熔化和凝固.docx

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熔化和凝固

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第2节熔化和凝固

课标要求

【教学目标】

一、知识与技能

1.理解气态、固态和液态是物质存在的三种形态.

２.知道物质的固态和液态之间是可以相互转化的.

３.理解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别．

4.知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义．

二、过程与方法

1.通过探究固体熔化时温度变化的规律,感知发生物态变化的条件．

2.了解有无固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法.

3.通过探究活动，使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法.

三、情感、态度与价值观

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.

【教学重点】

通过实验探究熔化、凝固的规律．

【教学难点】

1.对熔化、凝固的理解及晶体与非晶体性质的理解.

2.晶体、非晶体熔化与凝固图象的区别.

【教具准备】

学生实验,六人一组.每组配备熔化实验仪器:

酒精灯、铁架台、石棉网、温度计两支、海波、蜡、水、火柴、坐标纸、实验报告等.

【教学课时】

1．5课时

教学设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节所学内容,并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师播放冰、雪、雨、霜的图片,以及烧杯中的水烧开后越来越少的图片,引导学生思考以下题目.

思考题:

（1）刚才播放的冰、雪、霜是什么物态？

（２）雨水是什么物态?

（3）水蒸气是什么物态？

学生回答:

（1）冰、雪、霜是固态.

（２）雨水是液态.

（３）水蒸气是气态.

师：

物质的聚集状态叫做物态,物态通常有三种:

固态、液态和气态,物质的三种状态之间可以相互转化,下面我们就一起来学习固态和液态之间的相互转化.

【进行新课】

知识点１　物态变化

教师给学生出示“物态变化循环图”（如图），引导学生了解6个物态变化过程:

①固态→液态；②液态→固态；③液态→气态；④气态→液态；⑤气态→固态；⑥固态→气态．

师：

我们知道大自然中有三种物态，物质从一种状态变为另一种状态,叫做物态变化，那么请同学们思考物态变化与什么因素有关.

学生分组讨论后,积极发言，有的回答与体积有关,有的回答与温度有关……

教师进行总结并板书.（此处不需具体说明温度如何影响物态变化，只需让学生知道物态变化与温度有关,不需做详细解释）

板书：

物质从一种状态变为另一种状态叫做物态变化.物质以什么状态存在跟物质的温度有关.

例题1（多媒体展示）在横线上填上相关的物质状态.（选填“固”、“液”或“气”）

（１）用铁水铸造成铁锅:

__＿_态变成__＿＿_态.

（2）钢锭变为钢水：

__＿__态变成＿＿＿__态．

（３）衣柜中的樟脑丸变小了:

_____＿_态变成＿____态．

答案:

（1）液　固；（２）固液;

（2）固　气

课堂演练

教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.

知识点2熔化和凝固

师：

春天来了,湖面上的冰化成水;固态的铁、铝等金属块在高温下变成了液态等，这些都是物质由固态变成液态的现象．你见过哪些物质由液态变成固态的现象?

生:

冬天到了,气温下降，湖面上的水结成冰；工厂的铸造车间里,工人将铁水浇在模子里，冷却后，铁水变成了固态的铸件等，这些都是物质由液态变成固态的现象.

师:

我们把物质由固态变成液态的过程叫做熔化．物质由液态变成固态的过程叫做凝固．刚才我们提到的冰化成水是熔化,水结成冰是凝固.铁、铝等金属块在高温下变成液态是熔化,铁水铸成工件是凝固．熔化和凝固是固态和液态之间相互变化的两个过程，这两个过程的初、末状态相反，它们是互逆的两个过程.

板书：

1.熔化:

物质由固态变成液态.

2.凝固:

物质由液态变成固态.

3．熔化和凝固是互逆的两个过程.

例题2（多媒体展示）夏天，久放在冰箱里的西瓜会变得很硬,甚至刀都切不动，则西瓜在冰箱中发生的物态变化是（）

Ａ.熔化

Ｂ.溶化

C.凝固

D.融化

解析:

西瓜虽是固体,但里面含的水分是液体,水在低温状态下凝固成了冰，所以是凝固现象.

答案:

C

教师总结：

（1）熔化、溶化和融化三者并不是同一个概念，不可以混淆.熔化是指物质从固态变成液态的过程,如冰吸热转变成水；溶化是指固态物质在液体中分散开来,最后变成液态的现象,如糖在水中溶化；融化是冰、雪等变成水．

（2）判断物质的物态变化不能只看最终形成的物质状态,而必须分析变成这种状态的初始状态是什么.熔化的初态是固态，末态是液态;凝固的初态是液态,末态是固态.

课堂演练

教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.

知识点３　熔点和凝固点晶体和非晶体

1.实验探究固体熔化时温度变化规律

教师提出问题,引导学生思考：

（1）在熔化过程中，物质温度是怎样变化的？

（2）是不是每一种物质熔化时温度都相同?

学生提出假设与猜想：

（1）在熔化过程中物质温度应该不断上升.（２）每一种物质熔化时温度应该不同．

教师组织学生分组设计实验论证.（为了让学生发挥团结协作且更好地完成探究实验，教师将整个班级的同学分成6个科学研究组，每个小组推举一个小组长）

组长组织讨论:

（1）怎样设计实验，实验中需要哪些实验装置？

（2）怎样组装这些实验装置,实验中需要注意哪些问题?

（3）实验过程中如何分工使实验有条不紊？

小组讨论并汇总，每个小组派代表上台演示组装实验装置的过程,讲述实验中需要注意的事项:

如①温度计要完全浸入被测物体中；②实验时为了让物体受热均匀要不断搅拌；③注意酒精灯的使用安全;④实验过程中分工要求一人报时，一人报温度值，一人搅拌,一人报物质状态，一人记录,一人照顾仪器．

教师组织学生进行实验，探究海波与蜂蜡熔化时温度变化情况.（实验参照示例，教师可用多媒体展示并讲解）

实验探究海波与蜂蜡熔化时温度变化情况（实验参照示例）

A.设计并进行实验:

①我们利用海波和蜂蜡进行实验研究.用如图所示的实验装置，在两个分别盛有海波和蜂蜡的试管中各插入一支温度计，再将试管放在盛水的烧杯中，这样可以使试管均匀受热.

②用酒精灯对烧杯缓慢加热,注意观察海波和蜂蜡的变化情况,并仔细观察温度计示数的变化.

③待被测物质的温度升到40℃时,开始每隔１mｉn记录一次温度计的示数，直到固体完全熔化,再过3min后，停止加热.

④设计一个记录表格,将测温时间和测得的温度记录在表格中．

⑤如图所示，在方格纸上画出两条相互垂直的直线，用横坐标表示时间，用纵坐标表示所测温度.将所记录的各组数据分别用点标在方格纸上，然后再将这些点用平滑曲线连接起来,就得到了海波和蜂蜡熔化的两个图象.

提示:

此实验成功的关键是保证海波受热均匀，注意采取以下措施：

（1）试管应选择较细的，从而增大海波的受热面积；

（2）海波不宜太多；（3）加热应缓慢，使试管内外温差保持在２℃~3℃．

B.分析论证:

①从描绘出的图象容易看出，海波经过缓慢加热，温度逐渐上升（如AB段图象，此过程中海波仍是固态）;当温度达到4８℃时，海波开始熔化.在熔化过程中,虽然继续加热，但海波的温度保持不变（如BＣ段图象,此过程中海波处于固液共存状态）;当海波完全熔化完后，温度继续上升.（如CD段图象，此时海波处于液态）

②蜂蜡的熔化过程则不同，由图象可以看出，随着不断加热蜂蜡的温度不断上升.在此过程中，蜂蜡由硬变软变稀,最后熔化为液体.（如蜂蜡熔化图象中AB段所示）

C.探究归纳：

①物质在熔化过程中要吸收热量;

②不同物质的熔化情况不一样,有些物质具有固定的熔化温度，即在熔化过程中温度保持不变；

③有些物质没有固定的熔化温度.

2.熔点和凝固点晶体和非晶体

师:

同学们通过实验知道有的固体在熔化过程中虽然吸热,但温度保持不变，如海波、萘等；有的固体在熔化过程中，只要不断地吸热,温度就不断上升，没有固定的熔化温度,如蜂蜡、松香、沥青、玻璃等，这两类熔化温度变化不同的物质,我们可以用晶体和非晶体来区别.

板书：

１．晶体:

具有固定的熔化温度的固体.

2.非晶体:

没有固定的熔化温度的固体.

3．熔点:

晶体熔化时的温度叫做熔点．晶体不同,熔点一般也不同,非晶体没有确定的熔点.

4.凝固点:

液体凝固形成晶体时也有确定的温度，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,非晶体没有确定的凝固点.

教师用多媒体播放课件“晶体和非晶体”，帮助学生进一步了解晶体和非晶体熔化和凝固时的温度变化情况.

晶体和非晶体（多媒体课件）

（1）晶体和非晶体在熔化（或凝固）时的比较：

（2）晶体熔化的条件:

①达到熔点;②继续吸热.

（３）晶体温度刚好在熔点时,若不继续吸热则仍呈固态；晶体温度达到熔点时，若能吸热，晶体开始熔化，此时晶体呈固液共存状态;当晶体全部熔化完毕，此时若不吸热，晶体呈液态且温度不变，仍处于熔点.（即晶体熔化过程:

固态→固液共存态→液态）

（４）非晶体的熔化是一个渐变过程，随着温度的升高，物体由硬到软,由稠变稀不断变化.（即非晶体的熔化过程：

固态→软→稀→液态）

教师引导学生阅读教材Ｐ56页《小资料》——“几种晶体的熔点”，并读一种物质的熔点加以解释：

如钨的熔点是314０℃，说明钨在熔化时温度保持在31４0℃不变.

教师引导学生做下列思考题：

（多媒体展示）

思考题：

（１）萘在70℃是___＿＿态．

（2）铁、铜、铝在常温下是_____态．

（3）水银在-４0℃时是_____态.

（4）酒精在－100℃时是__＿＿_＿态.

学生回答：

（1）固

（2）固（3）固（4）液

例题3（多媒体展示）在一个标准大气压下,固态水银的熔点为-３8．8℃,固态酒精的熔点为－117℃.在我国北方的寒冷地区,要使用酒精温度计，而不用水银温度计,是由于（）

Ａ.固态酒精比固态水银的熔点高

Ｂ.固态水银比固态酒精的熔点高

C.液态水银比液态酒精的凝固点高

D.液态水银比液态酒精的凝固点低

解析：

目前我们使用的温度计大多数是液体温度计.根据所充液体的不同，液体温度计分为水银温度计、酒精温度计、甲苯温度计和煤油温度计等多种．液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,是靠其中液体的热胀冷缩来感觉温度变化的．也就是说,液体温度计中的工作物质一定要保持液态．同一种物质的凝固点跟它的熔点相同．固态水银的熔点为-3８.８℃,液态水银的凝固点也为－３8.8℃；同理，液态酒精的凝固点也是-1１7℃.在我国北方的寒冷地区,冬天气温常常要达到-40℃以下,水银在这个温度下就要凝固,

所以在我国北方的寒冷地区，不宜使用水银温度计.酒精温度计管中的酒精,凝固点是-１17℃，在较低的温度下还能保持液态,所以在我国北方的寒冷地区,使用较多的是酒精温度计,选项C正确.

答案：

C

课堂演练

教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分．

知识点4熔化吸热凝固放热

师：

现在请大家结合熔化和凝固的实验听一段海波的自白，并回答问题.

海波的自白:

我叫海波,我的熔点和凝固点都是４8℃．现在我的体温恰好是４８℃，请你们告诉我，我是应该熔化，还是应该凝固呢？

只要你们说得对,我就照你们说的办.

学生讨论：

48℃既是海波的熔点也是它的凝固点,此时海波是熔化还是凝固,关键要看海波是吸热还是放热．固态海波在温度到达熔点时,吸热则熔化.液态海波在这一温度时,放热则凝固.所以熔化时吸热，凝固时放热．

板书：

1.晶体的熔化条件是：

①温度达到熔点;②能够继续吸热.

晶体熔化的特点：

晶体熔化过程中吸收热量但温度保持不变.

2.液体凝固为晶体的条件:

①温度达到凝固点；②能够继续放热．

液体凝固为晶体的特点：

液体凝固为晶体时要放出热量但温度保持不变.

3.非晶体在熔化或凝固过程中也吸热或放热，但是温度改变.

教师总结:

物理作为一门科学探究性学科来讲，不仅要求同学们对于知识的掌握,而且要求同学们利用所学的知识来解决一些实际问题,解释一些常见的现象，真正体现“生活——科学——社会”三者的统一.比如:

利用这节课的知识同学们应该能够解释北方的冬季较冷,为了妥善地保存蔬菜,多在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热量,使窖内温度不致太低.现在，人们研制出一种聚乙烯材料，在15℃～４0℃的范围内熔化或凝固,而熔化或凝固时，温度保持不变．所以，人们将这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度.

课堂演练

教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分．

【教师结束语】

这节课,我们学习了物态变化的“熔化和凝固”，知道了熔化和凝固现象,以及熔化吸热、凝固放热的有关知识.同学们还成功地完成了晶体和非晶体熔化实验,探究出了晶体和非晶体熔化时的温度变化规律,掌握了科学探究的方法,为今后的成才之路奠定了良好的基础.这节课就到这,谢谢！

课后作业

请同学们完成对应练习册中本课时课后作业部分.