第三节 汽化和液化
知识与能力
1．知道什么是汽化和液化，知道汽化吸热、液化放热。
2．知道蒸发和沸腾是液体汽化的两种方式。
3．知道沸腾现象和沸腾的特点；知道什么是沸点；了解沸点与气压的关系。
4．能用汽化和液体的知识解决有关的简单热现象。
过程与方法
1．经历水的沸腾实验的探究过程，观察液体沸腾时的现象和特点。
2．经历用图像描述水沸腾前后温度随时间变化的过程。
情感、态度与价值观
1．把生活现象和自然现象与物质的沸点联系起来，乐于探索自然现象和日常生活中的物理知识。
2．在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识。
重点：观察水的沸腾，知道沸腾现象及其特点。
难点：绘制沸腾的图像。
第1课时
一、情境导入
情境：用“酒精棉花”在黑板上写题目“第三节 汽化与液化”。
问题：黑板上的字怎么不见了？这说明了什么？
提出问题：你知道水有哪几种状态？别的物质是否也有这几种状态？请举例说明。
通过录像、幻灯等多媒体手段展示生活中的物态变化现象。
展示后组织学生讨论：你观察到了哪些现象？这些现象的共同点是什么？学生通过描述现象后就能总结出：物质的状态都发生了变化。
再补充几个其他的物态变化现象，例如物质由气态变为固态(如雾凇现象)，或由液态变为固态(如水在低温下结冰)的例子。
小结：固态、液态和气态是自然界物质常见的三种状态。固体、液体和气体在一定条件下都会发生状态的变化。
说明：通过生活中常见的一些物态变化现象，使学生认识到自然界存在的三种物质状态，联系学生的实际生活，体现从生活走向物理的教育理念。
二、进行新课
1．从液体到气体
(1)沸腾。
开展活动，观察水的沸腾现象，也可以结合教学课件，展示水在沸腾时的情景。
观察水的沸腾现象，你看到了什么？
总结：沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
(2)蒸发。
①学生实验——酒精的蒸发：在塑料袋中滴入几滴酒精，排尽空气后把口扎紧，放人80℃以上的热水中。让学生观察后回答：你看到了什么现象？你想提出什么疑问？你的想法是什么？
说明：该实验所用塑料袋要透明，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。当把有酒精的塑料袋一角沉入热水中，塑料袋便马上鼓起。这时学生看不到液体的酒精，自然会产生“酒精到哪里去了”的疑问，经过思考后，学生会很快意识到，酒精并没有消失，而是由于受热完成了气体，所以看不到了。
学生活动：列举一些汽化现象的例子。
②根据日常观察和生活经验讨论：①蒸发在什么温度下发生？②蒸发发生在液体的什么位置？请说出支持你的观点的理由。
利用多媒体教学手段投影土地干裂的图片。
启发学生思考：土地为什么干裂？(水分蒸发)在哪儿干裂？(表面)说明蒸发发生在液体的什么位置？(表面)
然后总结出蒸发的定义：在任何温度下，只在液体表面进行的汽化现象叫做蒸发。
讨论：老师昨天洗了一堆衣服，家里没有脱水机，可是明天要穿，同学帮老师想一个办法，怎么才能让衣服快点干？
学生分组，展开讨论。
结论：影响液体蒸发的快慢的因素有哪些？
液体的温度： 越高 蒸发越快
液体的表面积： 越大 蒸发越快
液体的表面空气流动： 越快 蒸发越快
思考：我国西部地区，为什么要采用管道输水？
例：农民在收割后，把谷放在通风的操场上、太阳底下摊开来晒，然后隔段时间会去翻翻谷子，这里面用到了哪些原理？
说明：通过此部分的教学，使学生初步理解影响蒸发的因素，对生活中常见的现象进行观察，让学生讨论管道输水的优点，既能进一步落实影响蒸发快慢的三个因素，又能培养学生珍惜水资源的意识，同时体现学以致用的物理理念。
提出问题：要使一杯水汽化，有几种方法？
学主思考，交流方法。
情境：先出示一杯冷水，再出示一杯正在加热的沸水。
提出问题：这两杯水过一段时间会怎样？会减少吗？为什么？
总结：汽化的两种方式——蒸发和沸腾。
(3)探究水的沸腾。
①提出问题：对于沸腾现象，你了解哪些？你能描述一下沸腾现象吗？比一比，看谁说得全面。
说明：要进一步研究沸腾现象，还需要通过实验仔细观察。明确观察的重点——温度随时间的变化情况，气泡的生成和变化情况。
②制订计划与设计实验。
明确实验目的后，学生自己就可说出需要的器材，如：烧杯、水、温度计、铁架台、石棉网、酒精灯、火柴、钟表等。
引导学生思考：为让有充分的时间观察水沸腾时发生的现象，应尽量缩短水沸腾前的加热时间。如何提高实验进程，节省时间呢？
引导学生思考讨论并总结出：a.减少烧杯中水的质量，但为了便于观察，水还应有相当的深度(约10 cm左右)，所以建议用小号烧杯，或使用大号试管(水约150ml)做此实验；b，实验中用热水进行加热；c.从开始加热起至95℃左右，必须在烧杯或试管上加纸盖，95℃以后将纸盖拿掉；d.拉长酒精灯灯芯，同时剪断烧焦的灯芯，在灯芯中加入细铜丝，使火焰比较猛烈；e.注意调整酒精灯和石棉网之间的距离，用酒精灯温度最高的外焰加热。
③进行实验与收集证据。
教师及时解决学生在实验中遇到的困难，注意发现学生操作上的错误并给予纠正，还要提醒学生：读数时要迅速准确，以减小实验误差；注意比较水在沸腾前、后的不同之处；沸腾现象产生后不要立即停止实验，要继续观察并记录水温有无变化。
说明：组织学生分组进行实验。每组两三位同学分工合作：有的负责看表计时，有的测量温度，有的记录数据(教材上要求从水温达到80℃时开始记录温度，每1min记一次，一直记到水沸腾后5min左右停止。也可采用下面的调整方案：水温升到90℃时开始记录温度，每半分钟记一次，一直记到水沸腾后3min左右停止)。大家共同观察水沸腾时发生的现象，特别是水中气泡的多少、大小、位置的变化。即实验小组成员既要分工又要合作，每个成员都要对沸腾的现象进行认真的观察。
绘制“温度—时间”图像。实验结束后，让学生根据记录的数据，在教材第102页上面的“水沸腾时的温度—时间图像”中标出相应的坐标点，用平滑的曲线把这些点连接起来，就得到水的沸腾图像。
图像绘制完成后，利用多媒体、幻灯等手段展示学生绘制的水沸腾的“温度—时间”图像(如图5—3—1所示，各组的曲线虽然不完全相同，但是大致相同)，让学生感受到成功的喜悦。
完成以上步骤后，组织学生讨论以下问题：
a．水沸腾时，你从水中和水面各看到了什么现象？水中气泡内的气体是从哪儿来的？
b．水沸腾时，继续加热，水的温度变化吗？
c．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？
d．根据观察的现象，结合图像分析液体沸腾有什么特点。
④得出实验结论。
根据讨论，请学生总结出液体沸腾的特点，填入教材上的方框中。
结论：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。
⑤反思：请回忆自己在实验中测得的水在沸腾时的温度，会发现几乎所有的小组测出的都不是100cC。这是什么原因呢？教师可向学生说明：其部分原因是由于温度计本身的质量问题造成的误差，还有可能是本地的大气压影响了测量值。
小结：蒸发和沸腾，请找出它们的相同点和不同点，如下表所示。
两种方式
蒸发
沸腾
共同点
由液态变为气态
不同点
发生地点
液体表面
液体内部和表面
温度条件
任何温度
只在一定温度
(沸点)时发生
汽化速度
缓慢的汽化
剧烈的汽化
说明：通过对蒸发和沸腾两种现象的比较，找出它们的相同点和不同点，使学生对这两种汽化方式加深了认识。
(4)液体沸腾与气压的关系。
①利用课件展示，结合课本学习，了解液体沸腾与气压的关系。
②学生活动：实验研究水沸腾的温度与气压有什么关系。
③总结：气压减小，液体沸腾时的温度降低；气压增大，液体沸腾时的温度升高。
(5)沸点。
①液体沸腾时的温度叫做液体的沸点。
②活动：阅读教材第103页的“几种物质的沸点”表格，讨论以下问题：
a．酒精的沸点是多少？能否用酒精温度计测量开水的温度？
b．你实验所用的温度计里的工作物质是什么？为什么要用这种温度计？
c．液态氢的沸点是－253℃，表示什么含义？常温下的氢是什么状态，为什么？
第三节 汽化和液化(第1课时)
从液体到气体
1．汽化
2．液体沸腾与气压的关系
气压减小，液体沸腾时的温度降低；气压增大，液体沸腾时的温度升高。
3．沸点
液体沸腾时的温度。不同的液体的沸点一般不同。
第2课时
一、情境导入
在烧水的时候，可以看到水壶壶嘴的地方会冒出大量的“白气”；在做饭的时候，也会看到大量的“白气”冒出来；在火热的夏天，我们在吃冰棒的时候也可以看到冰棒在冒“白气”；在寒冷的冬季，我们在室外时，从嘴里呼出的气体也是些“白气”；在舞台演出时，也会看到舞台上烟雾缭绕的效果，就是大量的“白气”冒出来的。这些“白气”是怎样形成的呢？它们是不是一样的呢？它们属于气体吗？
说明：通过生活中常见的一些事例引导学生思考，激发学生的求知欲。
二、进入新课
从气体到液体
1．液化
(1)课件展示生活中的液化现象：朝桌子或窗户呵气，可以看见上面有小水珠出现。天气冷时，朝空气中吐气，也可以看到“白气”。“白气”其实是小水珠，水蒸气是看不见的。
说明：要注意在教学中调动学生的经验积累，引导他们关注水蒸气液化的细节。
(2)观察液化。
学生分组实验，观察液化现象。
在试管中装入少量水，大约3cm左右深，等水烧至剧烈沸腾后，拿一块玻璃靠近管口，会发现玻璃板上有一层水，并向下滴。为了让学生真切地体会气态水变为液态水的过程，可让学生尝试描述该实验现象。描述的过程中一定要提醒学生：水蒸气是看不见的，管口处的“白气”是一些小水珠。然后仿照汽化的定义，尝试给液化下定义，经过这个过程，学生就能意识到：液化是汽化的相反过程。
气体液化的条件可由上述实验经讨论得出：水蒸气遇冷，降低到—定温度时，就会液化。
2．液化的方式
(1)降低温度
(2)压缩体积。(压缩气体的体积：乙醚液化实验)日常应用：气体打火机，液化石油气等。
学生思考：
(1)冬天，空调房间的玻璃上会有一些“水雾”，这些“水雾”是出现在玻璃窗的内表面还是外表面？为什么？
(2)牙医用小镜子检查患者的牙齿时，先要把它放在火上烤一烤，为什么？
讨论：列举生活中看到的液化现象，并解释其原因，进一步体会液化现象及液化的条件。
例如：掀开沸水锅盖，上面有水滴下；冬天，室外的人讲话时呼出“白气”；戴眼镜的人从寒冷的室外进入室内，镜片会变“模糊”等。
多媒体展示：气体液化的历史。
阅读教材，或通过课件展示，了解气体液化的历史。
说明：通过了解气体液化的历史，尤其是空气液化的历史，从而激发学生探索物理的兴趣，展现人类探索气体液化的艰难历程和美好前景。
3．汽化吸热，液化放热
(1)汽化吸热。
液体沸腾有何特点？(沸腾过程中吸热而温度保持不变；停止加热，沸腾随即停止)
观察现象：在温度计测温泡上裹上用水或酒精浸湿的棉球，温度计的示数有什么变化？在手背上涂些酒精，感受如何？
思考：通过以上现象，你有什么发现？
总结：蒸发和沸腾都需要吸热，汽化吸热。
(2)液化放热。
活动：完成教材第104页图5—3—8所示的实验。
观察实验现象，你有什么发现？实验说明了什么问题？[左右试管初始状态相同，左试管加热沸腾、水量减少(温度维持在沸点)；右试管通入从左管中导人的水蒸气，温度升高，水量增加了
总结：液化放热。
(3)物态变化中的能量变化。
阅读教材，了解物态变化中存在的能量变化。
第三节 汽化和液化(2)
从气体到液体
(1)液化：物质由气态变为液态的现象叫液化。
(2)液化的方式
①降低温度
②压缩体积。
(3)液态气态
本节课需要学生探究观察水的沸腾现象，还要理解汽化和液化的其他重点知识，内容较多，故安排两个课时。在教学中，一定要组织学生开展好活动，通过活动，充分调动学生学习的积极性，让学生享受到学习的乐趣，体验到成功的喜悦。教学中，还要多展示其他丰富的材料，说明物理就在我们身边。
