2021-2022学年人教版八年级物理上册第三章第3节 汽化和液化 教案

汽化和液化
教材分析
本节课的内容共分为三个部分，分别是汽化的两种方式，即“沸腾”和“蒸发”，还有“液化”现象。教材重点突出了“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验探究过程，通过该实验，不仅能锻炼学生的动手操作能力、现象观察能力、信息收集能力，更能培养学生的数据处理能力、归纳总结能力，以及在实验过程中思考问题、解决问题的能力，体现了新时代核心素养背景下培养学生的总要求。
教学建议
1.对于汽化和液化的概念教学，可以让学生从生活实际出发来感知汽化现象，然后通过“想想做做”中的实验引入汽化和液化的概念，也可以在复习熔化和凝固的基础上引入概念。
2.对于沸腾现象，学生并不陌生，几乎每天都能接触到，但对于沸腾的全过程，学生未必清楚，对沸腾时有什么特征以及沸腾前后有什么变化就更不一定了解了，所以教师要注意引导学生仔细观察实验现象。在探究的过程中，可就“如何让水尽快沸腾”的问题让学生展开讨论，突出实验的设计思想，提高学生的信息收集能力。此外，学生在本章第1节中已经学习了温度计的使用，在第2节的晶体熔化和凝固实验中也熟悉了基本的实验器材，初步掌握了数据处理的方法，这些原有的经验对于本节课的实验探究将会起到正向迁移的作用。
3.对于蒸发知识的教学，由于学生能较容易地总结出影响蒸发快慢的因素，因此可以把教学重点放在汽化吸热的作用的内容上，通过举例一类引导学生的思维。比如，手背上擦酒精会感到凉，夏天在地面上洒水会感到凉快等实际生活中的例子。教学中可以将沸腾和蒸发现象进行对比找出它们的相同点和不同点，渗透研究问题的科学方法。
4.对于液化知识的教学，建议从生活实际出发，让学生通过熟悉的事例来感知液化现象。还可以多举一些例子，提供真实的现象让学生思考，拓展其思维空间。
教学目标
1.通过生活中的现象，知道物质的液态和气态之间可以相互转化，知道什么是汽化和液化。
2.知道沸腾是汽化的一种形式，了解沸点的概念，能够用沸点解释生活中的一些现象。
3.通过对水的沸腾现象的实验探究，学会用图象描述水沸腾时温度的变化情况，知道沸腾图象的物理含义，体会利用图象处理数据的方法在探究物理规律中的作用
4.能在实验前对沸腾的特点做出合理猜想，初步具备制订实验方案的能力；通过经历探究的过程，提高收集信息和处理数据的能力；能够对实验结果进行评估和交流，对探究的过程进行反思。
5.能区别沸腾和蒸发。
6.通过探究活动，激发学生的求知欲，明白实验探究在科学研究中的重要作用。能将所学知识应用于实践，具有社会责任感。
重点难点
重点
探究水沸腾时的温度变化特点以及沸腾的条件。
难点
利用图象处理数据并得出规律。
教学准备
教师准备
多媒体课件、温度计、铁架台、养生锅及配套加热装置、烧瓶、酒精灯、抽气针筒等
学生准备
课前预习本节课的内容
教学设计
ー、设置情境，引入概念
【教师活动】
播放电影《野外求生》中利用阳光使海水汽化获取淡水资源的视频片段。
【学生活动】
观看视频。
【教师活动】
提问：
1.同学们，请大家思考一下，电影中的主人公是如何获取淡水的？
2.在获取淡水的过程中，水的状态都经历了哪些变化？
【学生活动】
思考、讨论后回答：
1.先让水变成水蒸气，再令水蒸气变成水。
2.先由液态变成气态，再由气态变成液态。
【设计意图】
通过视频，让学生思考获取淡水的方法，同时激起学生强烈的生命意识及社会意识，即应将所学知识应用于生活实践。
【教师活动】
演示实验：向透明塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，排尽空气用绳把口扎紧，然后放入热水中；之后再把塑料袋从热水中取出再放入冷水中。请同学们观察塑料袋的变化，闻一闻、看一看塑料口袋内有什么，并猜想这可能是什么原因。
【学生活动】
分小组讨论：为什么塑料袋在热水中会鼓起，而在冷水中却变瘪了？
【教师活动】
总结归纳：物质的液态和气态之间可以相互转化。物质从液态变为气态的过程叫做汽化；从气态变为液态的过程叫做液化。
【设计意图】
通过实验，自然过渡到汽化和液化的概念，符合学生从感性认识到理性认识的认知特点。
【教师活动】
提问：同学们，你们还能不能举出一些汽化或者液化的现象？
【学生活动】
思考生活中的现象，尝试回答：例如，洒在地面上的水不见了，晾在太阳下的湿衣服变干了等。
二、新课教学
[活动1]了解沸腾和蒸发的定义
【教师活动】
提问：烧开水和地面的水逐渐变干，这两个过程的剧烈程度一样吗？
【学生活动】
思考后回答：烧开水比较剧烈，而地面上的水变干的过程比较缓慢。
【教师活动】
小结：比较缓慢的汽化方式叫做蒸发；比较剧烈的汽化方式叫做沸腾。蒸发和沸腾是汽化的两种方式。
【设计意图】
通过蒸发和沸腾现象剧烈程度的对比，让学生了解两种汽化方式的突出特点。
[活动2]探究水沸腾时温度变化的特点
提出问题、猜想和假设
【教师活动】
提问：
(1)我们平时烧水时，是如何判断水“开”了呢？
(2)沸腾前和沸腾时，水中气泡的多少、大小的变化情况一样吗？
(3)我们知道，沸腾时除了有大量气泡产生，水的温度也很高，那么，随着加热水的温度是一直在升高吗？
【学生活动】
思考后回答。
【教师活动】
过渡：要想找到这些问题的答案，必须进行实验探究。
【设计意图】
用问题链的形式提示学生在后续实验中要注意观察气泡的大小变化以及温度变化，了解沸腾的全过程和细节。
设计实验与制订方案
【教师活动】
提问：我们想得出水沸腾时温度变化的特点，还应补充什么装置？
【学生活动】
思考、讨论后回答：温度计。
【教师活动】
怎样才能既节约能源又让水尽快沸腾呢？
【学生活动】
①用热水；②加盖；③水装少点
【教师活动】
以你的经验，装多少水比较合适？
【学生活动】
水要没过温度计的玻璃泡。
【学生活动】
通过问题引导，使学生能在探究前对沸腾的特点做出合理猜想，初步具备制订实验方案的能力。
获取和处理信息
【教师活动】
注意事项：
(1)实验中要注意观察水沸腾前和沸腾时的现象以及温度变化的特点
(2)当水温到达90℃时再开始计时，每隔0.5 min记录一次温度，水沸腾后再记录3 min的数据，之后熄灭酒精灯。
(3)将表格中的数据描点在坐标纸上，画出温度随时间变化的图象。
请同学们组装好器材，分工合作，注意安全。
【学生活动】
两人一组，组装器材，进行实验探究。根据表格中记录的数据在坐标纸上作出温度随时间变化的图象。
【设计意图】
经历探究的过程，提高收集信息和处理数据的能力。
得出结论并做出解释
【教师活动】
提问：在水沸腾前和沸腾时，液面有何变化？沸腾时汽化在哪些部位发生？
【学生活动】
根据实验现象回答问题。
沸腾前液面比较平静，沸腾时液面有大量气泡破裂。沸腾时汽化发生在水的各个部位。
【教师活动】
总结归纳：因此，沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。在沸腾前和沸腾时，水中气泡产生的多少及大小变化情况如何？
引导：为了更清楚地看清气泡的变化情况，我们将视频回放一下。（提前用养生锅录制沸腾前后的过程视频)我们看到沸腾时产生了大量气泡，且气泡不断上升并逐渐变大，到水面时破裂开来。
【学生活动】
沸腾前，气泡较少，越向上越小；沸腾时，产生大量气泡，越向上越大。
【教师活动】
水在沸腾前和沸腾时温度变化有何特点？
展示学生作出的图象。
【学生活动】
总结：沸腾前，随着加热，水温逐渐升高；沸腾时，水不断吸热，但温度不变。
【教师活动】
总结归纳：看来，水沸腾时有确定的温度。当我们撤去酒精灯停止加热后，沸腾不再继续进行。生活中用电热水壶烧水时，水沸腾后会自动断电，水就不再沸腾了。可见，沸腾需要满足一定条件，即达到一定的温度，还要不断加热。
【设计意图】
实验前的问题串可以让学生对实验目的有更明确的认识。让学生带着问题去探究，既能节约时间，又能帮助学生抓住观察要点。实验后的问题串可以检验学生的实验成果，通过学生的自我表述及教师的及时反馈，让学生更好地掌握了沸腾的特点，此过程中更好地培养了学生的科学探究能力。
【教师活动】
总结归纳：各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。
不同液体的沸点一般不同。看教材第60页“小资料”中几种液体的沸点：水的沸点为100℃，酒精的沸点为78℃，液氮的沸点为-196℃。但同学们绘制的图象上水的沸点却不是100℃，这是怎么回事？
【学生活动】
认真思考，讨论交流后得出可能的原因：(1)温度计没有校准。(2)气压不是1个标准大气压。
【教师活动】
总结归纳：沸点受气压影响，气压高则沸点高，气压低则沸点低。高原上气压低，水在70℃可能就沸腾了。
请同学们观察这么一个现象（用烧瓶和抽气筒演示二次沸腾现象)，该如何解释？
【学生活动】
思考讨论后回答：开始时，气压高于1个标准气压，水沸腾时的温度高于100℃；撤去酒精灯后，虽然不再加热，但抽气后烧瓶内的气压降低，水的沸点就降低了，所以虽然不再加热，但水还是再次沸腾了。
[活动3]了解蒸发在生活中的应用
【教师活动】
请同学们举几个生活中蒸发的例子
定义：在任何温度下都能发生的汽化现象叫蒸发。
【学生活动】
举例，体会蒸发在任何温度下都能发生。
【设计意图】
加强学生对蒸发现象的认识。
【教师活动】
把酒精擦在手背上，手背有什么感觉？
【学生活动】
操作、感受、思考并回答。
【教师活动】
把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上，用扇子扇，温度计的示数有什么变化？如果温度计上不涂酒精，用扇子扇，温度计的示数会变化吗？问题：通过以上实验中的现象和你的感受，能得到什么结论？
【学生活动】
液体在蒸发的过程中吸热，使液体及与液体接触的物体的温度下降。
【教师活动】
举例反馈，提问：同学们，你们能否利用生活中的例子说明蒸发的应用？
【学生活动】
思考并回答：
(1)夏天在地面上洒水感到凉快
(2)人们在高温的天气里大汗淋漓
(3)天热时，狗常常把舌头伸出来
【设计意图】
通过让学生回答问题，培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。
[活动4]了解液化现象
【教师活动】
请同学们举出一些生活中液化的现象，并解释其变化的过程。
【学生活动】
思考并回答：
(1)北方的冬天，呼出“白气”
(2)戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内，镜片上蒙上白雾
(3)清晨，路边草上的露珠
【教师活动】
通过对上面现象的分析，归纳液化的条件。
【学生活动】
思考并总结：温度降到足够低。
【教师活动】
演示实验：用注射器密封住一些酒精，向外拉动活塞，酒精会变成气体，再向内推活塞，酒精又变成了液态。
提问：上面的实验是通过什么方式使酒精蒸气液化的？
【学生活动】
思考并总结：压缩体积。
【教师活动】
小结：液化有两种方式，即降低温度和压缩体积。
演示实验：在倾斜放置的试管中加一些水，再用酒精灯加热。当水沸腾后，在试管口放置一个盛有适量水的烧杯，当见到烧杯底部有水蒸气液化的水滴出现后，烧杯中温度计的示数就会明显上升。
【学生活动】
观察、思考并归纳结论。
【设计意图】
通过演示实验，帮助学生理解液化的两种途径和液化放热。
【教师活动】
请解释一下，为什么人被100℃的水蒸气烫伤要比被100℃的开水烫伤严重？
【学生活动】
思考并回答：100℃的水蒸气变成100℃的水的过程会放出大量热。
三、作业设计
[随堂练习]
1.关于蒸发和沸腾，下列说法中正确的是（ ）
A.蒸发和沸腾都可以在任何温度下进行
B.液体沸腾时需要不断吸热，温度不断升高，蒸发时温度不升高
C.蒸发和沸腾都是在液体表面发生的汽化现象
D.蒸发和沸腾都是物质从液态变为气态的现象
2.如图所示是水的沸腾图象，下列说法中正确的是（ ）
温度/℃
B C
A
时间/min
A.在图象的AB段中，水不断吸收热量，温度逐渐升高，处于沸腾状态B.在图象的BC段中，水不断吸收热量，温度逐渐升高，处于沸腾状态C在图象的AB段中，水不断吸收热量，温度不变，处于沸腾状态
D.在图象的BC段中，水不断吸收热量，温度不变，处于沸腾状态
3.水烧开时，壶嘴冒出许多“白气”，这些“白气”是（ ）
A.水蒸气 B.小水珠 C.热空气 D.白烟
4.关于液化，下列说法中正确的是（ ）
A.降温可以使所有气体液化
B.压缩体积可以使所有气体液化
C.液化过程是个吸热过程
D.液化过程是个放热过程
答案
1.D 2.D 3.B 4.AD
[课后作业]
1.教材第63页第1～3题。
2.“纸锅”可以将水烧开吗？自制实验，录制视频。
板书设计
第3节 汽化和液化
1.汽化和液化
汽化——物质从液态变为气态的过程叫做汽化。
液化——物质从气态变为液态的过程叫做液化。
2.汽化的两种形式
(1)沸腾：在一定温度下，液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。液体在沸腾的过程中要吸热。
①沸点：液体沸腾时的温度叫沸点。
②沸腾时的特点：继续吸热，温度保持不变——沸点。
③沸腾的条件：温度达到沸点，继续吸热。
(2)蒸发：在任何温度下都能发生的汽化现象。
(3)沸腾和蒸发的区别。
3.液化
(1)物质从气态变为液态的过程叫做液化。气体发生液化时要放出热量。
(2)气体液化的两种方法：
①降低温度。
②压缩体积。
教学反思
本节课的教学设计中，首先通过视频引入新课的学习，但并没有直接给出汽化和液化的概念，而是在学生了解了获取淡水的过程和观察了实验现象后，才引出主题，旨在让学生主动思考、积极参与，变被动接受学习为主动发现学习。在实验探究环节及实验后结果的分析环节中，教师采用环环相扣的问题链形式与学生形成良性互动，让学生在问题的指引下，通过讨论与合作不断形成新的认识，符合新课程改革背景下以培养学生核心素养为主要任务的教学观，同时也体现了新课程倡导的探究学习、合作学习的学习方式观。最后，教师通过几个生活实例，让学生体会到生活中物理无处不在，并且安排了课下自制科学小实验的作业，将课堂探究延伸到了课外，让学生感觉到科学不仅仅是科学家的事，我们每个人都可以成为小小科学家，这种潜移默化的科学精神的熏陶，对学生成长的影响是深远的。
教学拓展
误区解释
烧开水的时候冒的“白气”是水汽化形成的。
这种说法是不对的。烧开水时，水受热沸腾后变成水蒸气，水蒸气遇到外界比较冷的空气后，放出热量，液化形成小水滴，即形成所谓的“白气”，这是先汽化后液化所形成的现象。
注意：“白气”不是气体，气态的水蒸气是看不见的，而“白气”是能够看见的，它是液态的水，是水蒸气液化形成的小水滴。
2.夏天，站在电风扇下的人会感觉凉爽，因此放在电风扇下的温度计的示数会下降。
这种想法是不对的。天热时，人体会出汗，电风扇使周围的空气流动加快，使液体的蒸发加快，汗液蒸发吸热，把人体的部分热量带走，这样人就会感到凉爽了。而温度计的玻璃泡外面是干燥的，无液体可以蒸发，所以虽有电风扇吹风，但它的示数却保持不交。
实验注意事项
做“探究水的沸腾”的实验时应注意：
1.点燃酒精灯时，应该用火柴点燃，绝对禁止用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯；用完酒精灯后必须用灯帽盖灭；应该用酒精灯的外焰加热。
2.实验中尽可能取较少的初温较高的温水，且最好在烧杯上加一个盖子，这样可以减少加热时间。
3.实验时水的沸点可能不是100℃，这可能是温度计存在质量问题或受本地大气压的影响。
4.在实验过程中记录实验数据，并把实验数据画成图象，更容易找出数据的变化规律。这是分析实验数据的常用方法，叫图表法。
5.当水沸腾时，要继续加热，如果这时停止加热，由于此时水的温度比室温高许多，它将对外放热而降温。所以，液体沸腾的条件有两个：一是液体达到沸点；二是从外界继续吸热。这两个条件缺一不可。
6.液体沸腾时，沸点不变，与火力大小无关。火力大小只能决定沸腾的剧烈程度，对沸点无影响。