第三章物态变化（整个单元完整教案）

第三章　物态变化
1.能对生活环境中常见的温度值有详细的了解,并能说出一些常见的温度值,知道液体温度计的工作原理,会用温度计测量液体的温度,并能尝试对环境温度发表自己的见解.
2.知道六种物态变化和各种物态变化中的吸、放热情况,能列举生活及自然界中六种物态变化的实例,特别是自然界中水的三态变化,能够用水的三态变化解释自然界的相关现象.
3.理解晶体的熔点和液体的沸点,能够将生活和自然界中一些现象与晶体的熔点或液体的沸点联系起来.
1.通过观察和实验了解温度计的结构和工作原理,经历用温度计测量温度的过程,掌握使用温度计的方法.
2.通过探究固体熔化时的温度变化的规律,感知发生状态变化的条件;了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的方法;通过探究活动,使学生了解图像是比较直观地表示物理量变化的方法.
3.观察沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象.通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点.
4.观察了解升华和凝华现象以及碘升华和凝华的实验,对科学探究中实验设计方法进行训练,学会用图像法来直观表达实验现象并进行归纳.
1.乐于探究例如寒暑表等日常用品中的物理学原理,关心温度与生活的联系,增强可持续发展的意识,通过教学活动,激发学生对自然现象的关心,产生乐于探索自然现象的情感,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望.
2.使学生在探究物态变化过程中观察物态变化的现象,了解各种物态变化过程的区别及联系.从而激发学生对自然现象的关心,培养学生应用物理知识服务于生活的意识和能力.
本章教材知识体系的编排,注重从日常生活最密切的物理现象入手,以科学探究为学生学习的主要形式,使学生感到物理知识就在我们身边,给学生的创新能力发展提供空间,使学生在学习过程中增强学习兴趣.
物态变化在我们的日常生活、自然界中是普遍存在的现象,学生有一定的感性认识.对学生来说,由于已经具有了一定的感性认识,而且本章的内容与人的生活关系非常密切,开展这部分内容的教学还是比较容易的.本章教学要贯彻科学探究,有利于学生理解和掌握这部分知识,并能在探究活动中体验物理就在我们身边,就在我们的生活中,身边的现象充满着物理知识,拉近了学生与物理的距离.通过对生活和自然界中物态变化的观察,也容易激发学生的好奇心,进而产生对物理的学习兴趣,逐步培养学生的探索精神.通过探索,学生可以认识自然界中水的循环过程,从而体会到自然界的美妙与和谐,使学生受到美的熏陶.
【重点】
1.温度计的原理和摄氏温度,温度计的正确使用.
2.通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力、实验能力和分析概括能力.
3.通过探究水沸腾的特点,培养学生的观察、实验能力,分析概括能力和绘图能力.
4.知道升华和凝华的条件及生活中的升华和凝华现象.
【难点】
1.摄氏温度的规定.
2.总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图像表示出来.
3.探究水沸腾的特点并总结归纳出液体沸腾的特点(规律).
4.碘的升华实验和对升华吸热、凝华放热的理解,以及生活实际中的常见升华和凝华的现象.
一、温度
建议教师在课上让学生分组完成下面的实验:学生把两只手分别放入55 ℃左右的热水和0 ℃的冷水中,过一会(时间约15 s),再把双手同时放入22 ℃左右的温水中.然后让学生交流实验的感受,得到的结果是“两只手对温水的感觉是不一样的”,通过交流,让学生知道生活中对温度的感觉是靠不住的,引导学生关注温度的科学内涵.在交流的基础上,建立温度的概念,并引出测量温度的仪器——温度计的学习.
二、温度计
教师可以课前布置学生完成教材中“想想做做”栏目中的自制温度计活动.
教师提供设计方案:①取口服液或青霉素空瓶一只,细塑料吸管一根;②在小瓶中灌满食用油,将细塑料吸管通过橡皮塞插入瓶中;③将小瓶分别置于热水、冷水中,观察吸管内液柱高度的变化.
三、使用温度计
教学中应该让学生掌握温度计的使用方法.温度的测量作为预备性知识和学生学习本章所应具备的基本技能,是本节的重点内容.运用科学方法中的比较和相同中求异的方法,可以突出实验室用温度计、寒暑表和体温计三种温度计构造、量程、分度值的不同点.重点介绍实验室用温度计、体温计(构造及测温范围).使用前,应引导学生先观察它的量程、分度值,然后进行操作.
四、物态变化、熔化和凝固的概念
教学中,对于物质的三种状态的认识,可通过一些具体的事例并结合多媒体,让学生尝试对它们进行分类.再结合生活中冰的熔化过程,通过“冰的熔化需要什么条件,不同物质熔化的温度将会如何变化?”的问题,进入实验“探究固体熔化时温度的变化规律”环节.
五、探究固体熔化时温度的变化规律
本实验是学生经历的较为完整的探究实验,在探究过程中应引导学生对固体熔化时温度的变化规律进行猜想,初步设计方案,用实验探究的方法,得出固体熔化时温度的变化规律.海波熔化实验既是教学中的重点,又是难点,教师对其应特别重视.教材在此探究活动中所提出的问题综合性比较强,既要探究两类固体物质本身的熔化规律,又要对它们的熔化规律进行比较.在教学中,为了探究的方向更明确些,可将问题提得更具体些,如:“海波在熔化过程中其温度是如何改变的?”在此探究活动中,由于学生是第一次写实验报告,因此教师应给予详细指导.对于凝固过程的特点,教材没有展开,为学生留下了继续探究的空间,教学中可采用实验推理的方法,引导学生自己得出结论.
六、汽化和液化
教学中,在得出沸腾的特征和温度变化规律后,可再将沸腾和蒸发现象加以比较,找出它们的相同点和不同点,渗透研究问题的科学方法.
教材对于液化的处理也是先从生活实际出发,以学生熟悉的事例来让学生感知液化现象.教学中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.
七、升华和凝华
升华和凝华现象是学生学习中容易忽略的两种物态变化.尽管升华和凝华现象并不罕见了,但不易被学生注意,他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段.因此,教学中应对其足够重视,以帮助学生澄清模糊的认识.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基础上,感知什么是升华,什么是凝华.
碘的升华和凝华实验是本节教学的重点,做好实验是关键.
第1节　温度
1课时
第2节　熔化和凝固
1课时
第3节　汽化和液化
1课时
第4节　升华和凝华
1课时
本章复习教案
1课时
第1节　温　度
1.理解温度的概念.
2.了解生活环境中常见的温度值.
3.会使用温度计测量物体的温度.
1.通过观察和实验了解温度计的结构.
2.通过学习活动,使学生掌握温度计的使用方法.
通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲,使学生乐于探索自然现象中的物理规律.
【重点】　温度计的使用.
【难点】　摄氏温度的规定.
【教师准备】　烧杯3个、冷热水、实验室温度计、体温计、寒暑表、青霉素小药瓶、细玻璃管、红墨水、多媒体课件等.
【学生准备】　实验室温度计、体温计、寒暑表.
导入一:
引入:同学们,一年有四个季节,每个季节给人的冷热感觉都不同,我们来说说春夏秋冬四季的感觉(用多媒体出示图片).
提问:这些天气的变化与什么有关呢?
回答:与温度有关,引出温度.
导入二:
三只烧杯中分别放冰水、温水和热水,引导学生进行“冷”“热”的体验,并描述感觉.
分组实验:把右手食指插入放热水(约55 ℃)的烧杯里,左手食指插入放冷水(约0 ℃,可加冰块)的烧杯里,稍停一会,再同时抽出手,插入温水烧杯里.
两只手指对温水的感觉相同吗?
你能准确地判断出水的冷热程度吗?
学生进行实验并描述自己的感觉.
[设计意图]　让学生认识到仅仅通过感觉是不能判断温度的高低的,从而认识到制作测量工具——温度计的必要性.
归纳:同一杯水温度应该一样,而我们的感觉却不同,说明我们的感觉不可靠.
我们把物体的冷热程度叫温度,“冷、热、凉、暖”都是描述物体的冷热程度的.要准确地知道物体的温度,必须借助于测量工具——温度计.本节课我们将学习温度的有关知识.
一、温度计
自制一个温度计:在小瓶内加入一些带颜色的水,配一个橡皮塞,橡皮塞上插进一根细玻璃管,用橡皮塞塞住瓶口,一个简易温度计就做好了.把自制温度计分别放入热水和冷水中,观察细管中水柱位置的变化.思考为什么会出现这样的现象呢?
学生进行实验并通过交流讨论进行回答.
[设计意图]　更好地理解温度计的原理.
总结:放入热水里,细管中水柱上升.放入冷水里,细管中水柱下降.出现这种现象的原因是液体的热胀冷缩.
出示准备好的温度计,让它与自制温度计做一个比较:
小瓶相当于温度计的哪个部位?(玻璃泡)
玻璃泡的玻璃壁的厚薄对测量温度有什么影响?
玻璃泡的玻璃壁很薄,是为了使玻璃泡内的测温物质能很快地与待测物质温度相同.
自制温度计上有一根长而细的玻璃管,温度计内有这样的玻璃管吗?
我们发现它更细了,细得跟人的毛细血管一样,我们称之为毛细管,这么细有什么好处呢?
玻璃泡中的液体只要有一个微小的膨胀,毛细管中液柱的长度就会有明显的改变,好像把液体的膨胀放大了.
[设计意图]　理解温度计中玻璃泡和毛细管的作用.
让学生观察三种常用的温度计:实验室用的温度计、体温计、寒暑表,说出温度计的基本结构,思考上面的字母表示什么意义?温度计上面的数字是如何刻上去的?
总结:温度计的基本构造包括玻璃泡、毛细管、刻度.
　　[过渡语]　教师引导学生观察温度计上的“℃”,它表示该温度计采用的是摄氏温度,摄氏温度是温度的一种标度方法,温度的标度方法除了摄氏温度外,还有热力学温度,我们先来研究摄氏温度.
二、摄氏温度
学生活动:观察实验室用温度计,回答问题:
(1)上面的数字和字母是什么意思?
(2)它能测量的最高温度、最低温度各是多少?
(3)它的分度值是多少?
(4)0 ℃是怎样确定的?100 ℃又是怎样确定的?1 ℃是怎样确定的?
(5)摄氏温标的分度法怎样扩大到0 ℃以下和100 ℃以上?
[设计意图]　理解温度计的刻度方法.
观察并讨论,得出结论:字母“℃”的意思:表示摄氏温度,是由瑞典的摄尔修斯提出的.
0摄氏度的规定:在标准大气压下,冰水混合物的温度,记作0 ℃.
100摄氏度的规定:在标准大气压下,水沸腾时的温度,记作100 ℃.0 ℃和100 ℃之间等分100份,每个等份代表1 ℃.
你知道人体的正常体温吗?应该怎样读?人体的正常体温为37 ℃,读作:37摄氏度.
北京一月份的平均气温为-4.7 ℃,读作:负4.7摄氏度或零下4.7摄氏度.
　　[过渡语]　知道了温度计的结构、原理后,那么我们应该怎样正确使用呢?
三、温度计的使用
思路一
提出问题:观察寒暑表、体温计和实验室用的温度计,它们所能测量的最高温度、最低温度和分度值各是多少?为什么这样设计它们的量程和分度值?如果所测的温度过高或过低,超出了温度计所能测量的最高温度、最低温度,会出现什么后果?
[设计意图]　学会观察温度计的量程和分度值.
总结:如果所测的温度过高,超出了温度计的量程,将测不出温度,温度计里的液体还可能将温度计胀破;如果所测的温度过低,低于温度计的最低温度,将测不出温度.
温度计的使用规则:
(1)使用前要观察温度计的零刻度、量程和分度值.
(2)温度计所能测出的最高温度、最低温度的范围──量程.
(3)每一小格代表的温度值──分度值.
教师引导学生根据课本“用温度计测量水的温度”的教材插图进行实验,思考其中哪些做法和读数是正确的,哪些是错误的,错误的错在哪里.
(1)第一个图错误是温度计玻璃泡接触了容器底部,这样容易把玻璃泡碰碎.同时液体周边的温度与内部温度不同,导致测量错误.
(2)第二个图错误是温度计玻璃泡接触了容器侧壁,原因同上.
(3)第三个图错误是温度计玻璃泡没有全部浸没在液体中,造成测量不准.
(4)第四个图操作正确.
(5)第五个图中间一个视线正确,上下两个读温度计示数时眼睛没有平视,俯视会使读数偏大,仰视会使读数偏小.
教师进一步提出问题,引导思考:大家知道了使用温度计常犯的几种错误,应该如何正确使用温度计呢?
讨论后共同归纳总结:温度计的正确使用方法:
(1)温度计的玻璃泡要全部浸入被测的液体中,不要碰到容器底或容器壁.
(2)温度计的玻璃泡浸入被测的液体后要稍等一会儿,待温度计的示数稳定后再读数.
(3)读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与温度计中液柱的上表面相平.
再分别向烧杯中倒入冷水、温水和热水,用温度计测量它们的温度,记录测量结果.
我们家庭中和医院常用体温计测量人体温度,请同学们仔细观察体温计,思考问题:
(1)体温计与实验室用的温度计的构造有什么不同?体温计的构造有什么特点?
(2)为什么体温计可以离开人体读温度?为什么使用体温计前先要甩一甩?其他温度计能不能甩?
[设计意图]　让学生知道体温计用法的不同是由其结构不同决定的.
总结:
(1)体温计里面的毛细管,比实验室用的温度计更细,而且在玻璃泡和直玻璃管之间有非常细的弯曲缩口.玻璃管非常细,这样当玻璃泡内的水银有微小的膨胀,玻璃管内的水银柱会有明显变化,因而更精确.
(2)读体温计示数时要离开人体,水银变冷收缩,水银柱在缩口处断开不能退回玻璃泡,所以仍指示原来的温度.重新用体温计时,必须拿着体温计用力往下甩,让水银再回到玻璃泡里,这样才能使用,否则测量出的温度不准确.
[知识拓展]　使用体温计时应先消毒,消毒可用酒精棉球擦,不能在沸水中煮或放在酒精灯火焰上烧,要避免损坏体温计.
思路二
一、实验室温度计
提出质疑:自制温度计虽然能够比较两杯水的温度但存在不足.比如笨重不易保存携带,不能读数,使用不广泛,不能量产等等.
问1:要解决这些问题就要改进,怎样改进?
思考回答:将装液体的瓶身设计得更小巧,让细玻璃管更细和用热胀冷缩更明显的液体使液柱变化更明显,要读数就要规定大小,标上刻度.这些在我们想到之前就被很多人想到过并不断实践和改进,形成了大家手里的标准的温度计.(将观察点转移向实验室温度计)
问2:观察一支标准的温度计由哪些部分组成?
问3:这里的温度的单位是什么?你们知道这支温度计的量程是多少到多少吗?
学生观察实验室温度计的结构并回答:内径很细的玻璃管、玻璃泡、液体、刻度及单位.
二、温度计的使用方法
教师布置自主学习任务:3分钟阅读教材P48的小资料和P49温度计的使用.
阅读小资料,感受自然界的一些温度.
教师在PPT上展示以下问题:使用温度计时首先要看温度计的什么?为什么?使用温度计要怎么放?读数时有哪些要注意的?
学生回答:使用前要观察温度计的量程和分度值;放的时候要使玻璃泡全部浸没,不触到容器底或壁;要等示数稳定后再读数且不能离开被测物体,视线要与液柱上表面相平.
教师布置实验任务:小组自行使用温度计测量桌上纸杯中水的温度.老师巡回指导并从中发现问题.
教师总结同学们测量时出现的问题,并提示常见的操作错误且在PPT上展示.
三、体温计与寒暑表
联系生活实际发现,实验室温度计并不能普遍适用,比如量体温.为了能离开被测物体而读数,我们做了很细的缩口改进发明了体温计,使它离开身体后读数不倒退,正是因为它不能倒退了,我们使用前才要用力甩几下.
根据人的体温极限设置了体温计的量程(35 ℃~42 ℃).
同样,根据南北方天气的不同,制作出测量气温的测量范围更大的寒暑表(-30 ℃~50 ℃),为了防止液体凝固,寒暑表里的液体改用了凝固点低的酒精,这是后面即将学习的知识,点到为止.
温度
1.温度计是实验室常用的工具,它是根据液体的　　　　原理制成的.根据如图所示测量液体温度的操作情况,提出使用温度计注意事项中的两项:?
①　　　　　　　　　　　　　　　　;?
②　　　　　　　　　　　　　　　　.?
解析:温度计内装的是液体,实验室温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的.比较测量时温度计放置的正、误,可知用温度计测量液体温度时玻璃泡要与液体充分接触.比较读数时的正误可知,读数时视线要与温度计液柱的上表面相平,不可倾斜.
【答案】　热胀冷缩　①用温度计测量液体温度时,玻璃泡要与液体充分接触　②读数时,视线要与温度计液柱的上表面相平
2.如图所示是体温计和实验室常用温度计,请简要说出它们在构造或使用上的三个不同点:
(1)　　　　　　　　　　　　　　　　;?
(2)　　　　　　　　　　　　　　　　;?
(3)　　　　　　　　　　　　　　　　.?
解析:本题可以从结构、量程、分度值、使用方法、内部液体等不同角度来分析.
【答案】　(1)两种温度计的量程、分度值不同　(2)体温计上有缩口　(3)体温计在使用前要甩一甩
3.100 ℃的水和100 ℃的水蒸气相比较 (　　)
A.100 ℃的水比100 ℃的水蒸气热
B.100 ℃的水比100 ℃的水蒸气冷
C.100 ℃的水和100 ℃的水蒸气冷热程度相同
D.水和水蒸气的状态不同,无法比较
解析:温度表示物体的冷热程度,水和水蒸气的温度相同,就是它们的冷热程度相同.故选C.
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
4.2014年2月8日,我国南极泰山站正式建成开站,这是我国继长城站、中山站、昆仑站后的第四个南极科学考察站.已知我国南极泰山站冬季测得的最低气温达到-82.3 ℃,读作 (　　)
A.摄氏负82.3度 B.零下82.3摄氏度
C.零下摄氏82.3度 D.负摄氏82.3度
解析:本题考查摄氏温度的读法.“℃”应读作“摄氏度”,不能分开读,“-82.3 ℃”应读作“零下82.3摄氏度”或“负82.3摄氏度”.故选B.
1.温度
(1)定义:表示物体的冷热程度.
(2)单位:℃(读作:摄氏度).
(3)测量:温度计.
2.温度计
(1)原理:液体的热胀冷缩规律.
(2)正确使用
①看清量程和分度值.
②正确放置温度计.
③稳定后视线水平进行读数.
3.体温计
(1)特殊设计
玻璃泡与直玻璃管通过很细的细管相连.
(2)使用前注意事项
必须把水银全部甩入玻璃泡中.
一、教材作业
【必做题】
教材第52页动手动脑学物理的1题.
【选做题】
教材第52页动手动脑学物理的2,3,4题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.为了预防甲型流感,某校要求学生每天早上用如图所示的体温计测量体温,这种体温计是根据液体的　　　　规律制成的,图中体温计的读数是　　　　℃.?
2.如图所示是用常用温度计测量两个不同室温时温度计示数的情况,它们分别是: 甲:　　　　,乙:　　　　.?
3.如图所示是使用温度计测量液体温度的操作示意图,其中正确的是 (　　)
4.给体温计消毒,下列哪种方法是可行的 (　　)
A.放入沸水中煮 B.放入温水中泡
C.用酒精棉花擦洗 D.在酒精灯火焰上烧
【能力提升】
5.两支内径粗细不同,下端玻璃泡内水银量相等的合格温度计,同时插入同一杯热水中,水银柱上升的高度和温度计示数分别是 (　　)
A.上升高度一样,示数相等
B.内径细的升得高,它的示数较大
C.内径粗的升得高,它的示数较大
D.内径粗的升得低,但两支温度计的示数相同
6.在寒冷的北方,池塘冰面上的空气温度为-10 ℃,在下述几种情况中,温度恰为0 ℃的是 (　　)
A.冰层的上表面
B.冰层的下表面
C.冰层下面所有的水
D.除了冰层上表面以外的冰
7.某体温计示数是38 ℃,若粗心的护士仅消毒后就直接用它去测量37 ℃和39 ℃的病人的体温,则该体温计的示数先后分别是 (　　)
A.37 ℃和39 ℃ B.38 ℃和39 ℃
C.37 ℃和38 ℃ D.37 ℃和37 ℃
【拓展探究】
8.一支温度计刻度均匀但示数不准,在一标准大气压下,把它放入沸水中,示数为95 ℃,放在冰水混合物中示数为5 ℃,现把该温度计悬挂在教室的墙上,其示数为32 ℃,教室内的实际温度是多少?
【答案与解析】
1.热胀冷缩　37.8[解析:本题考查了体温计的原理及读数方法.体温计玻璃泡内装的是水银,是利用液体热胀冷缩的性质制成的,读数时注意其分度值为0.1 ℃,图中体温计的读数是37.8 ℃.]
2.5 ℃　-3 ℃[解析:从温度计上读数时,首先要看温度计的分度值和零刻度线,然后确定是“零上”还是“零下”再读出准确值.甲图液柱上表面在零上刻度,乙图液柱上表面在零下刻度.]
3.D[解析:本题考查温度计的使用方法.使用温度计测量液体的温度时,温度计的玻璃泡应该全部浸入被测液体中,不能碰到容器底、容器壁,只有D正确.故选D.]
4.C[解析:用沸水煮的方法对器具进行消毒是我们生活中经常采用的,但对体温计来说,我们不能忽略温度这个因素,因为沸水的温度已超过体温计的测量范围,体温计会被胀破,A错误;温开水虽能保证体温计不被胀破,但却达不到消毒的目的, B错误;在酒精灯火焰上烧会损坏体温计,D错误.]
5.D[解析:温度计插入热水中,温度计中的水银就会受热膨胀.由于两支温度计玻璃管的内径粗细不同,细玻璃管中的水银柱比粗玻璃管中水银柱要上升得高.由于它们插入热水中前后的温度变化是相等的,根据温度计分度原则,虽然两支温度计中水银上升高度不一样,但示数应相等,只不过两支温度计每一等份的刻度间隔不一样.所以D正确.]
6.B[解析:在一个标准大气压下,冰水混合物的温度为0 ℃,冰和水的接触面为冰水混合物,其温度为0 ℃,而冰或水的温度都有可能不为0 ℃.故选B.]
7.B[解析:体温计的测温特点是:温度上升时,液柱上升,温度下降时,液柱不能下降,所以这支体温计能正确测出39 ℃的体温,而测低于38 ℃的体温时却仍然是38 ℃.]
8.解:此温度计每格表示的实际温度为: ℃/格.室温的格数为(32-5)格=27格.室温为:t ℃/格×27格=30 ℃.
　　《温度》一节虽然知识不难,但是都属于一些介绍性的知识,老师常常讲得过多,且需要背记的知识也多,学生很难提起兴趣.为了解决这一难题,我想到了让学生动手先制作温度计并想办法去完善它,让他们感受到创新的快乐,然后再将自制温度计与实验室常用温度计进行对比.这样,不仅让学生弄清了温度计的工作原理,也把《温度》一节中需要传授给学生的知识在他们自然的渴求中教给了他们.在对摄氏温度进行讲解时,介绍科学史,给学生留下了深刻的印象.对于温度计读数时容易犯的错误,让他们在欣赏录像中去找,既愉悦他们的身心,又牢牢掌握了知识,以至于后面出现的错误学生还能主动地去找.温度计的使用方法是本节课的重点,播放一段视频让学生觉得新颖,又培养了学生严谨的学习态度和实验习惯.再让学生自己归纳总结使用温度计的方法并动手实际操作,学生不需要死记硬背就牢牢地掌握了这一重点.
通过这一节的教学,我觉得教师教学中要“敢放”“能收”.新课标下要充分发挥教师的指导作用,就初中阶段的学生所研究的题目来说,结论是早就有的.之所以要学生去探究,去发现,是想叫他们去体验和领悟科学家的思想观念、科学家研究问题的方法,同时获取知识.所以教师要相信学生的能力,让学生在充分动脑、动手、动口过程中主动积极地学,千万不要只关注结论的正确与否,甚至急于得出结论.我在这一点上还做得不够,这也是我在今后的教学中努力的方向.同时,学生实验及有趣的小实验,也是现实生活的一部分.我发现,学生对实验的兴趣是最大的,每次有实验的时候,连最不爱学习的学生也会目不转睛地看着实验,物理教材中有许多学生实验及有趣小实验,既生动又形象,能使学生在分工合作,观察、记录、分析、描述、讨论等过程中获得与概念、规律相联系的感性认识,引导学生探索新知识.千万不要因实验仪器或教学进度的原因放弃实验,而失去一个让学生动手的机会.有趣的小实验更能发挥这种作用.
但在教学中我自身也还存在一些不足,有个别细节考虑不够细致,有待以后进一步改进和提高.
动手动脑学物理(教材第52页)
1.甲:8 ℃;乙:9 ℃;丙:18 ℃;丁:-4 ℃.
2.提示:自己动手亲自做一下,测量时要注意温度计的使用要领.通过测量所画出的图表可以看出,晴天一天中温差变化较大,阴天一天中温差变化较小.
4.提示:热力学温度用T表示,单位是开尔文,简称:开,符号为K.热力学温度T和摄氏温度t的关系是T=t+273.15 K.
　　不准确温度计四种解法
例题　小明有一支温度计,它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的,但它的标度却不准确,它在冰水混合物中的读数是-0.7 ℃,在沸水中的读数是102.3 ℃,则:
(1)当它指示的温度是-6 ℃时,实际的温度是多少?
(2)它在什么温度附近误差很小,可以当作刻度准确的温度计使用?
[解析]　画出温度计的示意图如图所示,它在冰水混合物中的读数是-0.7 ℃,对应的准确温度是0 ℃;它在沸水中的读数是102.3 ℃,对应的准确温度是100 ℃,图中温度计右侧标出的是不准确的温度值,左侧是它对应的准确温度值.
解法1:找出准确的1 ℃相当于多少不准确的格数.
把准确的刻度的0 ℃与100 ℃之间分成100等份,每一份就是准确刻度的1 ℃,它对应的不准确刻度的格数是ΔL1.03格/℃.
(1)不准确的-6 ℃与准确的0 ℃之间相差为:
L=-6格-(-0.7格)=-5.3格,
故不准确的-6 ℃对应的准确温度是:T≈-5.15 ℃.
(2)设温度为T0时,该温度计可当作准确温度计,即T0,解得T0≈23.3 ℃.
解法2:找出1个不准确的格数相当于多少准确的温度值.
由题意知,102.3格-(-0.7格)=103格标度对应的准确温度范围是100 ℃,故1个不准确的格数相当于准确的温度为ΔT.
(1)不准确的-6 ℃与准确的0 ℃之间相差为:
L=-6格-(-0.7格)=-5.3格,
故不准确的-6 ℃对应的准确温度是:
T=ΔT·L×(-5.3格)≈-5.15 ℃.
(2)设温度为T0时,该温度计可当作准确温度计,即×[T0格-(-0.7格)]=T0,
解得T0≈23.3 ℃.
解法3:利用平行线截线段成比例
这支温度计的刻度均匀,只是读数不准,所以温度计每增加相同的示数时,实际温度的增加量也是相同的,即准确温度的变化与不准确刻度间对应的长度成正比,它们的关系可用平行线截线段成比例来表示,如图所示.
(1)设不准确的-6 ℃对应的准确温度为T,由图得,
即,
解得T≈-5.15 ℃.
(2)设温度为T0时,该温度计可当作准确温度计.
由图得,
即,
解得T0≈23.3 ℃.
解法4:待定系数法
温度计每增加相同示数时,实际温度的增加量也是相同的.根据这一点,可以确定准确温度与不准确温度之间存在着线性关系,设x为温度计的示数,y为与x对应的实际温度,于是y与x的关系为y=ax+b,
当x=102.3 ℃时,y=100 ℃,当x=-0.7 ℃时,y=0 ℃,
将这两组数据分别代入上式得:
解得a,b ℃
即y与x的关系式可表示为:
yx ℃,
(1)当x=-6 ℃时,代入得y≈-5.15 ℃,
(2)当x=y时,代入关系式得yy ℃,
解得y≈23.3 ℃.
第2节　熔化和凝固
1.通过实验探究知道物质的固态和液态之间是可以转换的.
2.通过实验探究知道熔化、凝固的含义.
3.通过比较海波与松香的熔化和凝固过程,知道晶体和非晶体熔化与凝固过程的区别.
4.会用图线描述熔化和凝固的过程.
5.会查物质熔点表.
1.通过探究感知固体发生熔化都需要吸热.
2.通过对海波、松香熔化过程的探究,知道判断固体有没有固定的熔化温度是区别晶体与非晶体的一种方法.
3.通过探究活动中数据的处理,了解图像是一种比较直观地表示物理过程的方法.
1.通过探究实验过程,提高观察和实验能力;在实验过程中形成实事求是的科学态度.
2.在探究过程中提高协作能力和团队精神.
3.通过记录交流产生将自己的见解和他人交流的愿望,认识交流的重要性.
【重点】　晶体熔化和凝固的规律,晶体的熔点和凝固点.
【难点】　用图像法进行数据处理、分析,区别晶体和非晶体.
【教师准备】　铁架台、酒精灯、石棉网、大烧杯、温水、大试管、海波、石蜡、温度计、搅拌器、火柴,多媒体课件.
【学生准备】　铁架台、酒精灯、石棉网、大烧杯、温水、大试管、海波、石蜡、温度计、搅拌器每组1套,还有火柴.
导入一:
【播放课件】　我国研制的一种新型聚乙烯材料,可以在15 ℃~40 ℃之间发生物态变化,把它掺在水泥中,制成墙壁和地板,可以使房间“冬暖夏凉”,例如北京奥运会著名场馆水立方,你想知道这种新型材料调节温度的奥秘吗?
[设计意图]　以高新科技材料应用为背景,激发学生的学习积极性,引出熔化和凝固定义.
导入二:
教师讲述:我们在小学学习过物质存在的三种状态:固态、液态和气态.但是物质的状态是不是一成不变的呢?
动画展示:正在喷发的火山;点燃的生日蜡烛的火焰旁边,固态的蜡不断地变成液态的蜡,一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡,铁矿石在高炉中熔化为铁水,从高炉中倒出的铁水凝固成铁板;不同季节、气候下的水的状态变化.
联系生活:把水放入冰箱的冷冻室里,水就会变成冰;把冰加入饮料中,冰从饮料那里吸收热量就变成了水.路桥施工人员把固态的沥青加热成液态,再把液态的沥青浇在路面上,很快又变成固态.
引导归纳:随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化.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.
[设计意图]　通过生活中常见的水的三态变化作为铺垫,自然过渡到其他物质的状态之间的变化.
一、探究海波和石蜡的熔化过程
思路一
提出问题:熔化需要什么条件呢?不同的物质熔化时温度会如何变化呢?请同学们猜想一下.
[设计意图]　让学生运用学过的知识和已有经验,对问题的可能答案做出合理的猜想.培养学生的发散思维.
对于学生的猜想,及时给予激励性的评价.
引导:我们研究海波(硫代硫酸钠)和石蜡的熔化过程,需要哪些器材?大家分析并讨论一下.
引导:物理实验室里用酒精灯进行加热,下面我们来看课件,了解酒精灯的使用方法.
播放课件:酒精灯的使用和注意事项
[拓展延伸]　酒精灯的使用方法和注意事项:①酒精灯要用点火工具点燃,严禁用一个酒精灯点燃另一个酒精灯;②用完酒精灯必须用灯帽盖灭,不能用嘴吹.
播放课件及引导点拨:酒精灯的火焰温度高达几百摄氏度,如果直接用酒精灯加热固体,海波或石蜡的温度变化过于剧烈,将无法观察其熔化过程,所以我们采用水浴加热,这样物体均匀受热,便于固体同时熔化.
引导:看课本第54页图3.2 - 1实验装置,讨论搅拌器、石棉网的用途?
总结:石棉网:为使烧杯底部均匀受热,防止受热不均而炸裂,在烧杯底下放上石棉网. 搅拌器:为了使固体同时熔化,可以用细铁丝进行搅拌,速度更快.
实验指导:(1)在熔化过程中,我们需要观察什么?(2)把温度填在课本第54页的表格中;这个表格还缺少一行用来记录什么数据的?我们能不能给它加上? (3)为了得到准确的数据,小组成员如何分工呢? (4)为了使固体更快地熔化,我们是使用温水还是凉水?为什么?
[设计意图]　进行实验前,明确目标和协作分工,增加课堂效率,培养学生的合作意识.
思考交流:(1)温度、物质状态 ;(2)状态;(3)一位同学计时,一位同学读数,并观察物质的状态,第三位同学记录数据;(4)温水;节约时间,节约材料.
实验指导:用温水加热,待40 ℃左右开始,每隔一分钟记录一次海波(或石蜡)的温度,并观察海波(或石蜡)的状态.直到海波(或石蜡)全部熔化完后2 min为止. 学生实验,教师巡视指导.
[设计意图]　培养学生动手能力和合作分工意识.
实验指导:根据记录的数据在坐标纸上描点,然后将这些点用平滑曲线连接,便得到海波(或石蜡)熔化时温度随时间变化的图像.
[设计意图]　培养学生的动手能力,运用数学知识找到两个物理量的关系,提高解决物理问题的能力.
成果展示:分别选择2~3小组将海波(或石蜡)熔化图像投影在黑板上.
　　[过渡语]　通过对海波和石蜡熔化过程的探究,海波和石蜡有什么不同?
思路二
1.提出问题: 固体在什么情况下熔化成液体?液体在什么情况下凝固成固体?有什么条件吗?是吸热还是放热?请大家根据生活中积累的经验想一想,然后大胆地说出你的猜想和你这样猜想的依据.
将学生的猜想在黑板上逐一列出.
2.根据猜想,设计实验过程
提供粉末状的海波和石蜡这两种固体物质.我们要使它们熔化并研究其过程,根据你们刚才的猜想内容你们应该需要一个什么样的实验装置?
因为这是第一次涉及设计实验,老师在学生讨论的基础上,需要帮助学生提供实验器材和实验装置.
实验仪器:铁架台、试管、大烧杯、酒精灯、海波、石蜡、水、水银温度计、石棉网、火柴.
实验目的:我们来探究熔化时温度的变化规律.并利用它们去为日常生活和生产服务.
实验装置为课本第54页图3.2 - 1.观察实验装置图,要求学生思考以下几个问题:
(1)在做海波熔化实验时,为什么不用酒精灯直接对试管加热,而要把试管放在有水的烧杯中,再用酒精灯对烧杯加热呢?烧杯中的水量为多少时恰当呢?
(2)温度计液泡在什么位置合适?为什么?怎样能做到将温度计液泡放入合适位置?
(3)要记录什么数据?怎样记录数据?
(4)实验的操作步骤是什么?
(5)怎样保证实验过程中安全操作?
在讨论了以上的问题后,学生对所采用的装置就有所理解了.
3.进行实验与收集数据
(1)按照教材图3.2 - 1组装实验仪器.(注意:顺序是自下而上,自左而右,位置要适中.酒精灯加热时,要用外焰加热,酒精灯在使用时绝对禁止用一只酒精灯引燃另一只酒精灯,用完酒精灯必须用灯帽盖灭)
实验开始前教师要讲解实验的做法和注意事项.除了要讲实验目的、如何分组、如何分工、观察什么、记录什么、如何画图像等之外,还要特别注意向学生讲清注意安全,万一酒精洒在桌上并燃烧起来,如何扑灭.教师要准备几块湿布备用.
(2)用酒精灯对烧杯缓慢加热,观察海波或石蜡的变化情况.
当被测物质的温度达到40 ℃左右时,开始记录.每隔0.5 min记录一次温度;在海波或石蜡完全熔化后再记录4~5次.
为了研究实验过程,就需要记录有关数据及实验现象,你应如何设计实验记录表格呢?最后全班同学组合改进,设计出表格如下:
固体
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
石蜡
温度/℃
状态
固
海波
温度/℃
状态
固
　　(3)根据数据绘制熔化图像
根据记录表中各个时刻的温度值在方格纸上描点,然后将这些点用平滑曲线连接,便得到熔化时温度随时间变化的图像.
4.根据图像分析与论证
认识图像:(图像法:把实验数据在坐标上描绘出来的一种方法.)认识图像时,首先要从横、纵坐标轴开始,弄清两个坐标轴各代表什么物理量,以便了解物理图像反映的是哪两个物理量之间的相互变化关系.
注意引导学生学会分析图像的切入点,能使学生把每段物理过程和每点的物理场景有机地联系起来.比如从曲线上的特殊点入手,分析它们所对应的物理意义、物理状态等.
组织学生描述和解释:
石蜡在熔化时,需要不断地吸热,温度不断上升,它是逐渐变得越来越软,直至完全变为液态.固体和液体之间无明显的界线.而海波完全是固态时吸热温度不断上升,一旦开始熔化,虽继续加热但温度却保持不变,直到它完全变成液态,温度才继续上升.
以思考题的形式,给学生以启迪:
在熔化装置中的温度计始终测的是熔化物质的温度吗?你的猜想与探究结果一致吗?探究过程发现新问题了吗?你有更好的实验方案吗? 你设计的方案有何不足?如何改进会更好呢?你得出的实验结果和我们的有何区别?为什么?
5.交流与合作
教师可以在第二节课安排学生进行交流.交流内容可以是实验结果、实验中遇到的困难、发现的新问题、与预期不同的结果、新的想法等.
二、晶体和非晶体
提出问题:比较海波和石蜡熔化图像(见前面的海波和石蜡的熔化图像),温度变化有什么不同?
思考交流:
生1:海波在AB段温度不断上升,在BC段温度却保持不变,在CD段温度又再上升.
生2:海波在AB段为固体;在BC段为固液共存态,且固体减少,液体增多;在CD段为液态.
生3:AB段是熔化前;BC段为正在熔化;CD段为熔化后.
生4:石蜡在熔化过程中,吸热,温度不断上升.
生5:石蜡在熔化过程中,没有明显的状态变化,先变成黏稠状态,后变稀,最后是液态.
生6:……
提问:通过海波和石蜡的熔化图像,能说出它们的熔化温度分别是多少吗?
识图回答:海波48 ℃; 石蜡没有固定的熔化温度.
总结:晶体熔化时的温度叫熔点.非晶体没有熔点.
小结:(1)有固定的熔化温度的物质叫晶体.除海波外,还有冰、萘、铁、铜、铝等各种金属.
(2)没有固定的熔化温度的物质叫非晶体. 像石蜡这样的非晶体还有玻璃、橡胶、塑料、松香、沥青.
自学指导:阅读课本第56页小资料《几种晶体的熔点》;知道冰和常见晶体的熔点.
[设计意图]　了解自然界中常见晶体的熔点.
引导:请同学们总结一下晶体熔化需要什么条件?
讨论及交流:①达到熔点;②继续吸热.
[设计意图]　培养学生通过实验观察,分析归纳,总结出规律.
三、凝固
设疑:凝固是熔化的逆过程.大家能不能根据熔化图像画出它们凝固时的温度变化图像?
思考讨论:
生1:晶体熔化时吸热、温度不变;液体凝固形成晶体时温度也应该不变.
生2:非晶体熔化时吸热、温度不断上升;液体凝固形成非晶体时温度应该不断下降.
生3:……
[设计意图]　通过对熔化图像分析,运用已获得的信息,逆向思维,画出晶体和非晶体凝固时温度变化的图像.
四、熔化吸热、凝固放热
想想议议:
在课本第56页图3.2 - 5甲中,EF,FG,GH各段分别表示温度怎样变化?物质是在吸热还是放热?物质处于什么状态?
思考交流:
生1:EF段温度下降,放热,液态;FG段继续放热,温度不变,液体逐渐凝固成固体;GH段继续放热,温度下降,为固态.
生2:三段都是放热.
师生总结:液体凝固形成晶体时有确定的温度,这个温度叫做凝固点;同一种晶体的熔点和凝固点相同;非晶体没有确定的凝固点.晶体和非晶体在熔化过程中要吸热才能进行,反过来,液体在凝固成晶体的过程中放热,但温度不变;非晶体在凝固过程中温度改变.
想想议议:
(1)黑龙江省北部最低气温曾经达到-52.3 ℃,这时还能使用水银温度计吗?应该使用什么样的液体温度计?
(2)夏天,人们喜欢吃海鲜,要把它运往内地,为什么要用冰块来保存?
(3)在北方的冬天,为什么菜农通常要在菜窖里放几桶水?
[设计意图]　从物理走向生活,运用学习的知识解决问题.
思考交流:
(1)不能,水银已经凝固了;应该使用酒精温度计,它的凝固点低.
(2)因为冰块熔化成水的过程中吸热,从而使海鲜的温度下降得更多.
(3)利用水凝固成冰放热,使菜窖内的温度不会太低.
晶体
非晶体
熔化
固态
熔点(有或无)
有
无
过程(吸热或放热)
吸热
吸热
凝固
液态
凝固点(有或无)
有
无
过程(吸热或放热)
放热
放热
举例
海波、冰、萘和各种金属
石蜡、玻璃、橡胶、塑料、松香、沥青
1.石蜡是一种非晶体物质,它在熔化过程中要　　　　(选填“吸热”或“放热”),温度　　　　(选填“升高”“不变”或“降低”).?
解析:石蜡是非晶体,它在熔化过程中不断吸热,温度不断升高.
【答案】　吸热　升高
2.关于物质的熔化,下列说法错误的是 (　　)
A.非晶体熔化时要吸热,温度不断上升
B.同种晶体的熔点和凝固点相同
C.晶体熔化时要吸热,温度保持不变
D.各种固体都有一定的熔点
解析:A.非晶体没有熔点,所以在熔化过程中温度会继续升高,故此选项是正确的;B.同种晶体的熔点和凝固点是同一温度,不同晶体的熔点是不同的,故此选项是正确的;C.晶体有熔点,熔化时虽然吸热但是温度保持不变,故此选项是正确的;D.固体中的晶体有熔点,非晶体则是没有熔点的,故此选项是错误的.故选D.
3.我国首次赴南极考察队于1984年11月20日从上海启程,历时约3个月,横跨太平洋,穿越南北半球,航程26000多海里,在南极洲南部的高兰群岛乔治岛,建立了我国第一个南极科学考察基地——中国南极长城站,南极平均气温为-25 ℃,最低气温-88.3 ℃,在那里用的液体温度计是酒精温度计而不用水银温度计,这是因为 (　　)
A.酒精比水银颜色更浅
B.酒精凝固点比水银凝固点更低
C.酒精密度比水银密度更小
D.酒精气体无毒,水银气体有毒
解析:由于酒精的凝固点比较低,所以当南极的温度很低时,酒精仍不会凝固,所以可以用酒精温度计测南极的温度.故选B.
4.下列现象中,不属于熔化的是 (　　)
A.-40 ℃的水银变成0 ℃的水银
B.冰变成水
C.食盐放入水中化成盐水
D.玻璃在高温状态下变成液态玻璃
解析:食盐是易溶于水的物质,放入水中能和水形成均一、稳定的混合物,即能够和水形成溶液,不是熔化.A,B,D都是由固态物质受热熔化形成的.故选C.
1.物态变化
熔化——物质从固态变成液态叫熔化.
凝固——物质从液态变成固态叫凝固.
2.晶体和非晶体
晶体:像海波等有固定的熔化温度的物质.
晶体熔化时的温度叫熔点.
液体凝固形成晶体时有一定的温度,这个温度叫做凝固点.
同一种晶体的熔点和凝固点相同.
非晶体:像石蜡等没有固定的熔化温度的物质.
非晶体没有熔点和凝固点.
3.熔化吸热,凝固放热
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
一、教材作业
【必做题】
教材第57页动手动脑学物理的1,3题.
【选做题】
教材第57页动手动脑学物理的2,4题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.用质量相等的水或冰冷却食品时 (　　)
A.用水效果好,因为水容易流动
B.用冰效果好,因为冰温度低
C.用水和冰的效果一样
D.用冰的效果好,因为冰熔化时吸热
2.下列关于物质的熔化和凝固的说法中正确的是 (　　)
A.各种固体都有一定的熔点,不同的固体熔点不同
B.晶体熔化时的温度叫熔点,不同的晶体熔点不同
C.同种晶体的熔点高于它的凝固点
D.晶体熔化过程要吸热,且温度不断升高
3.下雪后,护路工人为了便于清除积雪,常在路面上撒大量的盐,这是由于撒盐后 (　　)
A.使积雪的温度上升而熔化
B.提高了冰的熔点
C.降低了水的凝固点
D.积雪会吸收盐放出的热量而熔化
4.如图所示是某种固体加热变成液态时的温度随时间变化的曲线,观察图像并回答:
(1)该固体的熔点为　　　　℃.?
(2)图中BC段表示物质处于　　　　状态,物质在熔化过程中共持续了　　　　min.?
【能力提升】
5.将一盆冰水混合物放到0 ℃的房间里,下列说法中正确的是 (　　)
A.因为冰的熔点是0 ℃,所以冰可以熔化一部分
B.因为水的凝固点是0 ℃,所以水可以凝固一部分
C.水不能结冰,冰也不能熔化
D.条件不足,无法确定
6.萘的熔点是80 ℃,则80 ℃的萘 (　　)
A.一定是固态 B.一定是液态
C.一定是固液共存 D.以上情况都有可能
7.如图所示是锡的熔化和凝固的图像,根据图像回答:
(1)锡的熔点是　　　　℃,凝固点是　　　　℃.?
(2)在BC段,锡处于　　　　状态;在DE段,锡处于　　　　状态.?
(3)锡的熔化用了　　　　min,它熔化过程中要　　　　热,但温度　　　　.?
(4)锡从10 min到12 min这段时间间隔内处于　　　　状态.?
【拓展探究】
8.有一种聚乙烯材料可以在15~30 ℃的范围内熔化和凝固,将这种材料掺入水泥中制作地板或墙壁,可以起到调节室温的作用,你能说出其中的道理吗?
【答案与解析】
1.D[解析:0 ℃的冰熔化为0 ℃的水还要吸收热量,所以用质量相等的0 ℃的水和0 ℃的冰来冷却食物,冰的效果好一些.]
2.B[解析:固体分为晶体和非晶体两类,只有晶体才有一定的熔化温度即熔点,非晶体没有,A错;同一种晶体的熔点和凝固点相同,C错.晶体熔化过程要吸热,但温度保持不变,D错.]
3.C[解析:A.盐不会使积雪的温度升高,故错误;B.积雪上撒盐,是增加杂质,降低冰的熔点,故错误;C.同种物质的熔点和凝固点是相等的,降低冰的熔点也就是降低了水的凝固点,故正确;D.撒的盐尽管是大量的,但放出的热量微乎其微,冰雪吸热温度升高可忽略不计,故错误.]
4.(1)0　(2)固液共存　4[解析:(1)熔点即熔化时的温度,从图中可知,BC段温度保持不变,为熔化过程,此时的温度即是此晶体的熔点,为0 ℃;(2)BC段是熔化过程,此时处于固液共存状态.BC段的熔化过程从第2分钟到第6分钟,时间为4分钟.]
5.C[解析:0 ℃的冰要熔化需要吸收热量,但周围温度也是0 ℃,所以没有温度差,不会有热传递现象发生,冰不会熔化;0 ℃的水要凝固需要放出热量,但周围温度也是0 ℃,所以没有温度差,不会有热传递现象发生,水不会凝固.]
6.D[解析:固态的萘吸收热量温度升高,达到熔点,此时的萘是固态的;达到熔点的固态萘不断吸收热量,不断熔化,温度保持不变,此时是固液共存状态;萘刚好全部熔化时萘为液态,温度还保持在熔点.所以熔点时的萘有三种可能:固态、液态、固液共存态.]
7.(1)232　232　(2)固液共存　液　(3)4　吸　保持不变　(4)固液共存[解析:各种金属都属于晶体.锡是金属,是晶体.固态的锡从220 ℃开始加热,加热3 min,温度达到232 ℃时锡继续吸热,开始熔化,锡熔化过程经历了4 min,此过程吸收热量,温度保持232 ℃不变;锡是晶体,熔点和凝固点相同,都是232 ℃.锡AB段是固态升温过程,BC段是锡的熔化过程,是固液共存态,CD段是锡熔化结束后温度升高的过程,是液态.DE段是液态锡的降温过程.EF段是锡的凝固过程,要放出热量,是固液共存态.FG段是锡的固态降温过程.]
8.外界温度升高,这种聚乙烯材料熔化,要吸收大量的热,使室温不致太高;外界温度降低,这种聚乙烯凝固,要放出大量热,使室温不致太低.
　　1.本堂课充分体现了学生的主体地位,从知识学习,交流表达,到探究实验都是在教师的指导下有序地自主完成,在探究的整个过程中学生是主角,所有的内容都是由学生来完成的.将新课程的理念融入教学过程之中.
2.条理比较清楚,每一个知识点的提出都非常的自然,学生也比较能接受,将探究活动和知识点的掌握有机地结合在一起,在探究的过程中不忽视知识点的讲解,即达成了能力目标——科学方法的掌握,也达成了知识目标——知识点的掌握.
3.整堂课侧重于科学方法的掌握,把学生的能力目标放在首位,有效地结合多媒体,较好地发挥多媒体的作用.
4.为了解释凝固放热,设计了将海波和松香的凝固实验在空烧杯中完成,最后烧杯变得温暖,学生很自然地了解了凝固放热的特征.
5.学生根据实验数据作熔化和凝固图线时较困难,应加强指导.
6.时间还是显得有些仓促,整节课显得比较匆忙.怎么样的实验才能既节省时间,又能较好地保证实验效果有待探讨.
动手动脑学物理(教材第57页)
1.提示:例如:利用冰能制冷,可以防止饭菜变馊.由于冰块吸热,使冰周围的空气变冷,冷空气比热空气重,要往下沉,所以冰块应该放在饭菜的上面.在北方初春融雪的日子,天气寒冷,要多穿衣服防止感冒.有条件的地方,可以组织学生参观炼钢厂,观察在浇铸钢锭时是如何避免钢锭凝固时放热所产生的高温伤害的.
2.记录数据时间间隔过长时,可能会导致晶体熔化过程所测的温度值个数过少,使描绘的图像中缺少温度不变的熔化过程,体现不出晶体熔化时吸收热量、温度保持不变的特点.
3.该物质在熔化过程中温度保持不变,是晶体;熔点是80 ℃;持续约15 min.
4.猜想:水中加入酒精后,水的凝固点降低了.　应用:冬天,在汽车水箱的水中加入酒精,可降低水的凝固点.
　　晶体和非晶体的特点及结构
晶体是固体的一类,它又分为单晶体和多晶体两种.单晶体具有规则的几何外形,物理性质上具有各向异性.多晶体既表现不出外部的几何特征,在物理性质上也表现不出各向异性,相反在宏观上表现为各向同性.但它和单晶体一样具有晶体的本质特征:具有一定的熔点.
非晶体亦称玻璃体,是固体的另一类.它具有一定的体积和形状.但不具有规则的几何形状,物理性质表现为各向同性,没有一定的熔点.从本质上说,非晶体是黏滞性很大的液体.
物质在熔化和凝固过程中,固态和液态并存时,温度保持不变,这类固态物质叫做晶体.
物质在熔化和凝固过程中,其温度不断变化,没有明显的熔点和凝固点,这类固态物质叫做非晶体.
非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体.它没有一定的规则的外形,如玻璃、松香、石蜡等.它的物理性质在各个方向上是相同的,叫“各向同性”.它没有固定的熔点.所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”.
晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,具有长程有序,并成周期性重复排列.
非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体,具有近程有序,但不具有长程有序.如玻璃,外形为无规则形状的固体.
晶体和非晶体之所以具有不同的物理性质,主要是由于它的微观结构不同.组成晶体的微粒——原子是对称排列的,形成很规则的几何空间点阵.空间点阵排列成不同的形状,就在宏观上呈现为晶体不同的独特几何形状.组成点阵的各个原子之间,都相互作用着,它们的作用主要是静电力.对每一个原子来说,其他原子对它作用的总效果,使它们都处在势能最低的状态,因此很稳定,宏观上就表现为形状固定,且不易改变.晶体内部原子有规则地排列,引起了晶体各个方向不同的物理性质.当晶体吸收热量时,由于不同方向原子排列疏密不同,间距不同,吸收的热量多少也不同,于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数. 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等就是常见的晶体. 非晶体的内部组成是原子无规则地均匀排列,没有一个方向比另一个方向特殊,如同液体内的分子排列一样,形不成空间点阵,故表现为各向同性.
第3节　汽化和液化
1.知道汽化和液化的概念.
2.了解汽化有两种方式:蒸发和沸腾.
3.掌握影响蒸发快慢的因素,以及蒸发过程中吸热(蒸发可以制冷).
4.理解沸点的概念.
5.知道液化的两种方法及液化放热.
1.通过研究影响蒸发快慢的因素,学会比较的研究方法.
2.通过探究蒸发吸热及水的沸腾特点,学会和生活中的现象相结合.
1.通过列举大量的生活实例,可以感觉到物理和生活的密切相关,产生对自然现象的关心,产生乐于探索的情感.
　　2.通过交流,能够产生将自己的见解与他人交流的愿望,认识交流的重要性.
【重点】　
1.探究影响蒸发快慢的因素,以及蒸发的过程是吸热的.
2.探究水的沸腾特点.
【难点】　
1.运用影响蒸发快慢的因素和“蒸发制冷”解释生活中的有关现象.
2.液化的两种方式在实际生活中的应用.
【教师准备】　酒精、小气球、热水、教学课件、烧杯、水、铁架台、温度计、酒精灯、石棉网、中心有孔的纸盖、火柴、玻璃板、胶头滴管.
【学生准备】　烧杯、水、铁架台、温度计、酒精灯、石棉网、中心有孔的纸盖、火柴、玻璃板、胶头滴管.(每小组各1套)
导入一:
小魔术:自动膨胀的小气球
学生们都认为,小气球膨胀需要向气球充气.而这个魔术中的小气球是封口的,无法往里面充气.通过向气球上倒超过80 ℃的热水,气球就会自动膨胀起来.为什么?只要把膨胀的小气球拿出热水,小气球马上又会缩小,这又是为什么?
[设计意图]　学生们通过预习,都知道是因为小气球中预先加进了酒精,因此引入新课题:汽化和液化.
导入二:
演示:我用棉纱蘸些酒精在黑板上写了两个字“鸡腿”,不一会儿,咦!我的“鸡腿”不见了.
提问:我的“鸡腿”到底跑到哪儿去了呢?
回顾:物质三种状态是什么?
[设计意图]　通过一则物理幽默笑话,将学生的注意力吸引到课堂上来,又复习了物质三种状态的有关知识.
一、汽化和液化定义
1.回顾上节课内容,观察下列现象,你想到什么?
冰熔化成水,铁块变成铁水,固态液态.
水结冰,铁水定型成铁块,液态固态.
2.笑话里的“鸡腿”跑到哪里去了?与同伴交流你的想法,由学生小组归纳概括出汽化的概念:
(　　)态(　　)态
[设计意图]　让学生通过类比、小组讨论、合作学习,鼓励学生大胆猜想,归纳,从而总结出汽化的概念.
　　[过渡语]　汽化有两种方式:蒸发和沸腾,首先,我们来探究一下水的沸腾现象.
二、探究水的沸腾
1.提出问题:你认真观察过水的沸腾吗?水在沸腾时有什么特征?
2.进行猜想:(学生大胆进行猜想)
3.实验仪器:(一个学生说)
4.观察实验:(4人为一个小组做实验,组长从水瓶中分热水)
(1)沸腾时,气泡大小有什么变化?
　　　　　　　　　　　　　　　　　.?
(2)沸腾前、后,温度计读数的变化情况是怎样的?
　　　　　　　　　　　　　　　　　.?
(3)沸腾时,移去酒精灯,水还能继续沸腾吗?
　　　　　　　　　　　　　　　　　.?
5.记录数据并绘图:
时间/min
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
…
温度/℃
6.归纳总结:(由学生小组讨论并归纳总结出沸腾时的特点)
(1)沸腾概念:在　　　　温度下,在液体　　　　 同时发生的剧烈的　　　　现象.?
(2)沸点:液体　　　　　时的温度.?
(3)液体沸腾时要　　　　热,但温度　　　　.?
7.评估与交流
学生:水沸腾时的温度为什么不是100 ℃而是98 ℃或是其他温度?各组水沸腾时的温度为什么不同?
讨论结果:在一个标准大气压下纯水沸腾时的温度是100 ℃,水不太纯、气压的高低、温度计不太标准、硬纸片盖的是否严密等都可以影响水沸腾时的温度.
[设计意图]　实验开始时用热水是为了节省时间.让学生通过探究水的沸腾实验,带着问题去探究,给学生留下足够的时间,不懂的可以查阅课本、问同学、老师,同时鼓励学生大胆去想,大胆去做,让他们学会自己去解决问题,最后让学生代表归纳总结.
老师小结:“探究水的沸腾”这个探究活动是本节的重点,由于许多探究活动不是一个人能完成的,需要同学们之间的相互配合、合作,在刚才的探究中,许多同学在交流过程中形成一种默契配合、关系融洽的友好氛围.
[知识拓展]　液体的沸点随气压的改变而改变,气压增大,沸点升高,气压减小,沸点降低.
　　[过渡语]　通过刚才的学习,我们知道沸腾是一种剧烈的汽化现象,那么蒸发与沸腾有什么不同呢?
三、蒸发
思路一
学生分组做两个简单实验:
1.把酒精涂在手背上,有什么感觉?
2.把酒精涂在温度计上,观察有什么现象?
做完实验:
(1)蒸发的概念:液体在　　　　温度下都能发生的,并且只在　　　　发生的　　　　汽化现象.?
(2)蒸发要　　　　 热,有　　　　作用.?
动脑筋思考:
如果明天要开运动会了,但是要穿的衣服还没有干,怎样才能让它最快干?(老师拿起一件湿衣服)
学生大胆发表见解:把衣服放在太阳底下晒干,把衣服展开晾,把衣服放在风大的地方……
师生小结:
加快蒸发的方法:
[设计意图]　先让学生大胆去想、去做,鼓励他们互相讨论,充分交流,力求他们用多种方法去解决问题,拓展思维.由于加快蒸发的方法有许多种,需要老师加以引导,老师按照学生的想法和做法给予归纳,肯定并表扬学生正确的想法和做法,增强学生学习物理的信心,通过讲解示范,给学生以清晰的思路、方法和知识的脉络.
[知识拓展]　液体蒸发的快慢还与下列因素有关:①液体的种类:在相同的条件下,不同液体蒸发的快慢不同.例如,酒精比水蒸发得快.②周围空气的湿度:周围空气的湿度越大,液体蒸发得越慢,如夏天下雨前,人往往感到特别闷热,这是因为空气湿度大,人身上的汗液难以蒸发所致.
　　[过渡语]　通过刚才的探究,请同学们和我一起来归纳总结一下蒸发和沸腾的相同点和不同点.
思路二
一、蒸发定义
1.学生搜集蒸发实例:
(1)教师引导学生列举生活中的一些蒸发现象.
(2)学生讨论、举例:
例如:生1:干旱季节,湖水干枯.
生2:开口瓶中的酒精,时间久了,干了.
生3:渔民晒干鱼,把鱼中的水分晒干了.
生4:秋冬季节,馒头放在外面久了,风干了.
生5:忘记盖上钢笔帽,时间久了,笔管中的钢笔水没有了.
……
说明:让学生在举例过程中,加深对蒸发现象的认识;同时,为下面的分析归纳搜集充足的资料.
2.分析归纳,得出蒸发特点:
结合学生搜集的实例,以问题的形式,引导学生对照沸腾,归纳出蒸发的特点及定义.
(1)教师给出问题,引导学生(课件展示“导学问题”):
①根据刚才列举的蒸发的实例,同学们思考一下,蒸发是否也像沸腾一样,必须达到一定的温度才能进行?
②液体蒸发时,也是像沸腾那样剧烈,在液体内部和表面同时发生吗?
(2)学生讨论、分析后回答.
(3)在学生回答基础上,师生共同归纳总结,得出蒸发的特点及定义:
①蒸发是在任何温度下都能发生的一种平和的汽化现象.
②蒸发只发生在液体表面.
说明:这个环节中,对蒸发特点的归纳,一定要让学生自己在对大量实例的分析、讨论的基础上进行,这既是一种从大量事实中抽象出共性、形成定义的科学方法的渗透,也是对学生分析归纳能力的培养,切忌教师包办代替,直接给出结论;另外,与沸腾对照认识蒸发,既得到了蒸发的特点,又渗透了二者的区别与联系.
二、影响蒸发快慢的因素
1.解决实际问题:
设计情景,提出要解决的实际问题:星期天下午,妈妈把小明的校服洗了,可小明怕干不了,耽误星期一早上升国旗的时候穿.同学们能不能想办法,使小明的湿校服干得更快一些?
2.搜集办法:
让学生通过充分讨论,搜集解决问题的办法,并进行交流,教师板书汇总.
例如:生1:放在有阳光的地方晒.
生2:放在通风的地方.
生3:把衣服尽量展开晾.
生4:用电风扇吹.
生5:把衣服放在电暖气上烤.
……
3.形成假说:
让学生通过讨论,对搜集的办法进行分类、归纳,得到三种加快蒸发的方法,形成假说:
(1)提高液体温度;
(2)增大液体表面积;
(3)加快液体表面上的空气流速.
说明:这实际上是一种对大量事实进行分析、分类、归纳、总结出共性的研究问题的方法.
4.实验验证:
让学生根据给出的器材(玻璃片两块、酒精、胶头滴管、酒精灯、试管夹、硬纸板)分组讨论、设计并进行实验,验证假说是否成立.
5.交流:
各组选代表,上讲台交流、演示、分析自己组设计的实验及得出的结论.
实验1:探究蒸发快慢与液体温度的关系
A组:用滴管在两块玻璃片上各滴一滴酒精,用酒精灯给其中一块玻璃片加热,注意保持两滴酒精的面积及其他条件相同;发现经加热的玻璃片上的酒精蒸发得快,证明温度越高,蒸发越快.
实验2:探究蒸发快慢与液体表面积的关系
B组:用滴管在两块玻璃片上各滴一滴酒精,轻晃其中一块玻璃片,使上面的酒精摊开,注意保持其他条件相同;发现摊开的玻璃片上的酒精蒸发得快,证明液体表面积越大,蒸发越快.
实验3:探究蒸发快慢与液体表面空气流速的关系
C组:用滴管在两块玻璃片上各滴一滴酒精,并使两块玻璃片之间保持一定距离,用硬纸板对着其中一块玻璃片上的酒精扇风,注意保持其他条件相同;发现被扇风的玻璃片上的酒精蒸发得快,证明液体表面上空气流速越大,蒸发越快.
……
6.得出结论:
液体蒸发快慢与液体温度、液体表面积、液体表面上的空气流速有关.液体温度越高,液体表面积越大,液体表面上的空气流速越快,蒸发越快.
7.评估与反思:
教师提出问题,引导学生对刚才的探究活动进行评估、总结、反思:(课件展示“导学问题”)
(1)同学们,当我们在研究多个因素之间的关系时,往往要注意什么问题?(控制变量)
(2)在探究过程中,同学们还用到了哪些研究方法?(比较法)
(3)在对影响蒸发快慢的因素的整个探究过程中,同学们经历了哪些探究要素?(解决实际问题——搜集办法——形成假说——实验验证——交流——得出结论——评估与反思——应用)
(4)对照其他组设计的实验,你们组设计的实验有哪些不足?应如何改进?
说明:在评估中,通过问题引导学生及时总结研究方法及探究的程序化方法以提高探究能力,指导以后的探究活动;并结合其他组设计的实验进行讨论,对自己组的实验进行反思、改进.
三、蒸发吸热
1.创设实验情景,感受蒸发吸热:
实验4:酒精蒸发吸热
(1)学生实验:用蘸过酒精的棉花擦手背.
(2)教师提出问题,引导学生分析实验,发现并提出问题、形成假说:(课件展示“导学问题”)
①手有什么感觉?(凉)
②说明什么问题?我们可以由此而建立一个什么假说?(酒精蒸发时吸热)
③利用这一点,我们可以做些什么?你能搜集一些实例证明你的假说是正确的吗?(利用蒸发吸热,使周围物体温度降低,可以制冷;如:夏天天热,人大量出汗给人体降温)
(3)学生讨论后搜集实例、验证假说,初步得出结论,进行交流:蒸发吸热可以制冷.
说明:这里,在学生动手实验、亲自感受蒸发吸热的基础上,教师再通过“导学问题”引导学生对实验进行分析,发现并提出问题、形成假说,并通过搜集实例验证假说,使学生将感性体验升华到理论,更好地发挥实验教学在学生主动探究知识过程中的能动作用.
2.应用练习:
(1)用所给的器材,设计实验验证:“蒸发吸热可以制冷”.(器材:温度计两支、酒精)
实验5:蒸发制冷
学生讨论后设计并进行实验验证,全班交流实验方案:
如A组:取两支温度计放在教室中,观察它们的示数;在其中一支温度计的玻璃泡上涂上酒精,过一会儿,再同时观察两支温度计的示数;发现涂酒精的温度计示数降低了,证明结论正确.
(2)解释现象:让学生解释课本第61页图3.3 - 5中两个现象:
①为什么游泳时人刚从水中出来,感觉特别冷?
②为什么天热时狗常把舌头伸出来?
说明:通过让学生设计实验,进一步验证并体会蒸发吸热;通过让学生解释身边的现象,将所学知识应用到实际生活中,体现一种从物理走向社会的新课程理念.以上在学习蒸发吸热的环节中,实际上是借助问题导学和实验教学,让学生经历了一个“发现问题——提出问题——形成假说——搜集实例——实验验证——得出结论——应用”的探究过程.
四、液化
探究活动:模拟大自然中“雨”的形成.
教师演示实验,引导学生观察、思考、解释现象,提出问题.
讨论解释: “雨滴”的形成经历了怎样的物态变化?需要什么条件?
[设计意图]　通过模拟雨滴形成的实验让学生亲眼目睹了气体的液化过程.这种真实的物理情境,激发了学生的学习兴趣和解决问题的欲望.
使气体液化的方法:降低温度、压缩体积.
请学生举出在日常生活中用降温的方法使气体液化的例子.
课件:(录像)生活中的液化现象
引导学生讨论:只有降温才能使气体液化吗?
提示:家中常用的液化石油气也是降温得到的吗?
课件:模拟石油气的液化:
液化石油气就是在常温下用压缩体积的办法使石油气变成液态后装入钢罐的.
引导学生质疑:压缩体积真的可以使气体液化吗?
探究活动:乙醚的液化
教师演示乙醚的液化实验,引导学生观察、思考、解释现象,提出问题.
五、比较蒸发与沸腾的异同点
你能比较蒸发与沸腾的异同点吗?
蒸发
沸腾
区别
部位
条件
程度
温度
共同点
　　[设计意图]　根据刚才的学习,指导学生像考试一样限时独立完成,再交叉改正,对存在的问题进行小组讨论,互相订正,共同提高,老师检查任务完成情况,对学生的疑问,明确给予指导.从中帮助学生树立正确的学习态度和培养学生善于思考问题的习惯.
[知识拓展]　电饭煲的设计,是当温度达到103 ℃时就自动切断电源.想一想,用电饭煲煮粥或熬汤时,为什么不会自动“跳闸”(使开关触点处断开)?
[设计意图]　让学生相互交流,大胆说出自己的见解,老师给予肯定并补充完整,通过实例,进一步丰富物理应用的背景,再次引导学生将所学知识灵活应用到实际生活中,体现了物理来源于生活,又能应用到生活中去.
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.果农常用保鲜袋包水果,目的之一是减少水果中水分的　　　　.夏天喜欢吃冰棒,是因为冰棒熔化时需要　　　　热,使人感到凉爽.?
解析:蒸发的快慢与液体的温度高低、液体的表面积大小及液体表面附近空气流动快慢有关,果农常用保鲜袋包水果,是通过减慢水果表面空气流动来减少水分的蒸发;夏天人们喜欢吃冰棒,是因为冰棒熔化时需要吸热,使人感到凉爽.
【答案】　蒸发　吸
2.夏天我们吃冰棍时,撕开冰棍包装纸,会发现冰棍冒“白气”.这是由于冰棍周围空气中水蒸气遇冷发生　　　　现象而形成的.根据你的观察,冰棍冒出的“白气”是向　　　　的(选填“上”或“下”).?
解析:“白气”是液态的,是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的,气态变为液态的现象叫液化;冰棍周围温度较低,因“冷气”密度大于空气的密度,所以“白气”向下飘.
【答案】　液化　下
3.随着人们生活质量的提高,部分家庭安装了热风干手器,利用热风干手器可使手上的水很快蒸发掉,使水快速蒸发的原因是 (　　)
A.提高了水的温度,加快了水表面附近空气的流动
B.提高了水的温度,增大了水的表面积
C.加快了水表面附近空气的流动,减小了水的表面积
D.提高了水的温度,增大了水的表面积,加快了水表面附近空气的流动
解析:热风干手器可以加快水表面空气的流动,提高水的温度,故可以加快水的蒸发.故选A.
4.夏天,冰棒从冰柜拿出来,它的周围会冒“白气”,这是 (　　)
A.升华现象 B.凝固现象
C.液化现象 D.汽化现象
解析:夏天外界气温高,刚从冰柜中拿出的冰棒温度低,会使周围的水蒸气变成液态的小水滴,属于液化现象.故选C.
1.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,具有制冷作用.
2.液化:物质从气态变为液态的过程,是汽化的逆过程.
气体液化的两种方法:
(1)降低温度;(2)压缩体积.
一、教材作业
【必做题】
教材第63页动手动脑学物理的1,2题.
【选做题】
教材第63页动手动脑学物理的3题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.在敞口的铝锅中烧水,水沸腾后,再用猛火继续加热,水未烧干时 (　　)
A.水温继续升高
B.水因蒸发要吸热,使水温降低
C.铝的熔点低于猛火的温度,铝锅会被烧坏
D.水温保持不变,水蒸气不断增加
2.下列事例中,哪个措施的目的是为了减慢蒸发 (　　)
A.用电吹风吹湿头发
B.将水果用保鲜膜包好后,再放入冰箱的冷藏室内
C.将湿衣服晾到向阳、通风的地方
D.用扫帚把洒在地面的水向周围扫开
3.我国民间有种说法叫做“水缸穿裙子,天就要下雨”,水缸“穿裙子”是指:在盛水的水缸外表面,水面所在位置往下,出现了一层均匀分布的小水珠.关于出现水珠的原因,下列说法中正确的是 (　　)
A.是水的蒸发现象
B.是水蒸气的液化现象
C.是水分子的扩散现象
D.水缸有裂缝,水渗了出来
4.当某种液体的温度为它的沸点时,该液体 (　　)
A.一定在蒸发
B.一定在沸腾
C.可能在沸腾
D.可能蒸发和沸腾同时进行
【能力提升】
5.文文两次煮鸡蛋,第一次在水开后继续用急火,直到煮熟;第二次在水开后将火调小,但仍保持锅内的水沸腾,直到煮熟.两次比较,他发现 (　　)
A.第一种方法省燃料但费时间
B.第一种方法比第二种方法省燃料又省时间
C.第二种方法比第一种方法省燃料但费时间
D.第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用时间接近
6.在实验室,将一支温度计从酒精中取出,温度计的示数变化情况是 (　　)
A.一直升高 B.一直降低
C.先升高后降低 D.先降低后升高
7.(1)在观察水的沸腾实验中,一名同学观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图所示,则　　　　图一定是水沸腾前的情景,　　　　图一定是水沸腾时的情景.当水温升到90 ℃ 时,每隔1 min记录一次水温,5 min后水开始沸腾,接着又观察记录了4 min,数据如下表:?
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
记录完后,该同学将盛有沸腾水的容器密封,用打气筒向密闭的容器内打入空气,他发现原本沸腾的水停止沸腾;停止加热后,他又用抽气筒从密闭的容器内抽出一部分空气,发现容器内的水又重新沸腾起来.
(2)分析以上现象和数据,你能帮助该同学得出什么结论?(至少写出两条)
①　　　　　　　　　　　　　　　　.?
②　　　　　　　　　　　　　　　　.?
③　　　　　　　　　　　　　　　　.?
(3)在制糖工业中,要求糖汁在100 ℃ 以下沸腾,以便除掉糖汁中的水分,同时又不影响糖的质量.如何能做到?
【拓展探究】
8.小明家开了一个酒作坊,每当他家出渣的日子,香飘十余里,邻近村民不约而同来买酒,他家的酒虽然很香,但产量并不高,他父亲也为此发愁,小明下决心替父亲解决这个问题.他仔细观察酒作坊整个装置和流程,发现酿酒炉到盛酒坛处有一条敞开的长酒道(如图所示),出酒时整个作坊酒雾弥漫,伸手不见五指.小明经思考,向父亲提出改进的措施,果然酒的产量有了较大的提高.请你说出小明的改进措施,并阐述原理.
【答案与解析】
1.D[解析:A.水沸腾后将保持在沸点温度不变,就是用猛火加热,温度也不再升高,故A错误;B.水虽蒸发要吸热,但由于用猛火加热,水持续沸腾,温度保持不变,故B错误;C.铝的熔点虽低于猛火的温度,但由于锅内始终有水,锅的温度不会达到锅的熔点,锅不会熔化,故C错误;D.水沸腾时,温度将保持不变,由于水不断沸腾,大量的水变为水蒸气,水蒸气将增加.]
2.B[解析:降低温度、减小液体的表面积、减慢液体表面的空气流动都可以减慢蒸发.用“保鲜膜包好”水果可以减慢液体表面空气流动,“放入冰箱”降低了液体的温度.]
3.B[解析:水缸外表面,水面所在位置往下出现的小水珠,是由于空气中含有的大量水蒸气遇冷在缸壁液化成的小水珠,附着在了缸壁上.这个现象说明了空气潮湿,是下雨的前兆.]
4.ACD[解析:液体的蒸发在任何温度下都可以进行,只不过蒸发比较轻缓,不易被察觉,故A正确.液体要沸腾须具备两个条件:一是达到沸点,二是继续吸热,二者缺一不可.达到沸点的液体若不能继续吸热,也无法沸腾,故B错误,C,D正确.]
5.D[解析:水烧开时处于沸点,此时只要继续加热就能使其沸腾,不论用大火还是小火,水沸腾的温度都保持在沸点不变.在一标准大气压时,水的沸点为100 ℃,同样的鸡蛋在100 ℃的沸水中煮熟所需的时间是相同的,但大火所需燃料多,小火所需燃料少.故D正确.]
6.D[解析:温度计从酒精中拿出,其表面有部分酒精液体,酒精要发生蒸发现象,蒸发需要吸热使其温度降低,待酒精蒸发完后,由于外界气温高,温度计示数又会升高,故选项D正确.]
7.(1)(b)　(a)　(2)①沸腾是液体的表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象　②液体沸腾前吸热,温度不断升高　③液体沸腾时吸热,但温度保持不变　④液体的沸腾必须在沸点下进行　⑤液体的沸点与液面上方的气压有关,气压增大,沸点升高,气压减小,沸点降低(任选三条)　(3)因为液体的沸点与液面上方的气压有关,气压减小,沸点降低,可使糖汁上方的气压低于一标准大气压,则糖汁的沸点就会低于100 ℃,就可使糖汁在100 ℃以下沸腾.[解析:(1)水的沸腾是一种剧烈的汽化现象,此时大量气泡上升,变大,到达水面破裂,放出大量的水蒸气.沸腾前,烧杯底部温度较高,越向上温度越低,所以气泡上升过程中变小,故(b)图是沸腾前的情景,(a)图是沸腾时的情景.(3)由题述文字分析出:液体的沸点与液面上方的气压有关,气压变大,沸点升高,气压变小,沸点降低,所以糖汁要想在100 ℃以下沸腾,只要降低糖汁液面上方的气压,使之低于一标准大气压即可.]
8.措施:酒道改为封闭式;在(封闭式)酒道两侧不断地用冷水降温.原理:酒道改为封闭式,减小了酒与空气接触的面积,减少了酒与空气的对流,在封闭式酒道两侧不断地用冷水降温,降低了温度,这些都减慢了酒的蒸发速度.
　　如何引导学生从复杂的物理现象中发现并找出产生现象的原因和规律,保持并不断提高他们参与探究物理现象的兴趣与热情,使学生爱上物理课,是我始终在思考的一个问题.
本节课通过湿衣服变干、洒到地上的水变干(是学生在日常生活中看到的现象),以及演示实验塑料袋中的酒精放在80 ℃以上的热水中,塑料袋胀起来,引入汽化现象.把生活中的东西搬到课堂里来,使学生认识到科学是一门与生活紧密联系的学问,从而激发学生的求知欲望,调动学生的思维,使汽化和液化两个概念的引出顺其自然.
在“影响蒸发快慢的因素”的探究活动中,要让学生体验科学探究的过程,学习科学探究的方法,理解研究问题的方法“控制变量法”,理解其他科学实验以及自己从事科学活动都是很有意义的.在研究“水沸腾实验”中,让学生复习海波熔化实验,讨论水沸腾实验的探究过程,让学生亲自实验,体验探究物理规律的乐趣.由各种看得见摸得着的现象引入课题,体现了从现象到实质,从生活到物理.通过“拓展与延伸”,让学生从物理走向社会.学生自己得出规律,培养了学生自主思维的能力.学生通过观察、讨论、发表见解,既体验成功,也增强了学生观察和思考问题的能力.本节授课的密度较大,主要是考虑到我校学生的实际情况和学生刚刚学习物理的兴趣而定的.
学生对汽化的两种方式理解了但因练习量不够会存在暂时无法解释生活中相应现象的问题,这需要在后面的课中进一步巩固.在探究实验课中,我真正体验到,新课程强调的教学是教与学的互动,师生双方相互交流、相互沟通、相互启发、相互补充.当学生的兴趣和积极性得到充分调动,充分体现了自主、合作、探究的学习方式时,就意味着学生主体性的凸显、个性的施展、创造性的解放,教师式学生和学生式教师的出现,绝非偶然.
当然,在教学中由于容量大担心上不完课,有时也出现太心急,没让学生充分思考就将问题引出的情况,建议分两课时讲.
动手动脑学物理(教材第63页)
1.纱布袋吸水后变湿,当把该简易冰箱放置在通风的地方时,加快了纱布袋上方空气的流动,使水蒸发加快,由于蒸发吸收热量,所以会使纱布袋下面的温度降低,从而能够使食品保鲜,不易变质.
2.不能擦干,这是由于从冰箱中取出的金属块温度比较低,周围空气中的水蒸气因遇冷发生液化附着在金属的表面上.擦去这层水,又有新的水蒸气在温度低的金属表面发生液化,所以一时擦不干.
3.新疆地区的坎儿井是利用地下渠道引水,减少了水在输送过程中的蒸发,同时也减少了水的渗漏.时至今日,坎儿井仍在使用.坎儿井降低了水的温度,减小了水的表面积,同时还减小了水面上空气的流速,从而减小了水的蒸发.我国的一些山区、半山区和北方的一些缺水的平原地区也常采用管道输水、喷灌技术,可节水约50%.
　　水沸腾实验需要注意的几个方面:
水的沸腾实验虽然简单,但也不是随随便便就能做好的.实验时稍有不慎,同样会导致失败.现将该实验需要注意的几个方面予以指出,使水的沸腾实验更加规范和有效.
1.温度计的玻璃泡应刚好浸没于水面下
探究发现,温度计玻璃泡浸入水中的深度对测量结果有重要影响.水沸腾时,把温度计的玻璃泡放在水的中下层测得的温度,比放在水的上层测得的温度要高2~4 ℃.人们在实验中很少注意这个问题,总是在先前经验和教材插图的影响下,习惯性地将温度计的玻璃泡放在水的中层或中下层.这样测得水在常压下的沸点总是高于100 ℃,且由于各实验小组的温度计玻璃泡浸入深度不完全相同,又导致各小组间的测量结果不一致.笔者认为,只有将温度计的玻璃泡刚好浸没于水面下时测得的温度,才能表征水在当时气压下的沸点.笔者用此方法,在不加盖纸板的情况下,测得水的沸点为98 ℃,基本符合当时气压(753 mmHg)下水的沸点.同时,也只有按统一标准放置温度计,各实验小组的测量结果才有可能相同.
2.用50 mL的小烧杯盛水,盛水量为30 mL
用大烧杯盛水做实验,加热太久,且不易观察到气泡变大的现象;而用试管盛水做实验,虽然水沸腾快,气泡变化明显,但也有不足.笔者用规格为3 cm×20 cm的试管盛水(水柱高12 cm)做实验,发现有三点不足:一是测得水的沸点为104 ℃,与常压下水的沸点相差太大,学生难以接受.二是有边沸腾,边升温的现象,与“沸腾过程温度不变”的结论不符.笔者观察到,当水温升到98 ℃时开始有气泡上升变大,99 ℃时气泡较多,100 ℃时有大量气泡上升变大,显然此时水已沸腾,但水温继续升高,直达104 ℃为止.解释这种现象颇费口舌,学生也未必能懂,应尽可能避免.三是欠安全.由于试管散热慢,当加热时间稍长,水中空气排尽时,容易发生“暴沸”.轻则溅湿酒精灯,重则伤人,显然不太安全.而采用小烧杯盛水做实验,9 min内可使水沸腾,15 min内可完成实验,且能清晰地观察到气泡上升变大的现象,又不会出现上述不足,是最为理想的选择.
3.酒精灯的火力要猛
要减少加热时间,关键是加大酒精灯的火力.加大火力的措施有:灯芯要粗;灯芯露出部分要长;酒精的纯度要高,要将长期放置的酒精倒掉,拧干灯芯后再加入新鲜酒精.
4.在水中放入陶瓷片和食盐
放入陶瓷片可使水长时间产生气泡,避免水“过热”.水一旦“过热”,温度将持续上升,影响实验效果.陶瓷片可取材于碗碟的碎片.另外,在水中放入食盐,可加快水对流,从而减少加热时间.
5.紧固铁环的平行夹一定要用金属制品
若用橡胶或塑料平行夹,一旦铁环受热,平行夹就会变软,铁环上盛水的杯子将倾斜,引起恐慌,不太安全.
6.要用同规格、同精度的温度计
只有使用同规格、同精度的温度计,才可能得到相同的测量结果;也只有各小组测得的水的沸点相同时,实验才有说服力.如果在相同的气压下,测得水的沸点有多个,又怎能令学生信服?
7.关于在烧杯上是否加盖纸板的问题
在烧杯上加盖纸板,其优点是减少加热时间,其缺点是增大了烧杯中的气压,使水的沸点较常压时高2~3 ℃,且有边沸腾边升温的现象.若不盖纸板,则加热时间太长,且在水沸腾时,由于大量水蒸气在温度计的玻璃棒上液化放热,使读数较正常值高1~2 ℃.较好的做法是:在烧杯上加盖纸板,当水温升至95 ℃时,将纸板上移,既不封住杯口,又阻挡水蒸气在玻璃棒上液化,效果很好.
第4节　升华和凝华
1.知道升华和凝华的概念.
2.知道升华要吸热,凝华要放热.
3.知道生活中常见的升华和凝华现象.
1.组织学生观察并利用日常生活中一些常见的现象来理解升华和凝华的定义.
2.师生共同探究升华和凝华实验过程,理解升华吸热和凝华放热现象.
1.通过教学活动,激发学生关心环境,乐于探索一些自然现象的物理学道理.
2.通过小组活动、课堂讨论与交流培养学生的合作精神和自主学习的能力.
【重点】　升华和凝华的概念,对升华和凝华现象的认识,知道升华要吸热、凝华要放热.
【难点】　用升华吸热、凝华放热来解释自然界和生活中的一些现象.
【教师准备】　多媒体课件、樟脑丸、松树枝、碘、热水、冷水、酒精灯、旧灯泡、烧杯、烧瓶等.
【学生准备】　碘升华和凝华管、开水、冷水、烧杯、樟脑丸、旧灯泡.
导入一:
烈日当空,久旱无雨,为了解决旱情,在过去人们摆起香案,祈祷龙王爷恩惠,然而滴雨未下;而现在,派出几架飞机在高空投撒了一些固态物质,顷刻间乌云密布,下起了大雨.问:这种固态物质是什么呢?它变成了什么?为什么会有雨形成?
[设计意图]　引起学生兴趣,激励学生热爱科学,破除迷信思想.
导入二:
据报道,在新疆罗布泊沙漠曾发生一件怪事:当时气温约-15 ℃,沙丘上覆盖着约5~10 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?
学生回答:从当时的气温很低,以及干爽的沙地可以判断雪不可能熔化,只能是直接变成水蒸气跑掉了,即雪由固态没有经过液态直接变成了气态.
演示:把樟脑丸碾成粉末后放入烧瓶中,用酒精灯微微加热一段时间后停止加热,过一会儿,放入烧瓶内的松树枝上出现了洁白的“人造雪景”,提醒学生注意实验过程中有没有液态物质出现.
引导学生分析实验结果、讨论总结得出:固态的樟脑粉末经加热后能直接变成气态的樟脑蒸气;气态的樟脑蒸气又冷却直接变成固态的樟脑粉末.
一、探究碘的升华和凝华
提出问题:固体和气体之间到底能不能直接发生变化?
猜想与假设:猜想1:把碘加热后会变成液态碘.猜想2:把碘加热后会变成气态碘.
设计实验:探究固体和气体之间到底能不能直接发生变化.
进行实验与收集证据:
1.把碘升华和凝华管放入热水中,仔细观察现象.固态的碘变为紫色的碘蒸气.
2.当固态的碘变为紫色的碘蒸气并充满试管后,将试管从热水中拿出,再放入凉水中,碘蒸气又会变为固态的碘.
评估:实验过程中,给试管里的碘加热,看到什么现象?有无液态碘出现?有没有可能在什么地方发生错误?
交流与合作:把你观察到的物理现象与同组的同学讨论、探究一下,同时进行相互交流,得到正确答案,并得出结论.
结论:加热时,碘从固态直接变成气态; 冷却时,碘从气态直接变成固态.
二、升华和凝华
从上面实验知道:加热时,碘从固态直接变成气态,这种现象叫升华,冷却时,碘从气态直接变成固态,这种现象叫凝华.
让学生总结:
1.什么是升华?什么是凝华?
2.升华需要吸热吗?凝华需要放热吗?
[设计意图]　让学生通过实验亲眼目睹碘的升华和凝华现象,领悟升华、凝华定义.
师生总结回答: 升华:物质从固态直接变成气态的过程. 凝华:物质从气态直接变成固态的过程.
3.生活中的升华、凝华现象:
(1)柜里防虫用的樟脑丸,过一段时间就会变小,最后不见了,这就是一种什么现象?
(2)冬天,晾在室外的湿衣服会结成冰,但结冰的衣服也会慢慢变干,这是因为什么?
(3)北方秋、冬两季,早晨出现霜、窗玻璃上出现冰花、树枝上出现雾凇,这些都是什么现象?
(4)冰棍外表的“白粉”是怎样形成的?
(5)利用干冰储藏食物,运输食品,原理是什么?
[知识拓展]　某些物质极易升华,如樟脑丸、干冰等;某些物质在特定的条件下才会升华或凝华,如室内的水蒸气,只有遇到寒冷的窗户等物体时才会凝华,白炽灯中的灯丝是由金属钨制成的,只有在高温下钨才会升华,使灯丝变细.总之升华、凝华的形成,及升华、凝华的快慢与温度及材料自身的性质有关.
　　[过渡语]　物质发生物态变化要吸收、放出热量,升华和凝华现象中,哪种现象吸收热量,哪种现象放出热量呢?
三、升华吸热和凝华放热的应用
思路一
知识应用:
1.解释“霜降”的实际成因.
2.有这样一个例子,用久的灯泡会发黑,你能用所学的知识解释其中的道理吗?
展示:用久的灯泡会发黑,是因为钨丝发生了什么现象?
3.人工降雨
闷热的夏天迟迟不下雨,就可将装有“干冰”的炮弹射到乌云密布的天空.不一会儿,瓢泼大雨倾盆而下.人工降雨的全过程经历了哪些物态变化?
4.舞台上的烟
在舞台上撒“干冰”制造白雾.思考在舞台上撒“干冰”为什么会出现白雾?说一说这里包含的物态变化名称.
师生总结:
1.空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶.
2.钨丝受热升华为钨蒸气,冷却后又凝华成固态的小钨粒附着在灯泡壁上.
3.干冰升华——水蒸气液化、凝华 ——小冰晶熔化.
4.喷出的干冰升华吸收大量的热,使周围温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠即为看到的白雾.
[设计意图]　指导学生利用所学知识解释生活现象,体现了从生活到物理,从物理到生活.
思路二
体验升华吸热,教师演示:
1.将一个棉布袋套在二氧化碳灭火器的口部,手按灭火器的手柄,过一会儿,棉布袋内会有干冰出现,将干冰迅速放入保温桶内保存.
2.在烧杯中放一小块干冰,仔细观察,发现什么现象?说明什么问题?
学生观察、思考并回答:发现干冰逐渐减小,并且没有液体产生,说明干冰直接从固态变成气态,也就是说干冰发生了升华.此时,用手接触烧杯底部,感觉烧杯底部变凉,说明升华的过程需要吸热.
3.在烧杯中放入适量温水,然后放入一小块干冰,此时观察到水像重新沸腾一样:水中有大量气泡,同时水面上有大量“雾气”.水中的气泡就是固态干冰升华变成的二氧化碳气体.
4.在烧杯中放少量温水,然后放入一大块干冰,此时烧杯内水的状态变化情况是由液态变为固态,同时烧杯壁会出现“霜花”.这是由于干冰升华吸热,使水快速凝固成冰,同时空气中的水蒸气遇到温度极低的烧杯壁凝华成霜.
[设计意图]　通过识别生活中常见的物态变化现象,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.
思考:寒冷的冬天,在窗玻璃上为什么会有冰花?
启发学生回答:(1)冰花的形成属于什么物态变化?(2)冰花是什么物质凝华而成的?(3)冰花是附在房间玻璃的内表面还是外表面?(4)为什么冰花只形成在房间玻璃的内表面?难道屋外没有水蒸气吗?
学生讨论、回答:
(1)冰花的形成属于凝华.(2)冰花是室内水蒸气凝华而成的.(3)冰花是附在房间玻璃的内表面的.(4)凝华发生的条件是要放出热量,房间内的水蒸气由于温度较高,接触到温度较低的玻璃后,放出热量凝华为冰花;而屋外的水蒸气由于温度低无法放热,故冰花形成在房间玻璃的内表面.
让学生举出日常生活或自然现象中有关升华和凝华的现象,师生、生生共同交流,统一看法.
比如:用久的电灯泡灯丝会变细,玻璃泡会显得黑,这是因为钨丝受热升华形成钨蒸气,使灯丝变细,钨蒸气又在灯泡壁上凝华成极薄的一层固态钨;冬夜,室内的水蒸气常在窗玻璃内壁上凝华成冰晶;从冰箱里拿出来的冰棍表面结成了一层“霜”;冬天,冰冻的衣服(结了冰)变干(温度低于0 ℃,冰不能熔化,消失的本质是冰逐渐升华为水蒸气了);冬天,0 ℃或以下(未达到熔点)的雪人仍逐渐变小;衣箱中的樟脑丸变小;用干冰制造舞台上的白雾,用干冰进行人工降雨、食品保鲜等.
多媒体展示:用干冰人工降雨的过程.
思考:用干冰人工降雨的过程中包含哪些物态变化过程?
让学生解释人工降雨,教师作出评价并统一观点,这里用干冰降雨经历了三个物态变化的过程,一是干冰的升华降温;二是水蒸气遇冷凝华成小冰晶;三是小冰晶下落遇到热的气流熔化成小水珠,小水珠越结越大,小水珠的重力大于上升气流产生的浮力时,水珠下落到地面就形成雨.
四、讨论“想想议议”
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气.给 图 填字,说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系.
学生回答后,教师矫正,箭头所指示的物态变化名称.
阅读后讨论、交流水的循环中的物态变化,知道节约用水的一些措施.
节约用水措施如: 让水循环利用——用淘米水浇花;及时关闭水龙头.
[设计意图]　让学生了解人们不仅直接消耗了大量水资源,在生产和生活中还造成了水的污染,进一步加剧了水资源危机,这已经敲响了影响人类生存的警钟.培养学生节约用水的意识和养成良好的用水习惯.
[知识拓展]　水资源缺乏是当今一个大危机,我们应如何合理节约用水?组织学生阅读课本第65页“水的循环”.

1.在寒冷的冬天,以下实例中,属于升华的是 (　　)
A.树枝