升华和凝华公开课一等奖教案.docx
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升华和凝华公开课一等奖教案
第4节升华和凝华
教学目标
知识与能力：
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.知道生活中的升华和凝华现象
教学重点：
通过碘的升华和凝华实验培养学生的观察实验能力.通过日常生活中实例的解释，培养学生用物理知识解决实际问题的能力
教学难点：
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.
教学用具：
试管、铁架台、石棉网、酒精灯、碘、樟脑丸、茶丸、挂图、烧杯、热水
教学过程
一、
引导学生思考：
普通灯泡和日光灯用久了，其灯丝为什么会变细？
玻璃壁为什么会发黑？
黑色的物质是怎么形成的？
“雾凇”是怎样形成的？
美丽的窗花到底是如何形成的？
舞台上的白烟究竟是什么？
它又是怎么形成的呢？
二、新课教学
探究点一碘的物态变化
仪器与器材：
密封的细长玻璃瓶（内装有几粒碘），方座支架，试管夹，酒精灯等。
实验方法：
1．实验装置如图所示，首先观察密封在玻璃瓶内碘粒的外观。
2．将装有碘粒的玻璃瓶在方座支架的试管内夹持好，然后用酒精灯对玻璃管内的碘粒加热，注意观察碘粒是否经过熔化再变为紫色气体。
这时碘发生了什么现象？
3．熄灭酒精灯，注意观察在玻璃管冷却的过程中碘蒸气是否经过液化再变成固态的碘。
这时碘发生了什么现象？
在容器壁看到了什么现象？
4．通过实验你能得到什么结论？
5．为什么要用酒精灯加热，不加热行吗？
现象观察：
碘受热（颜色由黑变紫，碘由固态变成气态）和遇冷（颜色由紫变浅，逐渐变黑，瓶壁上有细小发亮的晶粒形成，无液体流下）后状态变化情况。
分析论证得出结论：
固体与气体之间可以直接转化。
探究点二升华和凝华
1．师生归纳总结：
（板书）
升华：
物质由固态直接变成气态的过程叫升华。
凝华：
物质由气态直接变成固态的过程叫凝华。
2．学生思考并交流讨论：
升华过程需要吸热还是放热？
凝华过程需要吸热还是放热？
可用实验演示：
教师要引导学生设计实验证明自己的猜想。
为使现象明显，教师用酒精灯加热烧瓶中的碘。
（1）微微加热，紫色蒸气出现后进行观察。
提出问题引导学生思考：
紫色蒸气是从哪里来的？
（2）移开酒精灯，紫色蒸气逐渐减少而消失，酒精灯加热，紫色蒸气又重新出现，蒸气上升而消失。
提问：
紫色蒸气的产生是放热所致，还是吸热所致？
蒸气上升消失到哪里？
（3）移开酒精灯待蒸气消失后，取下烧瓶，让学生看烧瓶底部，有一层碘的晶体。
提问：
这层紫色物质是什么？
是从哪里来的？
为什么会产生这层物质？
学生交流结果，处理信息：
实验结果表明，碘可以由固态直接变成气态，此时要加热；也可以由气态直接变成固态，此时没有加热，而是对外放热。
学生讨论并归纳总结：
升华过程需要吸热；凝华过程需要放热。
升华和凝华是互逆过程。
3．知识迁移，学会运用
学生举例，交流
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，对学生的举例、积极
参与给予鼓励，同时教育学生要注意观察日常生活中的霜、冰花、旧灯泡内壁上的黑色物质，分别判断出属于什么物态变化。
（如雪、冰雹的形成，冰冻衣服也会干，积雪未熔化，但一天比一天少，卫生球逐渐变小、消失、有气味等）
（1）升华现象：
①冬天，冰冻的衣服也能晾干；②卫生球变小；③用久了的灯丝变细。
（2）凝华现象：
①冰棒表面的“白粉”；②寒冬的夜晚，窗户玻璃内表面上的冰花；③用久了的灯泡变黑（先升华后凝华）。
【多媒体展示】用干冰人工降雨的过程。
具体过程：
干冰进入云层，就很快升华成气体，并从周围吸收大量的热，使空气的温度急剧下降，于是高空中的水蒸气液化成小水珠，这些小水珠逐渐变大就形成雨落了下来。
让学生解释人工降雨，教师作出评价并统一观点，这里干冰到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。
指出干冰易升华吸热还可用来：
①给食品降温，②在舞台上制造“白雾”等。
舞台“白雾”：
舞台上喷撒的干冰升华需从周围空气中吸收大量的热，从而使空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，这些小水滴悬浮在空中就形成了我们看到的所谓“白雾”。
广泛用于舞台、剧场、影视、庆典等制作放“烟”效果。
制冷防腐：
当用火车运载鲜鱼时，它就守卫在鲜鱼的旁边，起制冷防腐的作用。
干冰外表像冰，可作为防腐剂，它比冰优越得多。
干冰熔化时不会像冰那样变成液体，它全部升华，四周干干净净。
干冰冷却的温度比冰低得多，而且干冰升华后产生的二氧化碳气体，能抑制细菌的繁殖生长。
常见的自然现象
提出问题：
自然界中雾、露、云、霜、雪、雹是常见的自然现象，那么它们是怎么形成的？
讨论交流：
学生分组思考，讨论。
三、板书设计
第4节 升华和凝华
四、教学反思
升华和凝华是物态变化中的一组现象，与前面学习的四种现象一起构成完整的物态变化体系。
尽管升华和凝华现象并不少见，但不易被学生注意，而且气体不易看见，难以直接观察
到。
本节课的设计力求从生活和实验出发，利用学生的感性认识和直接经验，辅以多媒体课件呈现一些不太常见的现象，为学生创设了多种多样的情境，实验激趣，问题驱动，充分让学生观察、实践、思考、动口，充分调动学生的学习积极性，能够让学生学得轻松愉快，不同程度的学生都得到了提高。
第2节熔化和凝固
教学目标
知识与能力：
1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。
2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。
3.了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。
4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
教学重点：
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.
教学难点：
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，并用图象表示出来.
教学用具
酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪
教学过程
一、导入新课
多媒体展示生活中的各种物态变化的事例：
铁矿石在高温炉中熔化为铁水，从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板；低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮；不同季节、气候下的水的状态变化。
学生思考交流：
还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗？
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。
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，冰从饮料中吸收热量就变成了水。
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。
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。
二、新课教学
探究点一物态变化
活动体验：
（1）将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方，你能观察到什么现象？
学生操作实验，回答观察到的现象：
蜡烛逐渐变成烛油往下滴，滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。
（2）将冰棒放在空烧杯中，过一会儿，你能发现什么现象？
学生操作实验，发现烧杯中只剩下半杯糖水。
这些现象可以说明物质的状态发生了怎
样的变化？
归纳总结：
1．物质通常有三种状态，即固态、液态和气态。
如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。
2．物质各种状态之间的变化叫物态变化。
探究点二熔化和凝固
1．概念归纳
（1）熔化：
物质从固态变成液态的过程叫做熔化。
例如：
冰熔化为水、蜡烛熔化
为烛液等。
（2）凝固：
物质从液态变成固态的过程叫做凝固。
例如：
水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山
岩。
例子：
说出下列物态变化名称
（1）冰棒化成水：
熔化
（2）钢水浇铸成火车轮：
凝固
（3）把废塑料回收再制成塑料产品：
先熔化再凝固
出示固体海波和蜡，提出问题：
它们怎样才会变成液态？
在熔化过程中，它们的温度有什么变化？
学生思考：
熔化和凝固是在什么条件下发生的？
熔化和凝固的过程有什么特点？
不同物质熔化和凝固的规律一样吗？
2．探究固体熔化时温度的变化规律
提出问题：
物质熔化时需要什么条件呢？
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？
猜想假设：
熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量，这时温度可能是不断上升的。
制定计划与设计实验
实验器材：
铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波（硫代硫酸钠）、石蜡、水等
介绍实验装置，如图所示，强调酒精灯和温度计的用法
进行实验：
（1）四个同学为一组，选出一名同学作为组长，负责本组探究性学习，教师课前要对组长进行指导，交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项，确保实验能顺利进行。
每一组分成两个小组，分别探究两种不同固体的熔化。
（2）组装实验装置：
把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中，并插入温度计，再把试管按图示装置固定。
往烧杯里倒入冷水，使水位高于装固体颗粒的那部分试管（图中只画了一套装置，另一套装置完全相同）。
用两个酒精灯分别给两个烧杯加热，观察两试管内固体熔化情况，并每隔1分钟记录一次温度计示数，直到固体完全熔化。
（3）第1小组探究海波熔化时温度的变化规律，要求从40℃开始计时，每隔0.5分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点；
第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律，要求从50℃开始计时，每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。
实验要求：
要求学生做好观察记录
观察：
（1）对海波及石蜡加热时，温度计的示数变化。
（2）不同温度下它们的状态。
（3）熔化时它们的状态及温度。
记录：
实验中的数据。
表一 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/s
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
温度/℃
41
43
44
45
46
47
47
47
47.5
48
51.5
53.5
55.5
状态
固态
固液共存
液态
表二 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/s
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
温度/℃
52
55
58
61
62w
63
65
66.5
69
72
74[
83
状态
固态
粘稠状态
液态
学生交流思考：
海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗？
分析论证：
各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。
根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。
小组评估：
回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？
进行论证的根据充分吗？
实验结果可靠吗？
交流合作：
与同学进行交流。
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？
设计意图：
固体的熔化和凝固是学生常见现象之一，选择这一内容让学生参与探究，目的是引导学生在学习物理知识的同时，体验科学探究的全过程，
学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。
有利于体现“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的新课程理念。
探究点三熔点和凝固点
对比研究：
分析两种不同固体的熔化曲线。
海波的熔化图象 石蜡的熔化图象
学生讨论交流，思考：
（1）两种物质的熔化过程中，温度的变化有什么特点？
（2）每段曲线对应的一段时间内，海波与石蜡各是什么状态？
温度怎样变化？
吸热、放热情况如何？
归纳交流：
从实验现象及描绘出的图象容易看出，
（1）海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48℃，海波开始熔化。
在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升。
（2）随着不断加热，石蜡的温度升高，在此过程中，石蜡变软变稀，最后熔化为液体。
得出结论：
（1）有确定的熔化温度的一类固体叫晶体；如各种金属、冰、海波等。
另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体；如松香、沥青、玻璃等。
（2）晶体熔化时的温度叫熔点；非晶体没有确定的熔点。
（3）晶体凝固时也有确定的
温度，这个温度叫凝固点。
同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
学生讨论交流：
物质凝固过程中的变化规律
（1）晶体在凝固过程中温度不变，这个温度叫做凝固点；
（2）凝固过程中处于固液共存状态；
（3）晶体只有达到一定温度时才开始凝固；
（4）凝固过程放热。
学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线，并分别比较与图3.24图线的区别。
晶体熔化和凝固条件、特点：
同种物质的熔点和凝固点相同。
知识扩展：
让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。
同时记住冰的熔点是0℃，钨的熔点最高。
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
物质
熔点/℃
金刚石
3350
金
1064
冰
0
钨
3410
银
962
固态水银
－39
纯铁
1535
铝
660
固态酒精
－117
各种钢
1300～1400
铅
327
固体氮
－210
各种铸铁
1200左右
锡
232
固体氢
－259
铜
1083
海波
47
固体氦
－272
探究点四熔化吸热、凝固放热
归纳总结：
晶体和非晶体的熔化特点比较
（1）晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
（2）晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点。
非晶体没有一定的熔化温度（非晶体没有熔点）。
（3）晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。
逆向思维：
从冰吸热可熔化成水，水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。
让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律：
无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热；晶体凝固时放出热量，但温度不变，非晶体凝固时放出热量，温度降低。
联系生活：
北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏。
前沿科技：
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。
把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。
学以致用：
请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。
三、板书设计
第2节 熔化和凝固
1．固态
液态（熔化和凝固是互逆过程）
2．固体
3．晶体熔化条件
同时具备
4.晶体凝固条件
同时具备
四、教学反思
熔化和凝固是热学中比较重要的课，要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的，熔化、凝固是两个能相互转化的过程，晶体和非晶体性质间的不同，还要学会作熔化曲线和凝固曲线。
学生在做探究实验时有一定的困难，教师应加大对实验整个过程的引导，可与学生共同完成实验在课前就做过了实验操作过程，本节课只要求学生能够能够通过观察到的实验现象总结规律，这样就可为下面讨论节省大量时间。
教学时应特别重视对图象的分析，帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。
根据数据我们会画出一幅曲线图，然后让学生对海波曲线图分析，学生很容易会发现海波有一个平稳阶段，然后开始学习海波的熔化。
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