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八年级物理上册第三章物态变化3.2熔化和凝固精品练习(附解析新人教版)

专题3.2  熔化和凝固
 
1.物质由固态变为液态的过程叫熔化,物质由液态变为固态的过程中叫凝固.熔化过程要吸热,凝固过程要放热.
2.固体分为晶体和非晶体两类.晶体在熔化过程中不断吸热,但温度保持不变,有固定的熔化温度,即熔点,如冰、海波、石英、水晶及各种金属.非晶体在熔化过程中不断吸热,温度不断升高,没有熔点,如蜡、松香、玻璃、沥青.
3.同种物质的凝固点和它的熔点相同。
4.晶体熔化条件:温度达到熔点,能继续吸热;晶体凝固条件:温度达到凝固点,能继续放热。
 
知识点一:熔化和凝固
1.物态变化:物质各种状态之间的变化叫做物态变化。
物质有三种基本形态,固态、液态和气态。
状态    形状(固定/不固定)    体积(固定/不固定)
固定    固定    固定
液态    不固定    固定
气态    不固定    不固定
物体的温度发生变化时,三种状态之间能发生相互变化。
2.熔化和凝固:
(1)物质从固态变成液态的过程叫做熔化,从液态变成固态的过程叫做凝固。
(2)注意区别熔化和溶化
熔化:是物质从固态变成液态的过程,是一种物态变化的过程,这个过程需要加热。所以用“火”旁“熔”,例如加热冰熔化为水,蜡加热要熔化。
溶化指固体溶解,是某固态物质,在另一种液态物质分散成单个分子或离子的扩散过程。此过程不需要加热,但是必须有液体,所以用三点水旁“溶”,如把糖放在水中溶化成糖水。

3.固体熔化和凝固时的温度变化规律
(1)注意:酒精灯外焰加热,水浴加热、并且加热的过程中要用搅拌器不断地搅拌冰块或者海波(被加热物体受热均匀)。
(2)现象:海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,当温度达到48℃时,海波开始熔化。在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度始终保持在熔点不变,直到熔化完后,温度才继续上升。停止加热,变成液态的海波又逐渐变成固态,温度还是始终保持在熔点不变,等到所有的海波全变成固态时,温度才又继续下降。
石蜡的熔化过程则不同,随着不断加热,石蜡的温度不断上升,在此过程中,石蜡由硬变软变稀,最后熔化为液体。停止加热,由稀变软,又变成固态,温度不断降低。
【例题1】(2019广西北部湾)下列过程属于熔化现象的是(    )
A.冰雪消融        B.霜满枝头         C.滴水成冰        D.樟脑片变小
【答案】A
【解析】A.冰雪消融是固体变成液体的过程,属于熔化现象,故A符合题意;B.霜满枝头是气体变成固体的过程,属于凝华现象,故B不符合题意;C.滴水成冰是液体变成固体的过程,属于凝固现象,故C不符合题意;D.樟脑片变小是固体变成气体的过程,属于升华现象,故D不符合题意。
【例题2】(2018·无锡)下列现象中由凝固形成的是(  )
A.冬天早晨草木上的霜             B.春天早晨常见的雾
C.钢水浇铸成火车轮               D.衣柜中的樟脑丸变小
【答案】C
【解析】霜是空气中的水蒸气在温度较低时直接凝华成固体小冰晶,属于凝华现象;雾是由空气中的水蒸气在温度降低时,放出热量液
化成的小水珠,属于液化现象;樟脑丸变小是升华现象;只有钢水浇铸成火车轮是由液态变成固态,属于凝固现象,所以C项正确.
【例题3】(2019湖北荆州)在探究“物质熔化规律”的实验中,小芳将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,并放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,如图甲所示。根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象,如图丙。请回答下列问题:
 
(1)如图甲中的器材安装顺序是     (选填“从上至下”或“从下至上”)。
(2)实验中某时刻温度计示数如图乙,此时温度计示数为     ℃。
(3)如图丙中     (选填“A”或“B”)是冰,熔化过程经历了     min。
(4)当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是     。
【答案】(1)从下至上(2)﹣4 (3)A;4(4)试管中的水达到沸点后不能继续吸热。
【解析】(1)在使用酒精灯时,需要用其外焰加热,所以要先根据酒精灯确定铁圈的位置。又因为使用温度计时,温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中,但不能碰到容器底和容器壁,所以要根据温度计的长度确定横杆的位置,因此按照“由下至上”安装实验装置。
(2)由图可知,温度计的分度值是1℃,温度计的读数是﹣4℃。
(3)分析图象A 可知,在0℃时,图线呈水平,此时的温度就是冰的熔点,熔化经历的时间为6min﹣2min=4min;
(4)冰全部熔化成水后继续用酒精灯不断地加热,当试管中的水与烧杯中的水均达到沸点后,烧杯中的水可以从酒精灯继续吸热,能够沸腾,但试管中的水可以达到沸点但无法从烧杯的水中继续吸热,因此试管中的水最终不会沸腾。
知识点二:熔点和凝固点
1.    根据物质在熔化时有无固定的熔化温度可将物质分为两类:晶体和非晶体。
(1)晶体:有固定的熔化温度的物质称为晶体,如海波、冰、石英、所有金属等。
(2)非晶体:没有固定的熔化温度的物质称为非晶体,如石蜡、沥青、玻璃、橡胶等。
2.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫做晶体的熔点,晶体都有一定的熔点,如冰的熔点是0℃、海波的熔点是48℃、萘的熔点是80℃。
(2)凝固点:晶体凝固时的温度叫做晶体的的凝固点,同种晶体的熔点与凝固点相同。
【例题4】(2019北京)在研究某物质熔化过程中温度的变化规律时,持续加热该物质,记录并描绘出了该物质温度随时间变化的图线,如图所示。根据图象可知该物质是   (选填“晶体”或“非晶体”),判断依据是     。
 
【答案】晶体;有熔点。
【解析】根据图象是否有不变的温度判断是晶体还是非晶体,要学会从图象中找出与晶体有关的信息,解题的关键是理解图象中每一阶段表示的含义及物质的状态。晶体和非晶体在熔化过程中的区别:晶体在熔化过程中,温度不变;非晶体在熔化过程中温度不断上升,晶体熔化时的温度为熔点。由图知,该物质在熔化过程中,温度保持80℃不变,所以该物质为晶体。并且熔点为80℃。
知识点三:熔化吸热和凝固放热
1.晶体熔化需要两个条件:温度必须达到熔点;让晶体继续吸热。晶体凝固也需要两个条件:温度必须降到凝固点;让晶体继续放热。
2.晶体在处于熔点和凝固点时,可能处于液态,可能处于固态,也可能处于固液共存状态。
【例题5】(2019黑龙江大庆)下列物态变化中,需要吸收热量的是(  )
A.冰雪消融    B.浓雾生成       C.露珠形成    D.窗花凝结
【答案】A
【解析】A.冰雪化成水是固态变为液态,是熔化现象,熔化需要吸热。故A正确;
B.雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化需要放热。故B错误;
C.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化需要放热,故C错误;
D.窗花是室内温度较高的水蒸气遇冷凝华形成的,凝华需要放热,故D错误。


 
一、选择题
1.(2019四川乐山)下列现象产生的过程中要吸热的是(  )
       
A. 壶口附近的“白气”         B. 北方的冬天,植物上的雾凇
C. 夏天的清晨,蜻蜓身上的露珠 D. 铁矿熔化成的铁水
【答案】D
【解析】A.壶口附近的“白气”是壶中冒出的水蒸气遇冷液化形成的,液化放热,故A不符合题意;
B.北方的冬天,植物上的雾凇是水蒸气凝华形成的固态小冰晶,凝华放热,故B不符合题意;
C.“夏天的清晨,蜻蜓身上的露珠是大气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化放热,故C不符合题意;
D.铁矿熔化成的铁水在熔化过程中放热,故D符合题意。
2.(2019湖南郴州)如图所示是海波熔化时温度随时间变化的图象。由此可判断(  )
 
A.海波是非晶体                      B.海波的熔化时间是5min    
C.海波的熔点是50℃                  D.海波在熔化过程中吸收热量,温度升高
【答案】C
【解析】(1)由图象可知,海波从第5分钟开始温度保持50℃不变,所以海波是晶体,其
熔点为50℃,约到第8min时熔化完成,则熔化过程持续了约8min﹣5min=3min,故AB错
误,C正确;
(2)海波是晶体,在熔化过程中吸收热量,温度保持不变,故D错误。
3.(2017·潍坊)如图所示是分别表示甲、乙、丙、丁四种物质熔化或凝固规律的图线,下列说法正确的是(  )
 
A.甲种物质是晶体,图线表示凝固过程       B.乙种物质是非晶体,图线表示熔化过程
C.丙种物质是非晶体,图线表示凝固过程     D.丁种物质是晶体,图线表示凝固过程
【答案】B
【解析】甲图线中有一段吸收热量而温度保持不变的过程,这是晶体的熔化图线;而丙图线有一段放出热量而温度不变的过程,这是晶体的凝固图线;乙图线是吸收热量温度逐渐上升,属于非晶体的熔化图线;丁图线是放出热量温度逐渐降低,属于非晶体的凝固图线,因此只有选项B正确.
4.把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中,如图所示。用酒精灯对烧杯底部慢慢加热,当烧杯中的冰块有大半熔化时,试管中的冰(  )
 
A.熔化一部分       B.全部熔化          C.一点也不熔化        D.无法判断
【答案】C
【解析】冰熔化需要的两个条件:一是温度达到0  ℃;二是周围的温度比0  ℃高.冰的温度比0 ℃低时,冰吸热升温,但不会熔化; 周围温度不比0 ℃高时,0 ℃的冰不能从周围吸热熔化.本题的试管放在烧杯中,对烧杯加热的结果:烧杯内的冰吸热熔化,当烧杯内的一部分冰熔化,烧杯内为冰水混合物时,它的温度保持为0 ℃不变,大试管放在烧杯里,周围是温度为0  ℃的冰水混合物,大试管内的冰不能从与它温度相同的周围吸热,所以试管内的冰不会熔化,选项C正确.
5.(2018黑河)下列物态变化中,属于凝固的是(  )
A.寒冷的冬天,湖水结成冰                B.炎热的夏天,冰棍周围冒“白气”
C.初冬的清晨,地面上出现霜              D.秋天的夜晚,草叶上出现露珠
【答案】A
【解析】凝固是液态变为固态,水结冰是凝固现象,A项正确;B,D两项都属于水蒸气的液化现象;C项则属于水蒸气的凝华现象,故应选A.
6.如图所示,把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中,用酒精灯在底部慢慢加热,当烧杯中的冰块大部分熔化时,试管中的冰(  )
 
A.也熔化一部分              B.全部熔化
C.一点都没有熔化            D.下边的熔化,上边的没熔化
【答案】C
【解析】晶体熔化的条件是温度达到熔点且能继续吸热,烧杯中的冰块没有熔化完之前温度不变,始终是0 ℃;试管中的冰温度能达到0 ℃,但此时其温度与烧杯中冰水混合物的温度相同,无法继续吸热,因此不能熔化.
7.(2019湖南株洲)某物质在冷却过程中温度的变化曲线如图所示。据图知,这物质(  )
 
A.是非晶体         B.在t1时刻是固态    C.在t2时刻是液态       D.在t2时刻正放热
【答案】D
【解答】A.由图知,该物质有一段时间温度保持不变,所以该物质是晶体,故A错误;
B.在t1时刻该物质还没有开始凝固,处于液态,故B错误;
CD.在t2时刻是凝固过程中处于固液共存状态,此时不断放热,但温度没有降低,故C错误,D正确。
8.(2017·济宁)炎热的夏天,小红从冰箱冷冻室中取出一些冰块放入可乐杯中,经过一段较长时间后,杯中的冰块全部变成了液态,下图中能正确反映冰块物态变化过程的是(  )
 
【答案】B
【解析】冰属于晶体,晶体熔化的条件是温度达到熔点且要吸收热量,当冰块温度低于0 ℃时,它吸热升温,状态不变,当
达到熔点后,吸收热量开始熔化,在熔化过程中吸收热量,而温度保持不变,直到冰全部熔化为水后,再从外界吸收热量,温度升高,所以B选项中图象是正确的.
9.下图是对冰加热时其温度随时间变化的图像,由图可知(  )
 
A.BC段是一个放热过程                   B.冰的熔点是0 ℃
C.CD段该物质处于气态                   D.DE段表示冰的熔化过程
【答案】B
【解析】此图像综合考查了冰的熔化和水的沸腾.冰是晶体,熔化过程温度不变,继续吸热.CD段是冰熔化完后的升温过程,处于液态;DE段表示水的沸腾过程.选项B正确.
10.(2019山东泰安)下列自然现象中的物态变化,需要吸热的是(  )
A.春天,河道冰雪消融                    B.夏天,山间云雾蒸腾    
C.秋天,花草凝结露珠                    D.冬天,草木挂满白霜
【答案】A
【解析】A.春天,冰雪消融,固态冰变成液态水,属于熔化现象,熔化吸热,故A正确;
B.雾是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,属于液化现象,液化放热,故B错误;
C.露珠是由空气中的水蒸气液化而成的,液化放热,故C错误;
D.霜,是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶,属于凝华现象,凝华放热,故D错误。
11.如图所示是甲、乙两种物质的熔化图象,下列说法正确的是(  )
 
A.0~4min甲比乙吸热多                     B.4~8min甲不吸热
C.0~10min甲和乙内能不断增加              D.0~10min甲和乙温度不断升高
【答案】C
【解析】(1)相同时间吸收的热量相同;
(2)明确图象中横纵坐标所表示的内容,可以看出物质的温度整体呈上升趋势,且有一段时间物质吸热但温度不再高,说明这是晶体熔化的图象,熔化过程吸热温度不变;
(3)无论晶体还是非晶体吸热内能都增加;
(4)晶体熔化过程吸热温度不变;非晶体吸热温度升高。
A.加热相同的时间,吸收的热量相同,故0~4min甲乙吸热一样多,故A错误;
B.甲物质的温度整体呈上升趋势,且有一段时间物质吸热但温度不再高,说甲是晶体熔化的图象,熔化过程吸热温度不变;乙吸热温度一直升高是非晶体,故B错误;
CD.0~10min甲和乙都吸热,内能都不断增加,只是甲是晶体,吸热温度不变,乙是非晶体,吸热温度升高,故C正确,D错误。
12.(2019山东临沂)右图是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线。由图可知该物质(  )
 
A. 是晶体,熔化持续了8min    B. 在A点是液态,B点是固态
C. 在A点的内能比B点的小    D. 在OA段的比热容比BC段的大
【答案】C
【解析】ABC、由图象知,该物质在熔化过程中保持50℃不变,所以熔点为50℃,并且为晶体,物质在A点为固态,B点熔化结束为液态,熔化时间由4min开始到8min结束,共4min。
晶体在熔化过程虽然温度保持不变,但要不断吸热,内能增大,故在A点的内能比B点的小。故AB错误,C正确;
D、由图象可知,相同的时间内OA段升高的温度大于BC段升高的温度,由Q=cm△t可知:当吸收的热量和质量都相同时,△t越大比热容就越小,所以在OA段的比热容比BC段的小。故D错误。
13.(2019山东德州)下列物态变化中属于吸热现象的是哪一组(    )
①初春:冰雪消融 ②盛夏:洒水降温 ③深秋:浓雾弥漫 ④严冬:凝重的霜
A.①②    B.②③    C.③④    D.①④
【答案】A
【解析】物质在发生物态变化时必然要伴随着吸放热的进行,其中熔化、汽化、升华过程需要吸收热量,凝固、液化、凝华过程需要放出热量
①初春,冰雪消融是物质由固态变为液态的过程,是熔化过程,熔化吸热;故①符合题意;
②盛夏,洒水降温是液态水变成水蒸气是汽化现象,汽化吸热,故②符合题意;
③深秋:浓雾弥漫是水蒸气遇冷液化放热形成的,故③不符合题意;
④严冬:凝重的霜霜是空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶,是凝华过程,凝华放热,故④不符合题意。
综合分析①②符合题意,故A正确,BCD错误。
二、填空题
14.海波在熔化过程中不断吸热,温度  (选填“升高“或“不变”);说明海波属于  (选填“晶体”或“非晶体”)
【答案】不变;晶体。
【解析】海波在熔化过程中,不断吸收热量,温度不变,有固定的熔点,所以海波是晶体。
15.如图是A、B两种物质的熔化图象,由图象可知  (填“A”或“B”)物质是晶体,该晶体的熔点是  ℃
 
【答案】A;80.
【解析】考查熔化和凝固的温度—时间图象.晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点,因此根据图象中观察是否有固定熔点区分晶体和非晶体,同时熔化时,温度不变,该温度为熔点.从图中可知,A在熔化过程中吸收热量,温度保持80℃不变,所以B是晶体,且熔点为80℃.
16.在1标准大气压下,保温瓶中盛有半瓶0摄氏度的水,现将温度为﹣10摄氏度的冰投入水中,并盖上瓶盖,将会发生的现象是     。理由是                       .
A.水的质量减少,冰的质量增加;    B.水和冰的质量都不变;
C.水的温度降低,冰的温度升高;    D.水和冰的温度都不变
【答案】A。因为温度较低的冰块放进温度较高的水中后,要发生热传递,﹣10℃的冰块吸热后温度升高,由于0℃的水较多,故冰块能吸收足够的热量升温到0℃,0℃的水放热后,温度不变,由液态水凝固成0℃的冰,故水的质量减少,冰的质量增加。
【解析】考查凝固与凝固放热特点.0℃是水的凝固点,是冰的熔点,所以在0℃时如果能吸热,冰会熔化,如果能放热,水会凝固。
因为温度较低的冰块放进温度较高的水中后,要发生热传递,﹣10℃的冰块吸热后温度升高,由于0℃的水较多,故冰块能吸收足够的热量升温到0℃,0℃的水放热后,温度不变,由液态水凝固成0℃的冰,故水的质量减少,冰的质量增加。
17.如图甲所示,探究冰的熔化特点,将装有碎冰的试管直接放置在空气中,不用酒精灯加热,这样做不但使试管均匀受热,而且冰的温度升高较   (选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。图乙是根据实验数据绘制的冰熔化时温度随时间变化的图象。由图象可知,在第8分钟末,试管里的冰处于    (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”),冰在熔化过程中温度           。
 
【答案】慢;固液共存态;不变。
【解析】本题是探究“冰熔化过程的规律”的实验,考查了加热的方法、晶体熔化过程的特点及对熔化图象的分析。学生分析物质熔化的图象,是本实验中应该掌握的基本技能之一,从图象中获取有效的信息,也是物理实验中经常运用的。
(1)冰的熔点为0℃,所以装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不但能使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高较慢,便于记录各个时刻的温度。
(2)由图象可知,冰从4min开始熔化,到10min熔化完成,在第8分钟末,试管里的冰处于熔化过程,处于固液共存状态;
(3)冰吸收热量温度升高,达到熔点,在熔化过程中,继续吸收热量,温度保持不变。
三、实验探究题
18.(2019福建)如图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置°
(1)如图乙温度计的示数为     ℃。
(2)如图丙是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图象。海波熔化过程对应图线中的     段(选填“AB”或“BC”)其熔点为     ℃.熔化过程中海波吸收的热量     放出的热虽(选填“大于”“小于“或“等于”)。
(3)用质量为m1的海波做实验,绘制的海波的温度随时间变化的图线如图丁中的a。若用质量为m2(m2>m1)的海波做实验,得到的图线可能是图丁中的   (选填“b”“c”或“d”)。
【答案】(1)46;(2)BC;48;大于;(3)c。
【解析】由图可知,
(1)由图乙知:温度计上10℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是1℃,即此温度计的分度值为1℃,温度计示数为46℃;
(2)如丙图,海波在BC段吸收热量,温度保持不变,所以BC段海波处于熔化过程。其熔点为48℃.熔化过程中海波吸收的热量用来熔化,故大于放出的热量;
(3)由题可知,其他条件不变,仅将海波的质量增加,海波的熔点是不变的,但是b、d表示熔点都变了,所以bd错误,c正确。
19.(2019湖南湘潭)某固态物质加热时,其温度随时间的变化关系如图2所示,请分析并回答:
 
(1)这是  (选填“晶体“或非晶体”)的  图象(选填“熔化”或“凝固”)
(2)第10min时该物质处于  态(选填“固”或“液”)。
(3)该物质的熔点是  ℃。
(4)组装图1中的实验器材时,应该  (填“从上往下”或“从下往上“)组装。
【答案】(1)晶体;熔化;(2)液;(3)80;(4)从下往上。
【解析】(1)由图象可知,第3min时这种物质开始熔化,在第9min熔化结束,该过程中温度保持在80℃不变,所以这是晶体的熔化过程;
(2)由图象可知,在第9min熔化结束,第10min时该物质处于液态;
(3)由(1)分析可知,该物质的熔点是80℃;
(4)安装实验器材时需要先固定下面的位置,能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,然后再调整上面的位置,使温度计的玻璃泡完全接触水,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底,故从下往上安装。
20.(2019•德州)小强对热现象的有关实验进行如下探究:
 
(1)在探究“冰熔化时温度的变化规律”实验中用“水浴法”加热,其目的是使冰  ;根据图甲可知,冰属于  (选填“晶体”“非晶体”)。
(2)完成上述实验后,小强换用其它装置继续探究“水沸腾时温度变化的特点”。加热一段时间后,烧杯内的水温度升高,是通过  方式增加水的内能。图乙水的沸点没有达到100℃,可能是当地大气压强  (选填“高于”、“低于”或“等于”)1标准大气压。
(3)结合两次实验图象可知:冰的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是   。
【答案】(1)均匀受热;   晶体;(2)热传递; 低于;(3)继续吸热,温度不变。
【解析】(1)实验装置用水浴法加热,可以使冰均匀受热;
由表格数据知,冰在熔化过程中,继续吸热、温度保持不变,有一定的熔化温度,因此冰属于晶体。
(2)实验中,水从火吸收热量、内能增加、温度升高,是通过热传递的方式增加水的内能。
由图知,由所绘制的乙图象可知,水的沸点低于100℃,此时周围环境的大气压低于一标准大气压;
(3)冰是晶体,晶体在熔化的过程中需要吸热,但温度不变;水在沸腾时,吸收热量,但温度不变。
21.(2017·河南)小聪在“探究晶体的熔化规律”实验中,所用装置如图所示.下表为他记录的实验数据,请根据装置图和表中数据回答下列问题:
 
 
(1)实验时,将装有晶体的试管放入盛有水的烧杯中加热,试管在水中的深度要适当.其“适当”的含义是:___________________和____________________。
(2)该晶体的熔点是______℃。
(3)小聪从数据中还发现:该物质在开始2 min比最后2 min升温快,这是由于它在固态时的吸热能力比液态时的吸热能力________(填“强”或“弱”)造成的。
【答案】(1)试管不接触烧杯底也不接触烧杯壁 试管中装有晶
的部分完全浸没在水中 (2)0 (3)弱
【解析】实验中要求试管不接触烧杯底也不接触烧杯壁,试管中装有晶体的部分完全浸没在水中,否则会使晶体受热不均匀.晶体熔化时虽然继续加热,但温度保持在熔点不变,所以由表中数据看出该晶体的熔点为0 ℃.该物质在开始2 min比最后2 min升温快,表明升高相同的温度固态比液态吸收的热量少,说明它在固态时吸热能力比液态时的吸热能力弱。

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