例題 在水中摻入食鹽會(huì)降低水的凝固點(diǎn)嗎？
小明把 0℃的碎冰塊放在保溫杯中,在冰塊中撒一些食鹽,攪拌后用溫度計(jì)插在碎冰塊內(nèi)測(cè)量其溫度,發(fā)現(xiàn)所測(cè)得的溫度降到了 0℃以下。小明覺(jué)得很奇怪,他認(rèn)為物體只有放熱后溫度才會(huì)降低,周圍環(huán)境的溫度都比 0℃高,冰塊怎么會(huì)向周圍放熱呢？請(qǐng)你幫助小明想一想,這個(gè)現(xiàn)象可能有幾種解釋？你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證或否定你的解釋嗎？
點(diǎn)撥 純水的凝固點(diǎn)是 0℃,海水的凝固點(diǎn)約為 - 1.8℃,從理論上說(shuō),水中如果摻有食鹽,其凝固點(diǎn)會(huì)降低,而小明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也正好說(shuō)明了這一點(diǎn)。你的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明這個(gè)結(jié)論？你又如何解釋？這個(gè)問(wèn)題相當(dāng)有趣,建議你先思考或查閱相關(guān)資料,然后與同學(xué)討論,最后認(rèn)真做一下實(shí)驗(yàn)。
答案：可能的解釋
1. 食鹽摻入水中降低了混合物的凝固點(diǎn)，原0℃的冰塊溫度高于新凝固點(diǎn)，發(fā)生熔化吸熱，導(dǎo)致溫度降至0℃以下。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（驗(yàn)證解釋）
對(duì)照組：取等量純水，裝入容器，插入溫度計(jì)，放入低溫環(huán)境（如冰箱冷凍室），記錄開(kāi)始凝固時(shí)的溫度（應(yīng)為0℃）。
實(shí)驗(yàn)組：取等量食鹽水（含一定比例食鹽），重復(fù)上述步驟，記錄開(kāi)始凝固時(shí)的溫度。
結(jié)論：若食鹽水凝固溫度低于0℃，證明食鹽降低水的凝固點(diǎn)。
對(duì)小明疑惑的解釋
冰塊原本處于0℃（純水凝固點(diǎn)），加鹽后混合物凝固點(diǎn)降低（設(shè)為*t*，*t*＜0℃）。此時(shí)冰塊溫度（0℃）高于新凝固點(diǎn)*t*，發(fā)生熔化（固態(tài)→液態(tài)），熔化需吸收熱量（可來(lái)自周圍環(huán)境或自身），導(dǎo)致體系溫度降至新凝固點(diǎn)*t*（0℃以下），故溫度計(jì)示數(shù)降低。
1. 春天,冰雪消融,這是
熔化
(填物態(tài)變化名稱,下同)現(xiàn)象；出爐的鋼水變成鋼錠,這是
凝固
現(xiàn)象。
答案：熔化
凝固
2. 我國(guó)北方冬季存放蔬菜時(shí),人們常在地窖里放幾桶水,這是利用水
凝固
(填物態(tài)變化名稱)時(shí)
放
(吸/放)熱,以防蔬菜被凍壞。
答案：凝固
放
3. 學(xué)習(xí)物態(tài)變化時(shí),老師寫了一副對(duì)聯(lián),上聯(lián)是“杯中冰水,水放熱結(jié)冰溫度不降”；下聯(lián)是“盤內(nèi)水冰,冰吸熱化水溫度未升”。該對(duì)聯(lián)先后包含的兩種物態(tài)變化分別是
凝固
和
熔化
。同時(shí),它還說(shuō)明了冰是一種
晶體
(晶體/非晶體)。
答案：凝固
熔化
晶體
4. 將一瓶冰凍的礦泉水放在桌上,一會(huì)兒瓶壁會(huì)出現(xiàn)許多小水珠,這是
液化
現(xiàn)象。在瓶?jī)?nèi)冰塊逐漸熔化的過(guò)程中,瓶?jī)?nèi)水的溫度
不變
(升高/降低/不變)。
答案：液化
不變
5. 如圖 4 - 3 - 2 所示是某物質(zhì)物態(tài)變化時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖像。由圖可知,該圖像是
凝固
(熔化/凝固)時(shí)溫度變化曲線,該物質(zhì)的熔點(diǎn)是
80
℃。
答案：凝固
80
6. 根據(jù)右表所提供的數(shù)據(jù)(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)可知：
|物質(zhì)|凝固點(diǎn)/℃|沸點(diǎn)/℃|
|酒精| - 117|78|
|水銀| - 39|357|
(1)80℃的酒精是
氣
態(tài)。
(2)在北方寒冷的季節(jié)里,最低氣溫可達(dá) - 50℃,此時(shí)應(yīng)選用
酒精
(酒精/水銀)做溫度計(jì)的測(cè)溫液體。
答案：氣
酒精
7. 火箭剛發(fā)射時(shí),高溫的火焰噴向發(fā)射架和地面,如果不采取適當(dāng)措施,發(fā)射架遇到這樣高溫的火焰會(huì)
熔化
。為了保護(hù)發(fā)射架,人們采用“噴淋”的方法。我們?cè)陔娨暽峡吹交鸺盏乃查g,伴有迅速擴(kuò)展的龐大白色氣團(tuán),這是水蒸氣遇到周圍較冷的空氣
液化
形成的。
答案：熔化
液化
