课题 第三章 第3节 汽化和液化 1课时
授课教师 授课类型 新授课
教学目标 1.知道什么是汽化、液化;理解液化是汽化的逆过程。2.了解汽化有两种方式:蒸发和沸腾。3.通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点,通过观察水沸腾前后的气泡、声音、温度的变化情况,培养学生的观察能力。4.知道蒸发可以致冷,知道影响蒸发快慢的因素。
教学重点、教学难点 重点:通过探究实验,培养学生观察实验能力、分析概括和表达能力。难点:指导学生通过对实验的观察、分析概括和表述,总结出沸腾的特点,并对生活中蒸发现象的观察、分析得出影响蒸发快慢的因素。
教学方法 本节课主要通过学生观察实验及自主探究设计实验验证“蒸发”的特点,使物理教学体现出以实验为基础的基本理念,通过这节课的教学,培养学生的科学探究能力及自主探索能力。让学生亲身经历探究过程,发现水的沸腾是剧烈的汽化现象,培养学生合作、交流的能力。在学生探究发现的基础上,引出沸点的定义,给出几种液体的沸点,使学生了解部分液体的沸点,并能运用沸点知识解释生活和自然界中的一些现象。
教学准备 水槽、塑料袋、酒精、热水、烧杯、铁架台、温度计、酒精灯、陶土网、 纸盖等、多媒体课件等。
教学过程 一、新课引入按照课本P58的想想做做,在透明塑料袋中滴入几滴酒精,排尽空气后把口扎紧,放入80℃以上的热水中。 提出问题:你看到什么现象?从热水中拿出塑料袋,过一会儿又有什么变化?怎么解释这些变化?想提出什么疑问?你的想法是什么?学生讨论问题:“酒精到哪里去了?”“为什么塑料袋会鼓起来?”“酒精为什么会失而复得?”学生交流总结:塑料袋中的液态酒精受热后变成了气态酒精,降温后气态酒精又变成了液态酒精。设计说明:该实验要尽量让学生自己做,所用塑料袋要透明,且尽量薄,使滴入的酒精清晰可见。为了使塑料袋排尽空气,可将塑料袋像拧麻花一样拧紧,再把口用线或橡皮筋扎紧。归纳总结:(1)物质的液态和气态可以相互转化。(2)物质从液态变成气态的过程叫汽化。(3)物质从气态变成液态的过程叫液化。日常生活中还有哪些现象和这个类似?我们这节课就来研究物体的液化和汽化现象。 二、讲授新课知识点一 沸腾提出问题:烧开水时如果不断加热会发现壶里的水会沸腾。你在家烧过开水吗?水烧开时你发现了什么呢?对于沸腾现象,你了解哪些?你能描述一下沸腾现象吗?初步总结:沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。实验──探究水沸腾时温度变化的特点提出问题:水在沸腾时有什么特征?水沸腾后如果继续加热,温度是不是越来越高?水里的气泡是怎么来的?猜想和假设:因为沸腾是日常生活中大家都非常熟悉的现象,可以让同学们相互讨论、思考和猜想,教师将学生提出的问题和猜想列在黑板上,并进行归类。如:水沸腾时温度会上升……根据学生情况提出:要进一步研究沸腾现象,还需要通过实验仔细观察。重点观察:(1)温度随时间的变化情况;(2)气泡的生成和变化情况。制定计划与设计实验:明确了实验目的,让学生根据需要确定器材——铁架台、酒精灯、火柴、陶土网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、钟表。设计实验方案时,让学生思考讨论:怎样才能使水尽快沸腾?进行实验与收集数据:学生在进行实验时,学会分工合作,如计时、观察气泡的变化情况、温度的变化,温度计的使用方法、酒精灯的正确操作在此得到进一步的复习巩固,要求同学们将观察到的数据和现象记录在表格中。要注意观察水沸腾前后的气泡和温度的变化;要记录当水温升高时,每隔1min记录一次温度计的示数,直至水沸腾后3~5min;实验后要画出水沸腾前后温度随时间的变化图像。分析数据、得出结论:(1)绘制“温度—时间”图像。实验结束后,根据记录的数据,在坐标纸上标出相应的坐标点,用平滑的曲线把这些点连接起来。(2)利用多媒体展示学生绘制的“水沸腾时温度变化的图像”。交流评估:小组的同学在实验时,得出水的沸点不是100 ℃,这时教师要肯定学生实事求是的科学态度,给予鼓励。同时还要帮助学生找出原因,可能是实验使用的温度计存在质量问题,也可能是本地的气压不是标准大气压。交流讨论:(1)水沸腾时,你从水中和水面各看到什么现象?水中气泡内的气体是从哪儿来的?(2)水沸腾时,继续加热,水的温度变化吗?(3)曲线上的哪一段表示水沸腾前的过程?水的温度怎样变化?曲线上的哪一段对应水的沸腾过程?水的温度怎样变化?(4)根据观察到的现象,结合图像分析液体沸腾有什么特点?归纳总结:(1)沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。沸腾时,继续加热,液体的温度保持不变。(2)沸点的概念:液体沸腾时的温度叫沸点。学生活动:“纸锅烧水”,它的实验现象出乎学生意料,可以很好地说明由于水的沸腾吸热,使纸的温度低于着火点,纸锅也能够烧开水。知识点二 蒸发活动:如果温度计玻璃泡上不涂酒精,用扇子扇,温度计读数会变化吗?把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上,用扇子扇,温度计读数有什么变化?总结:蒸发──在任何温度下都能发生的汽化现象。蒸发只在液体表面发生,汽化比较缓慢。液体在蒸发过程中吸热,有制冷作用。影响蒸发快慢有三个因素:液体的温度越高蒸发越快,液体的表面积越大蒸发越快,液体表面气流越快蒸发越快。观察课本P61图3.3—5,你能解释该现象吗?学生们相互讨论、教师启发引导:游泳后刚从水中出来,人身体上有水,皮肤上的水分蒸发,水在蒸发过程中需要吸热,就要从人的皮肤吸收热量,使体温下降,所以感觉特别冷。天热时,由于狗没有汗腺,不能靠出汗散热,只得伸长舌头,大口喘气,靠加快呼吸,增加蒸发量来散热。学生交流讨论:比较蒸发和沸腾两种现象,找出它们的相同点和不同点。知识点三 液化刚才讨论了物质从液态变成气态的过程,那么物质能不能从气态变成液态呢?提出问题:(1)人被100 ℃的水蒸气烫伤要比100 ℃的开水烫伤厉害,为什么?(2)冬天手冷时,用嘴向手上“哈气”(缓慢吹气),手会感到暖和。若用劲儿向手上吹气,手不但不会暖和,反而觉得更冷。都是从嘴里出来的“气”,为什么会有不同的感觉呢?(3)火箭发射时,为了保护发射底架,需在发射塔底部修一个大大的水池,为什么?白色气团是什么?进一步提出问题,这些现象包含了什么物理知识?如何去解释呢?演示实验:电热器烧开水下面请同学们认真观察一个实验,杯里的水已经开了,从导管口喷出了什么?再认真观察导管口附近有什么特征?你还观察到了什么?引导学生观察:在导管口位置什么也看不到,在离导管口一小段距离的位置才看到“白气”,同学们看到的“白气”到底是什么呢?冬天嘴里会呼出“白气”,而夏天却不会,这是为什么呢?请同学们先跟老师一起用汤勺做两个小实验。学生探索实验:(1)先观察汤勺的凹面,然后用嘴对着汤勺哈气,再观察,比较有何不同。(2)将汤勺的背面用打火机烧一烧,再用嘴对着汤勺凹面哈气,观察是否有变化。学生讨论原因:第一次是嘴里呼出的热的水蒸气遇冷勺子凝结成的小水珠;第二次勺子温度较高,水蒸气不会凝结成小水珠。归纳总结:(1)将物质从气态变成液态的过程叫液化。(2)水蒸气遇冷,降低到一定的温度时,就会液化。提出问题:我们把热的水蒸气放入冷的环境中使它液化的方法称为冷却法。那么除此之外还有没有别的办法可以使气体液化呢?想一想:家中使用的液化石油气是通过什么方法将石油气变成液体装在钢瓶里的呢?通过压缩气体的方法使气体液化,这种使气体液化的方法称为加压法。这种方法使气体的贮存和运输变得更方便。生活、生产中常用此方法使气体液化。(如石油液化气、打火机中的液化气、液态氢等)三、课堂小结回顾本节课你学到了什么?梳理本节知识要点。四、板书设计 第3节 汽化和液化一、汽化:物质从液态变为气态的过程。1.沸腾:(1)是剧烈的汽化现象。(2)在液体的内部和表面同时发生。(3)沸腾过程要吸热,温度保持不变。沸腾必须具备两个条件:(1)温度达到沸点;(2)继续吸热。2.蒸发:在液体的表面进行的汽化现象。特点:(1)液体在任何温度下都能发生。(2)只在液体表面发生。(3)缓慢的汽化现象。(4)要从周围吸收热量,致冷性。二、液化:物质从气态变为液态的过程,是汽化的逆过程。气体液化的两种方式:(1)降低温度;(2)压缩体积。
教学设计反思 在本节课的教学中教师善于启发学生,发扬民主,鼓励并尊重每一位学生发表的个人见解,重视培养学生的个性发展和创新意识,如:在“怎样防止阳台的花草因蒸发过度而枯萎。”这一环节中,学生有许多创新的想法。在整堂课中师生情感交流充分,信息反馈及时,学生积极思维,主动探究,争相举手发言,学生主动学习的积极性和自信心得到充分的调动。这堂课的学生实验器材均来源于日常生活中的物品,不仅取材方便,还能废物利用。实验设计有理有节,使整堂课在学生主动思考、讨论和实验探究中进行。
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第3节 汽化和液化
八年级
初中物理
第三章 物态变化
1.知道物质在液态和气态之间是可以转化的,了解汽化和液化。
2.了解汽化的两种方式,能区分沸腾和蒸发,并分别了解沸点的概念和影响蒸发快慢的因素。
3.通过实验, 能用图像描述水沸腾前后温度的变化情况,知道沸腾图像所表示的物理含义。
4.了解液化的两种方法。
学习目标
做一做:在塑料袋中滴入几滴酒精,将塑料袋挤瘪,排出。空气后用绳把袋口扎紧,然后放入开水中。你会看到什么变化 从开水中拿出塑料袋,过一会儿又有什么变化 在整个过程中,酒精的状态发生了哪些变化
滴入酒精的塑料袋
物质的液态和气态可以相互转化
原理:塑料袋鼓起来是因为袋中的液态酒精受热后变成气态酒精,体积增大;塑料袋变瘪是因为降温后气态酒精又变成了液态酒精,体积减小。
现象:在塑料袋中滴入酒精,把袋挤瘪,把口扎紧,放到热水里面,会看到塑料袋鼓起来。从热水中拿出塑料袋,过一会儿又看到塑料袋变瘪。
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。刚才实验中的现象就是酒精先汽化后液化形成的。
熔化
凝固
固态 液态 气态
汽化
液化
我们常将冷水烧开来饮用,所谓烧开就是将冷水加热到有大量的气泡冒出。水“开”了这一生活用语在物理学中叫做沸腾。
沸腾是在液体内部、表面同时进行的剧烈的汽化现象。
沸腾
知识点一
提出问题:
水在沸腾时有什么特征?水沸腾后如果继续加热,是不是温度会越来越高?
探究水在沸腾前后温度变化的特点
实验器材:铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、火柴、硬纸板、钟表、水
实验步骤:
①按图所示从下往上组装实验装置,在烧杯中装入水,用酒精灯外焰给烧杯加热,并给烧杯盖上硬纸板,同时用温度计测量水温,并观察水温变化;
②当水温达到90℃时,每隔1min记录一次水的温度值,直到水沸腾后5min为止,并将数据记录在表格中,同时注意观察沸腾前后水中气泡在上升过程中的变化;
③撤掉酒精灯,停止对烧杯加热,观察水的变化情况。
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
温度/℃ 90 92 94 96 98 100 100 100 100 100
水的状态 未沸腾 沸腾
实验数据记录表
②沸腾前,对水加热,水的温度不断上升;沸腾时,继续对水加热水的温度保持不变;停止对水加热,水不再沸腾。说明水沸腾需要吸收热量。
①水沸腾前,烧杯底部有气泡产生,且温度越高,气泡越多,气泡在上升过程中体积渐渐变小,直至消失;水沸腾时,有大量的气泡产生,气泡在上升过程中体积变大,到达水面时破裂,并放出里面的水蒸气。这说明沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
实验现象:
水沸腾前
水沸腾时
①沸腾的特点:液体沸腾时,吸收热量,但温度保持不变。这个保持不变的温度叫做该液体的沸点。
②沸腾的条件:一是温度达到沸点;二是继续吸热,二者缺一不可。
实验结论:
沸点:液体沸腾时的温度。
沸点也是物质的一种特性。不同的液体,沸点不同。在1个标准大气压下,水的沸点为100 ℃,酒精的沸点78℃、水银的沸点357℃。
液体的沸点和液面上方的气压有关,气压越大,沸点越高;气压越低,沸点越低。
取一张光滑的厚纸,如图所示那样做成一个小纸锅。纸锅里装些水,放到火上加热。注意不要让火苗烧到水面以上的纸。过一会儿水就会沸腾,而纸锅不会燃烧。
水在标准大气压下的沸点是100℃,而纸的着火点约是183℃,当水沸腾时需要从外界不断吸收热量,使与水接触的纸的温度始终保持在100℃,达不到纸的着火点。所以纸锅不会燃烧。
想想做做:
说一说:纸锅为什么不会燃烧?
晾在阳光下的湿衣服,温度没有达到沸点也会变干,这是由于水汽化,变成了气体。这种在任何温度下都能进行的汽化现象叫做蒸发。
蒸发和沸腾是汽化的两种形式。
蒸发
知识点二
(1)在任何温度下都可以发生,如湿衣服在温度不同的四季都可以晾干;
(2)只发生在液体表面;
(3)是缓慢的汽化现象,如桌面上的一杯水会慢慢地减少,在短时间内看不见它的变化。
蒸发的特点
影响蒸发快慢的因素有三个:
1.液体的温度。液体的温度越高,蒸发越快;
2.液体的表面积。液体的表面积越大,蒸发越快;
3.液体表面上方的空气流动速度。液体表面上方的空气流动速度越 大,蒸发越快。
想想做做:
①请同学们把酒精擦在手背上,说出你的感觉,并做简单的解释。
涂了酒精的温度计的读数变小了,未涂酒精的温度计读数没有发生变化,这是因为酒精蒸发吸热,使玻璃泡内液体温度降低,导致读数变小。
②把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上,用扇子扇,温度计读数有什么变化?如果温度计上不涂酒精,用扇子扇,温度计度数会变化吗?
会感觉凉。这是因为涂在手背上的酒精蒸发,要吸收热量,使皮肤温度降低,而感觉凉。
蒸发 沸腾
相同点 都是汽化现象,并且都需要吸热
不同点
影响因素
与液体的表面积、温度以及液体表面空气流动的快慢等因素有关
①只发生在液体表面;
②在任何温度下都能发生;
③比较缓慢的汽化现象;
④不容易观察到。
与液体表面气压大小有关,气压不同,同种液体沸点不同。
①内部和表面同时进行;
②达到沸点才能发生;
③比较剧烈的汽化现象;
④迅速产生大量气泡。
清晨,人们有时会看到路边的草或树叶上结有露珠;
打开棒冰纸,棒冰冒出的“白气”;
大自然中雾的形成;
这些都是水蒸气液化成的小水滴。
1.常见的液化现象:
液化
知识点三
(1)降低温度
2.液化的两种方法:
实验表明,所有气体在温度降到足够低时都可以液化。冬天热腾腾的包子冒着“白气”;刚从冰箱里拿出的雪糕冒“白气”;这些都是水蒸气遇到冷空气液化成的小水滴。
(2)压缩体积
在一定的温度下,压缩气体的体积也可以使气体液化。人们通过在常温下压缩体积将石油气液化储存在钢罐里。
有些气体,在常温下采用压缩体积的方法就能够液化,如我们日常生活中使用的液化石油气就是利用压缩体积的方法得到的。
有些气体仅靠压缩体积的方法难以液化,可以采用压缩体积和降低温度相结合的方法,如氮气的液化。
液化过程是汽化过程的逆过程,汽化要吸热,液化要放热。
思考:你能解释水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重的原因吗?
水蒸气和开水的温度虽然差不多,但是水蒸气液化的时候还要放出大量的热,因而加重烫伤。
液态
气态
汽化(吸热)
液化(放热)
课堂小结
随堂练习
1.物质从____态变成____态的现象叫汽化; 从____态变成____态的现象叫液化,蒸发和_____ 是汽化的两种方式。
2.液体沸腾的条件为: 达到______和继续______。
液
气
气
沸腾
沸点
吸热
液
3.夏天在教室里洒些水,会感到凉爽些,主要原因是( )
A.凉水的温度低
B.洒在地上的水蒸发时吸热,使空气温度降低
C.空气中的水蒸气减少了
D.是人的心理作用
B
4.下列关于蒸发和沸腾的说法正确的是( )
A.蒸发和沸腾是汽化的两种方式
B.沸腾需要吸热,而蒸发不需要吸热
C.蒸发和沸腾都只能在一定温度下发生
D.蒸发和沸腾都只能在液体表面发生
A
都需要吸热
蒸发任何温度都能
沸腾内部和表面同时进行
√
5. 以下液体的液化方法与其它都不同的是( )
A. 煤气罐中的液体
B. 一次性打火机中的液体
C. 烧水时锅盖内侧的水滴
D. 推压活塞,注射器内重新出现的液态乙醚
C
压缩体积
压缩体积
压缩体积
降低温度