第2节 熔化和凝固 教案

第2节 熔化和凝固
一、教学目标
1．知道固态与液态之间可以相互转化。
2．通过对实验数据的分析，描述晶体熔化和凝固的特点，理解晶体的熔点和凝固点的意义。
3. 通过学生实验和教师指导实验下完成晶体熔化图象的描绘，能根据图像叙述晶体和非晶体的特点，培养学生初步的观察能力、分析能力和概括能力。
二、教学重点及难点
重点：探究归纳晶体与非晶体在熔化过程中的本质区别，实验数据的处理及根据图象叙述晶体和非晶体的熔化和凝固的特点。
难点：描绘和理解熔化凝固图象，总结推理熔化和凝固曲线并了解其物理意义；了解晶体熔化时，要吸收热量而温度不变。
三、教学用具
铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、海波、石蜡、水、停表、冰块等。
四、相关资源
多媒体课件、视频资源等。
五、教学过程
【课堂引入】简单回忆上节课《温度》的知识，冰块在加热时可以变成水，那么水能变成冰吗？需要什么条件？ 你看到水通常有几种状态，这些状态之间能相互转化吗？
【新知讲解】
（一）物态变化
物质有三态：固态、液态和气态。以水为例，固态形式一般有冰、霜、雪、冰雹；液态形式一般有雨、雾、露、白气；气态则是人眼看不到的水蒸气。固、液、气三态可以相互转化，我们把物质从一种状态变成另一种状态叫做物态变化。
（二）熔化和凝固
教师展示图片，熔化：物质由固态变成液态的过程叫做熔化；凝固：物质由液态变成固态的过程叫做凝固。
我们这节课就着重研究这两种物态变化。
教师引导学生思考，想一想，生活中，冰雪融化需要什么条件？不同物质熔化时温度变化规律相同吗？
猜想假设：春天，天气暖和时，冰雪才会融化，所以猜想物质熔化时要从外界吸收热量，这时物体的温度应该是不断上升的；不同物质的熔化规律应该是一样的。
教师表述，根据你的猜想，请确定要进行的实验探究。
1．探究某种固体熔化时温度的变化规律，以及熔化所需要的条件？（选择海波作为研究的固体）
2．比较不同固体的熔化规律？（比较海波与石蜡的熔化规律）
教师提问，实验需要用到什么器材？这些器材如何组装？
学生回答，实验器材有：海波或者石蜡、烧杯或者小试管、铁架台和石棉网或者试管夹、酒精灯、实验室用的温度计。烧杯或者小试管是用来装海波的，用酒精灯加热时，对应用到的器材是铁架台和石棉网或者试管夹；当然还有实验室用的温度计，用来测量温度。
教师总结需要的器材有：海波或者石蜡、烧杯、小试管、水、铁架台、石棉网、酒精灯、实验室用的温度计、秒表。
教师提问，为什么海波先装在小试管里，再插到水中进行加热呢？
学生讨论后回答，使海波受热均匀，并减缓海波的熔化，便于观察。
教师总结，这种方法叫做水浴法。
教师提问，为什么需要秒表？
教师表述，为了详细地研究海波熔化过程中温度的变化情况，需要每隔1分钟记录一次温度，以及海波的状态。当然，海波温度上升到40 ℃时才开始记录，完全熔化后也要再记录4～5次。
教师表述，实验数据需要记录在表格中，请设计数据记录表格。在学生设计之后，教师展示表格，让学生比较与改良。
时间/min
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……
海波的温度/℃
状态
此图为视频截图，请下载使用【教学实验】探究固体熔化时温度的变化规律.mp4
引发学生思考：
海波的熔化过程有什么特点？
引导学生回答：
1．海波的温度达到48 ℃，才开始熔化；
2．在熔化过程中，海波吸热，但温度不变，呈固液共存状态；
3．海波完全熔化后，温度继续上升。
②石蜡的熔化过程有什么特点？
引导学生回答，石蜡熔化时，吸热，温度不断升高；石蜡逐渐变软、变稀，最后熔化为液体。
为什么要将表格中的数据在方格纸上描点，形成温度-时间的图象？
学生回答，图象可以更详细、更直观地显示温度随时间的变化情况。
教师总结性提问，海波和石蜡熔化时的特点一样吗？熔化的条件是什么？
教师展示表格，海波和石蜡的熔化特点不一样。海波熔化的条件：（1）达到一定的熔化温度（2）继续加热；石蜡熔化条件：继续加热。
（三）熔点和凝固点
教师引导学生思考，石蜡的凝固过程需要放热还是吸热？有没有固定的温度？
学生根据前面学习的内容反向思考后回答，石蜡凝固时，需要放热，没有固定的凝固温度。
并引导学生思考，海波的凝固过程需要放热还是吸热？有没有固定的温度？
学生看完视频之后，已经可以进行回答，海波凝固时，需要放热，有固定的凝固温度。
教师总结，凝固是熔化的逆过程。
教师引发学生思考，物体是否可以按熔化时有没有固定温度进行分类？
物体可以按照熔化时是否有固定温度分为晶体和非晶体。
1．晶体有一定的熔化温度；非晶体没有一定的熔化温度。
2．熔点：晶体熔化时的温度。
3．凝固点：晶体凝固时的温度。
4．同一物质的凝固点和熔点相同。
教师提问，海波与石蜡属于晶体还是非晶体？如果是晶体，熔点是多少？
学生结合描点的图象回答，海波是晶体，熔点是48 ℃；石蜡是非晶体，没有熔点。
教师表述，同学们还认识哪些晶体和非晶体？
教师展示图片，晶体：钻石、石膏、硫磺、水晶、石英、孔雀石等等。
教师展示图片，非晶体：蜂蜡、树脂、松香、玻璃、橡胶、沥青等等。
教师引导学生思考，比较晶体与非晶体，它们外形上各自有什么特点呢？
学生回答，晶体形状比较规则，而非晶体形状不规则。
教师拓展知识，我们也可以利用这一点来大致区分晶体与非晶体。
阅读小资料，了解几种晶体的熔点。
提问，黑龙江省北部最低气温曾达到过﹣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？
学生回答，不能，﹣52.3 ℃低于水银的熔点-39 ℃，应该使用酒精温度计。
教师提问，从这些晶体的熔点中，同学们还能发现什么？
教师可以引导方向，比如：能不能用铝锅来冶炼钢铁？
教师展示图象，大家能区分这几个温度-时间图象吗？
学生回答，从左到右，它们分别是晶体熔化图象、非晶体熔化图象、晶体凝固图象、非晶体凝固图象。
教师追问，你是根据什么判断的？
学生回答，BC段表示：温度不变，处于固液共存状态；FG段表示温度不变，处于固液共存状态。这样就区分了晶体和非晶体，然后再按照图象的走向区分熔化和凝固。
（四）熔化吸热 凝固放热
教师提问，如果烧杯里装着冰块，试管中也装着冰块，试管插在烧杯中。当烧杯中的冰块处于熔化状态时，试管中的冰会熔化吗？
教师总结，可见，晶体即使达到了熔点，但必须继续吸热，否则也不能熔化。凝固的过程则相反，达到凝固点，必须继续放热，否则，也不能凝固。所以，熔化吸热，凝固放热。试管内外都是0 ℃，不存在温度差，不能继续吸热，所以试管里的冰不会熔化。
熔化吸热、凝固放热在生活中有哪些应用？教师展示图片，冰镇饮料，冰敷降温等等。
教师展示图片，为什么北方冬天的菜窖里会放几桶水？水结冰时，会放出热量，使窖内的温度不会太低。
典型例题
1．给冰水混合物加热，则（ ）
A．冰的温度升高，水的温度不变
B．冰的温度不变，水的温度升高
C．冰水的温度一起升高
D．冰在熔化成水时，冰、水的温度都不变
答案：D
2．如图是两种物质在固态时温度随时间的变化曲线，请回答下列问题。
（1）由图判断出________图线是晶体，该晶体的熔点是________，熔化时间是_____分钟，另一图线的物质可能是_______。
（2）乙图线中温度升高的是_________段，温度不变的是______段，AB段处于_________状态，BC段处于____________状态，CD段处于__________状态，吸热的是___________段。
答案：（1）乙 210 ℃ 3 非晶体
（2）AB、CD BC 固体 固液共存 液体 AB、BC、CD
3．如图是甲、乙两种物质的熔化图象，从图中可以知道______是晶体。熔点是_____。在图像的AB段，乙物质处于_______态，乙完全熔化用了______分钟，这种物质名称是______。
答案：乙、0℃、固、2、冰
六、课堂小结
本节课我们学习了两种物态变化：物质由固态变成液态叫熔化。物质由液态变成固态叫凝固。
晶体和非晶体的不同点：晶体的熔化和凝固是在一定的温度下完成，这个温度分别叫熔点和凝固点。而非晶体没有一定的熔点和凝固点。
晶体和非晶体的相同点：熔化时都吸热，凝固时都放热。
晶体熔化的条件为：一是温度到达熔点，二是吸热。
晶体凝固的条件为：一是温度到达凝固点，二是放热。
七、板书设计
第2节 熔化和凝固
物态变化
物质从一种状态变成另一种状态叫做物态变化。
熔化和凝固
熔化——物体从固态变成液态叫熔化。
凝固——物体从液态变成固态叫凝固。
（二）熔点和凝固点
熔点——晶体熔化时，有一定熔化温度，叫做熔点。
凝固点——晶体凝固时，有一定凝固温度，叫做凝固点。
（三）熔化吸热，凝固放热。