【轻松备课】人教版物理八年级上 第三章第四节升华和凝华 教学详案

第三章 物态变化
第4节　升华和凝华
设计说明
升华和凝华两种物态变化不易被学生注意，学生总认为固态、气态之间的变化必须经过液态阶段。因此教学中应从升华和凝华的现象出发，在让学生进行观察实验的基础上，去感知升华和凝华。
对于“水循环”的知识点，可安排学生课下采用多种渠道搜集资料，再结合课本的“STS水循环”栏目，引导学生通过交流、讨论让学生意识到对水资源的保护、开发和利用的重要性。
教学目标
1.通过碘升华和凝华的实验，感知理解升华和凝华，以及升华需要吸热，凝华需要放热。
2.通过自主学习、交流讨论，老师引导能用升华和凝华知识解释生活中的现象。
3.通过课下调查、搜集资料，自主学习“STS水循环”栏目，养成探究科学、重视对水资源的保护、开发和利用。
教学重点难点
1.重点：知道升华、凝华现象及它们各自的吸、放热情况。
2.难点：会分析升华现象和凝华现象。
教具
学生用：烧瓶、酒精灯、石棉网、铁架台、大烧杯、冷水、热水、橡皮塞、碘。
教师用：多媒体。
教学过程
回顾思考
1.物质由固态变为液态的过程叫做________，________要________热；物质从液态变为固态的过程叫做________，________要________热。
2.物质由液态变成气态的过程叫做________，________要________热；物质由气态变成液态的过程叫做________，________要________热。
3.汽化的两种方式是________和________；使气体液化可以采用________和________两种方法。
导入新课
1.多媒体导入
本节通过教师展示美丽的自然景象，并提出问题引导学生进行思考，在感受美的同时引入新课。
画面1：美丽的雾凇现象。
画面2：冬天清晨，玻璃窗上的冰花。
画面3：冬天早晨，公园里花草树木上的霜。
教师提问：上面美丽的景物，是怎样形成的？在什么条件下形成的？
引导学生从雾凇、冰花和霜的末状态都是什么，初状态分别是什么，在什么季节、什么天气条件下形成等方面进行考虑。
教师：根据学生的回答进行总结归纳，三者的初状态都是气态，末状态都是固态，都是在寒冷的季节才会出现。这一节我们就来进行详细研究。
2.问题导入
教师提问：物质有哪三种状态？
随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。在前三节我们已经学了哪几种物态变化？它是吸热还是放热？
教师根据学生回答板书出物态变化关系图。
物质能不能从固态直接变成气态或从气态直接变成固态呢？
3.新闻报道引入
据报道，在新疆罗布泊沙漠曾发生了一件怪事：当时气温约-15 ℃，沙丘上覆盖着约510 cm厚的积雪，然而过了约20 min，雪不见了，而脚下却是干爽的沙地。这一现象令在场的科学考察队员瞠目结舌。对于这个现象，你认为雪发生了怎样的状态变化？带着这个问题我们进行新课的学习。
进行新课
探究点一　升华和凝华
通过前面的学习，我们知道固态和液态之间可以相互转化，液态和气态之间也可以相互转化，那么固态和气态之间能不能相互转化呢？下面我们就通过实验进行验证。
1.演示实验：碘的升华和凝华。
在烧瓶中放少量碘。塞好塞子，摇动烧瓶，让学生可以听见碘在瓶中晃动时的声音。
①烧瓶中的碘是什么状态？
点拨：碘是固态。
②固态碘在烧瓶中时间久了会产生气态的碘，但是非常的缓慢，不易观察，我们为了加快它的变化该怎么办？碘的熔点是113.7 ℃，而酒精灯火焰的温度可达到500 ℃，怎样做才能让碘在不熔化的情况下做这个实验呢？
学生思考、交流、回答。
点拨：应该用热水加热，因为水在标准大气压下，沸点是100 ℃，这个温度碘不会熔化。
③在烧杯中加入热水，将烧瓶放在烧杯的水中加热。等固态碘变为气体充满烧瓶后，向学生展示并提出问题：
烧瓶底部有没有液态的碘？烧瓶内部你看到了什么现象？
引导归纳：加热时碘由固态直接变为气态；没有出现液态碘，这个过程需吸热。
④把烧瓶放入冷水中冷却，再向学生展示瓶壁和瓶塞上附着的固态碘。
提出问题：瓶壁和瓶塞上的固态碘是从哪里来的？是放热还是吸热？你判断的依据是什么？
引导归纳：固态的碘能通过热水加热变成碘蒸气，碘蒸气通过凉水放热又能变成固态的碘，整个转化过程中没有液体出现。
我们把物质从固态直接变成气态的过程叫做升华，升华需要吸热；物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华，凝华需要放热。
2.分组讨论：阅读教材第64页，思考教材列举的凝华和升华的实例，你能描述它们的形成过程吗？升华吸热、凝华放热在生活中有哪些应用？
引导归纳：先让学生相互交流，之后来描述霜、雾凇和冰花的形成过程，教师根据学生的描述情况，适当补充，并总结生活中常见的实例及应用。如下：
（1）雾凇、霜、雪、冬天窗户玻璃上出现的冰花都是凝华现象，凝华时要放热；冬天冰冻的衣服变干、樟脑丸变小了都是升华现象，升华时要吸热；灯泡变黑了是灯丝先升华后凝华所致。
（2）干冰是固态的二氧化碳，生活中常用干冰在常温下快速升华成为气体，并吸收大量热的特点来降低环境温度；还可利用其升华吸收大量的热让空气中的水蒸气液化为大量的小水珠，来营造舞台“烟雾”的氛围。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例1　（2019·北京中考）古诗《立冬》中，有诗句“门尽冷霜能醒骨，窗临残照好读书”。诗中所说的“霜”，其形成过程的物态变化属于（　　）
A.凝华 　B.凝固 C.汽化 D.液化
解析：霜是空气中的水蒸气遇冷（气温0 ℃以下）由气态直接变成固态形成的，属于凝华过程。
答案：A
例2　小明看到日光灯管的两端各有一圈黑色（如图甲所示），从外面擦怎么也擦不掉，他觉得奇怪，于是向爸爸请教，爸爸让他在一支长试管内装入少量的碘粉，塞上底部悬挂了少量棉线的橡皮塞，用酒精灯慢慢加热，如图乙所示。
甲　　　　　 　　　　　乙
（1）加热时小明看到碘粉没有熔化就有紫色的烟雾升起，这是________过程，需要________热，同时发现棉线上好像下了紫色的“霜”，这是________过程。
（2）一段时间后，小明看到离试管底一段距离处，出现了一圈紫色的堆积物，这是碘________而形成的，并且时间越长，堆积越多。由此小明推断日光灯管上的黑圈是________形成的。
（3）经过这个探究，小明明白了高压电线上凝结的厚冰柱经过一个无雨、无雪的寒冷夜晚变粗的原因，你认为下列原因分析合理的是（　　）
A.白天温度高，电线和冰柱遇热膨胀
B.空气中的水蒸气遇到厚冰柱变成了冰
C.空气中的水珠遇到厚冰柱后凝固成冰
D.空气中的二氧化碳遇到厚冰柱变成了干冰
解析：（1）当加热碘粉时，碘会直接由固态变成气态，形成紫色的碘蒸气，这属于升华现象，需要吸热；同时又发现棉线上好像下了紫色的“霜”，这些“霜”是由碘蒸气直接变成的固体，是凝华过程。（2）紫色的堆积物是碘固体，这是碘蒸气凝华而形成的。黑圈是钨固体，是钨丝经过先升华后凝华形成的。（3）高压电线上凝结的厚冰柱变粗说明冰加厚了，这是空气中的水蒸气遇到冷的冰柱凝华形成冰附着在冰柱上，使冰柱越来越粗，故B选项正确。
答案：（1）升华　吸　凝华　（2）凝华　钨丝经过先升华后凝华　（3）B
探究点二　水的循环
1.分组讨论：阅读教材第65页，分享调查的有关资料思考水的三种状态之间的转化过程的名称，以及吸、放热的情况。
引导归纳：水的三态循环如图所示。
2.小组讨论：阅读教材第65页“科学·技术·社会”栏目，思考水是怎么在天地之间循环的？我们怎样从自身做起节约用水？
引导归纳：
（1）地表上的水吸热蒸发为水蒸气上升到空中，与冷空气接触，水蒸气便会液化为小水滴，大量小水滴聚集会下降成为雨；如果遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，可能形成冰雹降落下来；冬天，水蒸气在高空会急剧降温，从而凝华为微小的冰晶，冰晶聚集变成雪花降落下来。这些降水落到地表，又会蒸发回到空中，周而复始地循环。
（2）节约用水的小方法，如用淘米水洗菜，用洗衣水拖地、冲厕所等。
例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）
例3　（2019·广西贵港中考）雨、云、雪……实质上都是水，只是形态各异罢了。当含有很多水蒸气的热空气升上高空时，水蒸气的温度降低变成小水滴或小冰晶，就形成了云。云是空气中的水蒸气经过下列哪些物态变化形成的（　　）
A.汽化或升华 B.汽化或凝固
C.液化或凝华 D.液化或凝固
解析：由题意知，云是由水蒸气变成小水滴或小冰晶形成的，水蒸气变为小水滴，属于液化；水蒸气变为小冰晶属于凝华，故C正确。
答案：C
课堂小结
1.物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。升华需要吸收热量。
2.物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华，凝华放出热量。
3.水的三态循环（如图）
当堂达标（见导学案“当堂达标”）
参考答案
1.D　2.D　3.A　4.D　5.A
6.凝华　放热
布置作业
教材第66~67页“动手动脑学物理”第1至5题。
板书设计
一、物态变化 二、自然界中的水循环
教学反思
__ ______
____ ____
____ _ 。