(共56张PPT)
第五章 物态变化
八年级
物 理
上
第二节 熔化和凝固
【2024新教材】
目录
01
学习目标
04
课堂总结
02
新知导入
05
板书设计
03
新知讲解
06
布置作业
01
学习目标
学习目标
1.物理观念
(1)了解晶体和非晶体的区别。知道一些物质的熔点。
(2)知道熔化和凝固的含义。
(3)认识熔化是吸热过程,了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
2.科学思维
了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。学习根据实验数据作出物理图像的方法。
学习目标
3.科学实验
经历固体熔化的实验探究过程。感知发生熔化和凝固的条件。
4.科学态度与责任
(1)尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点联系起来,将所学知识与生产、生活相结合。
(2)关注自然现象,产生乐于探究自然现象的兴趣和欲望。
学习目标
学习重点
探究固体熔化过程的规律。
学习难点
实验数据的图像转换方法。
02
新知导入
新知导入
雪花形状各异(如图所示),你也许会发现,每片雪花都有六个角。在放大镜下,你会有更惊奇的发现:每片雪花都由六角形小冰粒组成!
新知导入
雪花形状各异(如图所示),你也许会发现,每片雪花都有六个角。在放大镜下,你会有更惊奇的发现:每片雪花都由六角形小冰粒组成!
新知导入
雪花形状各异(如图所示),你也许会发现,每片雪花都有六个角。在放大镜下,你会有更惊奇的发现:每片雪花都由六角形小冰粒组成!
03
新知讲解
新知讲解
一、认识晶体
还有许多类似雪花这样有规则结构的固体,如食盐、糖、海波、许多矿石和各种金属等(如图所示)。这些固体都属于晶体(crystal)
食盐 白糖 海波
新知讲解
一、认识晶体
还有许多类似雪花这样有规则结构的固体,如食盐、糖、海波、许多矿石和各种金属等(如图所示)。这些固体都属于晶体(crystal)
钼铅矿 石英 巴西石 岩盐 黄铁矿
新知讲解
一、认识晶体
玻璃也是固体,但压碎后的碎块却没有像晶体那样的规则形状。像玻璃这样的固体还有松香、蜂蜡、沥青等,它们都是非晶体(amorphous matter)
玻璃 松香 蜂蜡 沥青
新知讲解
二、固体的熔化
冰能化成水,水能结成冰。铜锭在高温下能熔化成铜水,倒进模具中冷却,浇铸成各种形状;玻璃管在高温下能被工艺师吹拉成漂亮的工艺品。
铜熔化 玻璃管加热变软
新知讲解
二、固体的熔化
物理学中,物质由固态变为液态的过程叫作熔化(melting),由液态变为固态的过程叫作凝固(solidification)。
铜浇灌 玻璃管吹拉
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
提出问题:晶体和非晶体的熔化有什么不同的规律呢?
我们选择冰、海波、蜂蜡、松香等材料,分成若干组,每组选取一种晶体和非晶体,分别用如图所示的装置进行实验探究。
熔化实验
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
材料
◆ 温度计
◆ 秒表
◆ 试管
◆ 烧杯
◆ 铁架台
◆ 酒精灯
◆ 陶土网
◆ 水、冰、海波、蜂蜡、 松香等
熔化实验
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
制订方案:实验前,需思考:怎样让被加热物质受热均匀,慢慢熔化?如何使温度计的测温泡与待测物质充分接触,并能准确测量它们熔化时的温度?在熔化过程中需要观测记录哪些数据和现象?
熔化实验
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
小聪实验片段:小聪把 -5 ℃左右的碎冰放入试管,把温度计插在碎冰中,再把试管放在 30 ℃左右的温水中加热。每隔 30 s 记录一次温度,填入下面的表格中。很快,冰开始熔化了······
熔化实验
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
冰的熔化过程:
时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃
状态
-4
固
-3
固
-2
固
-1
固
0
固液
很快,冰开始熔化了
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
冰的熔化过程:
时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃
状态
-4
固
-3
固
-2
固
-1
固
0
固液
0
固液
“我的温度计的液柱也不动了!“许多同学也感到疑惑。
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
小聪实验片段:“冰里温度计的液柱怎么不动了,是不是
坏了?”小聪惊叫。
“我的温度计的液柱也不动了!”其他同学也感到疑惑。
熔化实验
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
收集证据:不同组选用了不同的材料,每组都得到了晶体与非晶体的数据。怎么比较?有没有一个直观的办法?
图像能直观、形象地表示一个量随另一个量变化的过程。通过比较图像的形状就能总结出晶体和非晶体熔化过程的区别。
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
收集证据:不同组选用了不同的材料,每组都得到了晶体与非晶体的数据。怎么比较?有没有一个直观的办法?
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
在方格纸上画一条横轴表示时间,画一条纵轴表示温度(如图所示)。对应每一组加热时间和温度值,在方格纸上确定一点。这样,在方格纸上可以描出一个个的点,然后用平滑曲线把这些点连接起来,便描绘出了物体的熔化曲线。
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
数据处理
-5
温度/℃
时间/min
5 10
5
0
晶体的熔化图像
A
B
C
D
新知讲解
二、固体的熔化
交流解释,得出结论 将我们测得的数据和画出的曲线同其他小组进行交流,总结晶体和非晶体在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度变化特点。
如图所示,用温度传感器与计算机组成
数字化实验系统,计算机可实时描绘出被测物质的温度—时间变化曲线。
新知讲解
二、固体的熔化
交流解释,得出结论 如图所示,用温度传感器与计算机组成数字化实验系统,计算机可实时描绘出被测物质的温度—时间变化曲线。
新知讲解
二、固体的熔化
交流解释,得出结论 如图所示,计算机可实时描绘出被测物质的温度—时间变化曲线。
冰的熔化曲线(计算机绘制)
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
交流解释,得出结论
熔化前,吸热升温;
熔化中,吸热温度不变;
熔化后,吸热升温。
冰的熔化曲线(计算机绘制)
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
交流解释,得出结论
实验表明:晶体在熔化过程中,要不断吸收热量,温度不变。
-5
温度/℃
时间/min
5 10
5
0
晶体的熔化图像
A
B
C
D
新知讲解
实验探究 固体熔化过程的规律
交流解释,得出结论
晶体熔化时的温度叫作熔点(melting
point)。不同的晶体有不同的熔点。
-5
温度/℃
时间/min
5 10
5
0
晶体的熔化图像
A
B
C
D
新知讲解
二、固体的熔化
晶体中分子呈有规则排列,每个分子只能在自己固有位置附近振动。加热时,分子振动幅度变大,当温度足够高时,有些分子振动的幅度大到可以脱离它的固有位置,熔化就开始了。
新知讲解
一些物质的熔点(在标准大气压下)单位:℃
钨 3410 铜 1083 锡 232 固态甲苯 -95
硼 2300 金 1064 碘 113 固态酒精 -117
纯铁 1535 锶 769 海波 48 固态氮 -210
钢 1515 铝 660 冰 0 固态氧 -218
灰铸铁 1177 铅 328 固态水银 -38.8 固态氢 -259
新知讲解
二、固体的熔化
非晶体的熔化过程与晶体不同,随着温度的逐渐升高,由硬变软,然后逐渐变成液体,没有固定的熔化温度。
新知讲解
三、液体的凝固
把一个温度传感器固定在一小杯水上方(如图所示),打开温度传感器的自动采集和存储开关,一起放入电冰箱冷冻,使水凝固成冰。
水的凝固实验
新知讲解
三、液体的凝固
温度传感器能自动采集、记录凝固过程的数据,然后在计算机中画出凝固过程的曲线,如图所示。对照冰的熔化曲线,你能分析并描述液体凝固的过程吗?
水的凝固曲线(计算机绘制)
新知讲解
三、液体的凝固
水凝固前,放热降温;
凝固中,放热温度不变;凝固后,放热降温。
水的凝固曲线(计算机绘制)
新知讲解
三、液体的凝固
液体凝固是一个放热过程。液体凝固形成晶体
时的温度叫作凝固点(solidifying point),同种物质的凝固点和熔点相同。
水的凝固曲线(计算机绘制)
新知讲解
讨论交流 火山爆发后
突然间,炽热的熔岩从火山口喷出,像炼钢炉里流出的钢水一样流淌,这就是火山爆发。
岩浆是多种成分组成的液体,在流淌过程中温度不断降低,按下列顺序,在火山口周围形成具有层理构造的矿物:橄榄石—辉石—角闪石—黑云母—正长石—白云母—石英。对火山周围矿物的熔点高低与分布的关系,你有什么推测?
新知讲解
讨论交流 火山爆发后
请和同学进行讨论。
火山口周围由近及远分布的矿石的熔点应该是近火山口熔点高,晶体高于熔点是液态,低于熔点是固态。
新知讲解
讨论交流 火山爆发后
在流淌过程中温度不断降低,橄榄石——辉石——角闪石——黑云母——正常石——白云母——石英。
火山口周围由近及远分布的矿石的熔点应该是近火山口熔点高,晶体高于熔点是液态,低于熔点是固态。远火山口的矿石熔点低,石英远离火山口,故石英熔点较低。
达标练习
1.下列说法正确的是( )
A.食盐、海波、玻璃是晶体
B.冰、糖、各种金属是晶体
C.蜂蜡、钻石、石英是晶体
D.黄铁矿、松香、沥青是非晶体
B
达标练习
2.下列说法正确的是( )
A.晶体熔化时的温度叫做熔点
B.晶体在熔点一定时液态
C.水的凝固点是0℃,冰的熔点大于0℃
D.晶体的温度高于熔点时处于固态
A
达标练习
3.下列说法错误的是( )
A.物质从固态变为液态叫做熔化
B.物质从液态变为固态叫做凝固
C.固体分为晶体和非晶体
D.所有的固体都有熔点
D
达标练习
4.下列说法错误的是( )
A.晶体在熔化过程中,吸收热量温度不变
B.同种晶体的熔点和凝固点相同
C.非晶体在熔化过程中,吸收热量温度不变
D.液体凝固是一个放热过程
C
达标练习
5.下列固体的熔化和液体凝固图像中,属于晶体熔化的图像是( )
A
04
课堂总结
课堂总结
1.认识晶体。 有规则结构的固体属于晶体。如冰、食盐、糖、海波、许多矿石和各种金属。没有规则形状的固体属于非晶体。如玻璃、松香、蜂蜡、沥青等。
2.固体的熔化:物质从固态变为液态叫作熔化,物质从液态变成固态叫作凝固。晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变。晶体熔化时的温度叫做熔点。不同的晶体有不同的熔点。非晶体在熔化过程中,没有固定的熔化温度。
3.液体的凝固。液体凝固要放热。液体凝固成晶体时的温度叫作凝固点,同种物质的凝固点和熔点相同。
05
板书设计
板书设计
1.认识晶体。 有规则结构的固体属于晶体。如冰、食盐、糖、海波、许多矿石和各种金属。没有规则形状的固体属于非晶体。如玻璃、松香、蜂蜡、沥青等。
2.固体的熔化:物质从固态变为液态叫作熔化,物质从液态变成固态叫作凝固。晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变。晶体熔化时的温度叫做熔点。不同的晶体有不同的熔点。非晶体在熔化过程中,没有固定的熔化温度。
3.液体的凝固。液体凝固要放热。液体凝固成晶体时的温度叫作凝固点,同种物质的凝固点和熔点相同。
06
布置作业
作业布置
P110T3
课外作业P110T1、T2、T4。
P110家庭实验室 应用电冰箱进行速冻实验
P110物理在线 太空材料
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