 —272
思考与讨论
1、表内各物质都是晶体吗?
返回
讨论与练习
1、人们常说“下雪不冷化雪冷”这种说法 有道理吗?
2、我国黑龙江省北部最低气温曾经降到零 下52.3摄氏度,这时还能使用水银温度计吗? 应该使用什么样的液体温度计?
选择
下列物质中全部属于晶体的一组是
( D ): A.铁、食盐、松香 B.铝、石蜡、玻璃 C.冰、沥青、松香 D.萘、水晶、食盐
思考:硫代硫酸钠及松香在熔 化时温度的变化是否相同?
海波熔化演示 松香熔化演示 海波凝固演示
固体 分类
讨论 与练

固体
固体分类
晶 体: 有一定的熔化温度,叫熔点
海波、冰、石英、 水晶、食盐、萘、 明矾、各种金属
非晶体: 没有一定的熔化温度
松香、玻璃、蜂蜡、 沥青、橡胶
返回
晶体
非晶体
晶体和非晶体的熔化特点:

苏教版八年级物理目录及重难点

苏教版八年级物理目录及重难点

苏教版八年级物理目录引言一、奇妙的物理现象二、体验科学探究第一章声现象一、声音是什么二、声音的特征三、令人厌烦的噪声四、人耳听不见的声音综合实践活动第二章物态变化一、物质的三态温度的测量二、汽化和液化三、熔化和凝固四、升华和凝华五、水循环第三章光现象一、光的色彩颜色二、人眼看不见的光三、光的直线传播四、平面镜五、光的反射第四章光的折射透镜一、光的折射二、透镜三、探究凸透镜成像的规律四、照相机与眼睛视力的矫正五、望远镜与显微镜综合实践活动第五章物体的运动一、长度和时间的测量二、速度三、直线运动四、世界是运动的第六章物质的物理属性一、物体的质量二、用天平测物体的质量三、物质的密度四、密度知识的应用五、物质的物理属性第七章从粒子到宇宙一、走进分子世界二、静电现象三、探索更小的微粒四、宇宙探密第八章力一、力弹力二、重力力的示意图三、摩擦力四、力的作用是相互的第九章力与运动一、二力平衡二、牛顿第一定律三、力与运动的关系第十章压强和浮力一、压强二、液体的压强三、气体的压强四、浮力五、物体的浮与沉苏教版八年级物理重难点引言1、培养学生仔细观察的能力、提出问题的能力,使学生产生对物理学的兴趣2、知道什么是物理学,知道科学探究的环节和方法1.1 声音是什么探究声音的产生和传播的条件1.2 声音的特征1、声音的响度、音色2、区分声音的音调和响度的不同3、回声1.3 令人厌烦的噪声区分乐音和噪声,了解噪声的来源及危害,控制噪声的三种方法1.4 人耳听不见的声音人耳听不见声音的频率范围,超声波的应用2.1 物质的三态温度的测量1、液体温度计的工作原理的探究及使用2、温度计的读数2.2 汽化和液化1、蒸发和沸腾的异同2、影响液体蒸发快慢的因素3、水沸腾时的现象2.3 熔化和凝固1、探究晶体、非晶体的熔化过程,培养学生的观察能力、实验能力、概括能力2、指导学生通过对实验的观察、分析、概括,总结出固体熔化时温度的变化规律,并能用图象表示出来2.4 升华和凝华、水循环1、用物理语言解释生活中的升华、凝华现象2、物质三态之间的变化规律及吸热情况3.1 光的色彩颜色3.2 人眼看不见的光1、光的色散和色光的混合2、物体的颜色的决定因素3.3 光的直线传播运用光的直线传播解释影子、日食、月食等现象3.4 平面镜1、平面镜成像实验2、平面镜成像特点3、平面镜成像作图3.5 光的反射1、光的反射定律2、简单的光路图3、区分镜面反射和漫反射4.1 光的折射1、光的折射规律2、日常生活中的光的实例4.2 透镜1、区分凸透镜和凹透镜2、测量凸透镜的焦距3、凸透镜和凹透镜的三条特殊光线4.3 探究凸透镜成像的规律初步认识凸透镜成像的规律4.4 照相机与眼睛视力的矫正道照相机、眼睛的成像原理4.5 望远镜与显微镜两个透镜的组合5.1 长度和时间的测量1、刻度尺的使用2、长度测量的基本方法5.2 速度5.3 直线运动1、速度的理解及其计算2、理解匀速直线运动及其判断3、.平均速度的计算5.4 世界是运动的1、知道运动和静止的相对性及参照物的概念2、理解动能的定义和影响动能大小的因素6.1 物体的质量1、理解质量是物体的基本属性及质量单位的换算2、学会正确使用托盘天平6.2 用天平测物体的质量进一步熟悉使用托盘天平,会测量固体和液体的质量6.3 物质的密度1、密度的概念、公式、单位2、密度概念的建立6.4 密度知识的应用1、学会正确测量固体液体的体积2、能够用密度知识解决实际问题3、熟练运用密度公式及其变形公式解决实际问题6.5 物质的物理属性1、除状态、比热、密度外,物质的物理属性还有:硬度、透明度、导电性、导热性等2、比较物质的硬度7.1 走进分子世界分子动理论、物质的微观结构7.2 静电现象利用分子动理论解释现象,摩擦起电的实质8.1 力弹力1、弹力的形成原因,弹簧测力计的正确使用2、形变产生弹力8.2 重力力的示意图1、探究影响重力大小的因素和重力的方向2、探究得到重力的大小和物体质量的关系8.3 摩擦力1、知道静摩擦力和滑动摩擦力的区别2、探究改变摩擦力大小的因素8.4 力的作用是相互的1、探究力的三要素2、知道力的作用是相互的9.1 二力平衡二力平衡条件的应用9.2 牛顿第一定律牛顿第一定律、惯性9.3 力与运动的关系1、通过分析、归纳和推理建立牛顿第一定律2、加深对惯性现象的理解10.1 压强1、压强含义及计算2、增大和减小压强的方法3、压力和压强的不同10.2 液体的压强知道液体内部压强的规律10.3 气体的压强1、初步了解流体流动时压强的特点2、能够运用流体流动时压强的特点简单解释生活中的一些现象10.4 浮力1、了解下沉的物体也受到浮力的作用2、知道阿基米德原理10.5 物体的浮与沉探究物体浮沉的条件及其应用。

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(4-l-8 )

成正比。
4-1 半无限大区域中的相变问题
由式(4-l-7),系数A、B 可表示为 t t t m t m o B A erfc( as al ) erf 把系数A、B代入式(4-l-5)、(4-l-6) ,可得固相和液相

ts 2t s as 2 , 0 x X ( ), 0 x
(4-1-4a) (4-1-4b)
ts t0 , x 0, 0
4-1 半无限大区域中的相变问题
在液相区内
tl 2tl al 2 , X ( ) x , 0 x
第十三章 复合换热
第四章 凝固和熔化时的导热
发生熔化或凝固时的瞬态传热问题,通常属于“相变”或“移动
边界”问题。这些问题在许多工业领域都有重要的应用,如冰的 制造、土壤的冻融、金属铸件的凝固等。 近年来,蓄冷空调技术由于其在调节电力负荷中的重要作用已受 到广泛重视,合理控制冰或其他相变介质的冻融已成为提高设备 性能的重要因数。 在利用相变蓄热的太阳能系统中,存在着同样的相变传热问题。 在纯物质的凝固过程中,相变发生在一个确定的温度下,而且液 相和固相被一个明确的移动界面隔开。但对另一些情况,如混合 物、合金及非纯材料的凝固过程,凝固现象发生在一个相当宽的 温度范围内,此时液相和固相被一个移动的两相区域所分离。
在移动界面上温度是相变温度tm。另一个边界条件可由
界面上的热量平衡导得(参见图4-1):
qs ql s L dX ( ) , x X ( ) d
(4 -1 -2) 其中:qs和ql分别表示固相和液相中朝x正方向的热流
密度,负号表示热流指向x 的负方向;等式的最后一项 表示由于界面的移动而在单位时间里释放的潜热;L 是介质的熔化(凝固)潜热(单位为J/kg )。 考虑固相与液相的密度不同时,凝固过程中的质量平 衡会引起液相在x 方向的整体推移,但这一过程并不影 响导热,而单位分界面面积上在dτ时间内凝固的质量 总是为ρs dX 。 根据傅里叶定律,上式可改写为 (4 -l -3) ts tl dX ( )
(4-l -4c) (4-l-4d) (4-l-4e)
tl t , x , 0
tl t , x 0, 0
分界面x = X(τ)处的藕合条件为
ts tl tm , x X ( ), 0
ts tl dX ( ) s l s L , x X ( ), 0 x x d
4-1 半无限大区域中的相变问题
首先考虑一维半无限大区域中液体凝固问题。 参见图4-1,x = 0处是固相的一个边界,在τ时刻两相的
分界面在X(τ)处,远离分界面的液体的整体温度为t∞。 热量自液相经固相传到固相的外边界,同时在分界面 上系统释放出相变潜热。假定液相区的热量传递也是 单纯的导热方式,并且液、固两个区域的温度和物性 分别用下标l和s表示,则两个区域的温度分布应分别满 足以下导热微分方程:
有以下的形式:ห้องสมุดไป่ตู้
ts t0 Aerf
X ( ) 式中, 是一个待定的常数。若求得η,则有 2 as 上式表明凝固层的厚度与
as t0 Aerf t0 Berfc a tm l
(4-1-7)
X ( ) 2 as
第四章 凝固和熔化时的导热
本书仅介绍纯物质的相变,而且只限于一维问题。这
样的系统的特点是有着一个分界面以分隔热物理特性 不同的两个区域,这个分界面是作为时间的函数而移 动的。此外,热量在分界面上被吸收或放出。因为在 传热过程中,固-液界面是移动的,因而确定其位置是 求解此类问题的一个主要的目标。除了少数简单的情 况能得到精确的分析解之外,这类问题一般需要采用 数值求解。 以下主要介绍几个经典的分析解。虽然它们的适用条 件比较苛刻,但通过对分析解的讨论,可以了解凝固 (或熔化)导热过程的物理模型,以及影响这一过程的主 要因素。

ts 2t s as 2 , 0 x X ( ) x
tl t as 2l , x X ( ) x
2
(4 -l -la) (4 -l -lb)
4-1 半无限大区域中的相变问题
图4-1 半无限大区域中液体凝固和固体熔化时的导热
4-1 半无限大区域中的相变问题
(4-1-4f)

(4-1-4g)
4-1 半无限大区域中的相变问题
诺伊曼(F.Neumann)首先给出了这一问题的精确解形式:设解ts具
x (4-l-5) 2 as 它满足固相的导热微分方程(4-1-4a )及边界条件式(4-1-4b )。设解 tl具有以下的形式: x tl t0 Berfc ( 4-l-6 ) 2 al 它满足液相的导热微分方程(4-1-4c)、边界条件式(4 -1-4b)和初始 条件式(4-1-4e)。A、B待定。 将式(4-l-5 )、(4-1-6 )代入界面条件式(4-1-4f),可得
高等传热学内容

第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
导热理论和导热微分方程 稳态导热 非稳态导热 凝固和熔化时的导热 导热问题的数值解 对流换热基本方程 层流边界层的流动与换热 槽道内层流流动与换热 湍流流动与换热
第十章 自然对流 第十一章 热辐射基础 第十二章 辐射换热计算
s
T l T s L d , x X ( )
4-1 半无限大区域中的相变问题
4-1-1 半无限大空间内的凝固过程 一种液体具有高于凝固温度tm 的均匀温度t∞,它被限制 在x>0的半无限大空间内。在τ = 0时,x = 0的边界面 温度突然降到t0 < tm,并一直保持这一温度不变。由此 固-液两相的分界面开始向x正方向移动。需要确定两 相中的温度分布和分界面的位置。这一问题的完整的 数学描述为 在固相区内
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