1.2 熔化和凝固 教案+当堂检测+备课资源

1.2 熔化和凝固
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.了解熔化、凝固的含义.
2.通过探究固体熔化时温度变化的规律,感知发生状态变化的条件.培养学生的实验能力和分析概括能力.
3.了解晶体和非晶体的区别.
4.通过探究活动,培养学生认识图像、利用图像的能力,了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义.
【重点难点】
重点: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.
难点:指导学生通过对实验的观察,分析概括,总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图像表示出来.
【新课导入】
导入1:情境导入
多媒体展示图片:
导入语:回收的废旧钢铁在高温的炼钢炉里能被重新冶炼成炽热的铁水[图(甲)],冰雪在温暖阳光的照射下能逐渐消融[图(乙)],寒冷的北方常常滴水成冰[图(丙)],在-42 ℃的极寒天气里,沸水可以“泼水成冰(冰雾)”[图(丁)].那么,具备了什么条件,固体物质才能熔化、液体物质才能凝固呢?今天我们就来学习第二节　熔化和凝固(板书课题).
导入2:问题导入
我国研制的一种聚乙烯材料,在超过40 ℃时能够完全熔化,在低于15 ℃时能够完全凝固.有人设计,把这种材料制成小颗粒,掺在水泥中制成地板或墙板,在昼夜温度变化大的地区用这种地板和墙板修筑房屋,便可以起到调节室温的作用.你知道这种设计的原理吗?学了本节课的内容,你就会明白了.
导入3:视频导入
(多媒体展示图片)这件艺术品造型别致而自然,结构复杂,你知道它是怎样制作的吗?请看视频“艺术品制作秘籍(熔融铝水蚂蚁窝金属雕塑)”.
导入语:同学们,这件艺术品的制作过程就用到了今天我们要学习的物态变化中的熔化和凝固,让我们来共同探究吧.(引入课题)
【课堂探究】
一、熔化和凝固的定义
师:物质的状态不是一成不变的.当物体温度发生变化时,物质的状态也往往发生改变.你能列举出几个例子吗?
师:随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化.通常是固态的铝、铜、铁等金属,在很高的温度时也会变成液态、气态;通常是气态的氧气、氮气、氢气等,在温度很低时也会变成液态、固态.那么,水结成冰和冰熔化成水属于什么过程?
生甲:物质从固态变成液态的过程叫做熔化.
生乙:冰熔化成水属熔化过程.
生丙:物质从液态变成固态的过程叫做凝固.
生丁:水结成冰属凝固过程.
师:我们这节课就来研究物质的熔化和凝固与什么因素有关系,有什么样的变化规律.
1.熔化和凝固(板书)
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.
二、探究固体熔化时温度的变化规律
猜想:不同物质在由固态变成液态的熔化过程中,温度的变化规律相同吗?
生甲:应该不相同.
生乙:固态的铝、铜、铁等金属,在很高的温度时才会变成液态.冰熔化成水不用很高的温度.
生丙:不管在很高温度还是不太高的温度时变成液体,是不是都需要给物质加热?
生丁:熔化过程中一定要加热,所以物质一定要吸收热量.
生戊:熔化过程中给物质加热,这时温度是不断上升,还是不变?
设计实验:
现在提出了固体熔化时温度是怎样变化的问题,大家相互讨论,利用桌子上的仪器通过探究实验来解决.先制订计划和方案.
按照课本P15图111装置进行组装,用酒精灯通过烧杯和水分别给海波和蜂蜡均匀、缓慢地加热,并搅拌.注意观察温度计读数和海波或蜂蜡的状态变化,当温度达到40 ℃时,每隔1 min记录一次温度,在固体完全熔化后再记录4到5次,填入表中.
提醒:注意酒精灯的使用方法.
进行实验:
教师巡视,随时指导、帮助学生解决问题.
师:请同学们根据海波和蜂蜡加热过程中温度随时间变化的情况,并结合自己的实验分析一下,海波和蜂蜡熔化过程有什么特点?从中可以找出什么规律?
得出结论:
生甲:给海波加热,海波温度不断升高,当温度上升到48 ℃时,开始熔化,在熔化过程中虽然还在继续加热,但海波的温度却保持48 ℃不变,直到完全熔化后温度才继续上升.
生乙:给蜂蜡加热,蜂蜡先变软,然后逐渐变成液态,在整个熔化过程中,蜂蜡的温度不断上升.
生丙:从我们组对海波熔化实验现象的分析讨论,认为这个现象表明,海波在一定温度下熔化,在熔化过程中吸收热量,温度保持不变.
生丁:我们组对蜂蜡熔化实验的现象进行分析讨论,认为这个现象表明,蜂蜡没有一定的熔化温度.在熔化过程中吸收热量.
师:同学们回答得很好,实验观察很仔细,每组同学都团结协作,讨论也很激烈.
下面在方格纸上用纵轴表示温度,温度数值已经标出;横轴表示时间,根据你们的实验数据,在表中各个时刻的温度在方格纸上描点,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.
学生们画图,教师巡回指导.
师:同学们根据你对实验数据的整理和分析,总结海波和蜂蜡在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度特点.
生甲:海波在熔化前温度升高,在熔化中温度不变,在熔化后温度继续上升.
生乙:蜂蜡在熔化前、熔化中、熔化后三个阶段的温度都在上升.
评估和交流:
现在我们回想实验过程,有没有可能在什么地方发生错误?相互讨论你们进行论证的根据充分吗?实验结果可靠吗?并与同学们进行交流.看看你们的结果和别的小组的结果是不是相同?如果不同,怎样解释?写出实验报告.
同学们相互讨论、教师巡回指导.
三、熔点和凝固点
思考:从海波和蜂蜡的熔化实验,我们还能总结出什么?
生甲:有些固体在熔化过程中尽管不断吸热,温度却保持不变,这类固体有确定的熔化温度,叫做晶体.
生乙:有些固体在熔化过程中,只要不断地吸热,温度就不断地上升,没有固定的熔化温度,这类固体叫做非晶体.
生丙:晶体熔化时的温度叫做熔点.
生丁:晶体有熔点、非晶体没有熔点.
归纳:晶体除熔化时有一定温度,在晶体凝固时也有一定温度,这个温度叫做凝固点.
同一种物质的凝固点和它的熔点相同.非晶体没有凝固点.
提问:
(1)知道熔点和凝固点有什么用?
(2)“为什么灯泡内的灯丝要用钨丝?”“水银能用来做寒暑表中的液体吗?”
生甲:钨的熔点为3 410 ℃,用来做灯丝,不容易烧断.
生乙:水银不能用来做寒暑表中的液体,它的凝固点为-39 ℃,太低.
提问:看来大家已知道它们的用途,下面观察晶体的熔化、凝固图像,分析图像反映的规律.
生甲:图(甲)中,AB段为固态,温度不断升高.B时刻为固态,C时刻全部变为液态,BC段为固液共存态,吸收热量,温度不变.CD段为液态,温度升高.图(乙)中,EF段为液态,温度下降,F时刻晶体开始凝固,到G时刻全部变为固态,FG之间是固液共存态、温度不变.GH为固态,温度随时间下降.
思考:
(1)黑龙江省北部最低气温曾经到过-52.3 ℃,这时不能使用水银温度计,可用酒精温度计.
(2)北方的冬天,菜窖里放几桶水,可利用水结冰时放的热使窖内的温度不会太低,菜不会冻坏.
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.寒冷的冬天,雨雪过后,停在户外的汽车的前窗玻璃上常会结有一层冰.要想除去这些冰,下列做法中不可采用的是(　D　)
A.喷洒盐溶液
B.用硬的纸质物体直接清除
C.启动车子,打开热风,吹车前窗玻璃
D.将少量沸水洒在车前窗玻璃上
2.炎热的夏天,小红从冰箱冷冻室中取出一些冰块放入可乐杯中,经过一段较长时间后,杯中的冰块全部变成了液态,下面的图像能正确反映冰块物态变化过程的是(　B　)
3.
把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中,如图所示.用酒精灯对烧杯底部慢慢加热,当烧杯中的冰块有大半熔化时,试管中的冰(　C　)
A.熔化一部分
B.全部熔化
C.一点也不熔化
D.无法判断
4.请根据下表所列的几种物质的熔点,回答问题.
物质
固态氢
固态酒精
固态水银
金
钢
钨
熔点/ ℃
-259
-117
-39
1 064
1 083
3 410
(1)考察团到南极考察时,测量气温应该使用　酒精　温度计.?
(2)处于-265 ℃的氢是　固　态.?
(3)如果纯金戒指不小心掉进钢水中,　会　(选填“会”或“不会”)熔化.?
5.火山喷发时,喷发出的岩浆是多种物质成分组成的液体,在流淌过程中不断降温,就会按下列顺序先后在火山口形成一系列的矿物:橄榄石——辉石——角闪石——黑云母——正长石——白云母——石英,由此可以判断出这些矿物的熔点依次　降低　(选填“升高”或“降低”).火山喷发时,高温的岩浆会使冰　熔化　(选填“熔化”或“凝固”),导致河流水位暴涨;大量的火山灰尘上升后遮挡在地球上空,就像撑起了一把伞,使射向地面的阳光在火山灰尘上发生反射,可能会对区域性气候产生轻微降温影响.?
影响熔点的因素
晶体的熔点并不是固定不变的,很多因素会影响晶体的熔点.例如:在盛有小冰块的烧杯里放些盐并搅拌,冰的熔点就会低于零摄氏度.海水冬天结冰的温度比河水低就是因为海水中溶有盐.寒冷的冬天,在汽车发动机的水套中加一些甘油作为抗凝剂,即使温度低于零下二、三十摄氏度,水套中的水也不会凝固.合金可以看做混有杂质的金属,所以合金的熔点比组成合金的每一种金属的熔点都要低.
又如:将一根两端挂有重物的细金属丝挂在冰块上,金属丝下的冰块熔化,说明增大压力可以使冰熔化.金属丝通过后,冰的熔点又升高了,熔化成的水又凝固成冰,这样,金属丝就可以轻松穿过冰块而不留缝隙.