新人教版八年级物理上册第3章第4节升华和凝华导学案16.docx
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新人教版八年级物理上册第3章第4节升华和凝华导学案16
第4节升华和凝华
课题
升华和凝华
课型
新授课
教
学
目
标
知识与技能
1.知道升华和凝华的概念,知道生活中的升华和凝华现象,知道升华要吸热,凝华要放热
2.知道水循环中的物态变化.
过程与方法
1.通过观察了解升华和凝华现象,培养学生的观察能力
2.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.
3.通过介绍水循环中的物态变化,培养学生保护环境、节约用水的意识.
情感、态度与价值观
1.通过教学活动,激发学生关心环境、乐于探索、勇于实践的精神.
2.通过做碘的升华和凝华实验,培养学生欣赏色彩美的能力.
教学重点
通过碘的升华和凝华实验培养学生的观察和实验能力.通过对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.
教具准备
试管、铁架台、石棉网、酒精灯、碘、樟脑丸、水循环挂图、热水等
教学难点
理解大自然中水循环时的物态变化过程,及吸、放热情况,能正确说出云、冰、霜、雪等的形成过程.
教学课时
1课时
课前预习
1.升华:
物质从固态直接变成气态的过程.升华过程要吸热.
2.凝华:
物质从气态直接变成固态的过程.凝华过程要放热.
3.实验中的升华与凝华:
给密闭烧瓶中的碘加热,过一会儿固态碘直接升华变成紫色的碘蒸气,停止加热后,直接凝华变成固态碘,附着在烧瓶内壁上.
4.自然界中的升华与凝华:
雪、霜、冰花、雾凇的形成属于凝华,冬季的冰雕逐渐变小属于升华.
巩固复习
教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(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.
备课笔记
新课导入
我们知道冰块吸热后熔化成水,再继续吸热就变成水蒸气,这是生活中常见的现象,那么物质吸热后能不能从固态直接变为气态呢?
请同学们积极思考并发言.
生:
应该可以吧,比如固态空气清新剂过一段时间后变小了,甚至消失了.这就是固态的空气清新剂直接变成了气态,并飘散到空气中去了.
同学们说得很正确,固态物质是可以直接变成气态的,那么气态物质是否也可以直接变成固态呢?
请大家举例说明.
生:
气态物质也可以直接变成固态,比如深秋和初春时出现的霜就是水蒸气直接变成了固体小冰晶.
同学们真棒!
那么今天我们就一起来学习固态和气态之间的相互转化——升华和凝华.
进
行
新
课
升华、凝华
1.升华
教师向学生演示“人造雪景”实验,激发学生学习物理的兴趣.
演示实验(人造雪景):
在一个烧瓶内放入少许樟脑丸粉末,然后加热,樟脑丸消失,再将一枯树枝放入烧瓶内,这时便可以看到气态的樟脑丸在枯树枝上变成雪花状.
学生仔细观察后,提出疑问:
这个实验真神奇,樟脑丸粉末是如何跑到枯树枝上的?
同学们问得很好,这个实验涉及了两个物态变化,首先是固态的樟脑丸粉末在受热后,直接由固态变成了气态,这个过程就是升华,然后是气态的樟脑丸遇到冷的枯树枝又凝结成了固态樟脑丸,这个过程叫做凝华,我们一会儿再学.
板书:
1.升华:
物质由固态直接变成气态的过程.
2.识别升华现象时要抓住“两个状态,一个关键词”:
初状态(固态)、末状态(气态)、关键词[直接(不经历液态)]
请同学们注意,并不是所有物质都能发生升华现象,它仅限于某些物质在一定条件下才能发生,下面请同学们举例说明生活中你见过的升华现象.
生1:
冬天,放在外面的结冰的衣服,过一段时间后衣服干了(冰没有熔化).在衣服干了的过程中,衣服上的冰直接变成了水蒸气.
生2:
用久了的灯泡会变暗,仔细观察发现钨丝变细了.钨丝变细的原因是钨丝由固态直接变成了钨蒸气.
【例1】(多媒体展示)下列现象中,不属于升华现象的是()
A.放在口袋里的樟脑丸变小了
B.路边的“雪人”没有融化却越变越小,最后消失不见了
C.霜的形成
D.碘放在火上烤一烤,产生紫色的气体
解析:
本题的关键是辨别升华现象.升华现象就是物质直接由固态变成气态,樟脑丸、雪、碘都是固态,后来都变成气体,故选项A、B、D都是升华现象.霜是空气中的水蒸气遇冷放热凝华而成,不属于升华现象.答案:
C
2.凝华
教师引导学生做教材P64“想想做做”的实验:
在试管中放入少量碘,塞紧盖子后放入热水中(注:
装有碘的试管一定要塞紧盖子,以防碘蒸气外泄),发现碘固体消失了,产生了紫色蒸气;再将该试管放入凉水中,紫色蒸气消失,碘蒸气变成了固体碘.
备课笔记
规律总结:
(1)在升华、凝华这两种物态变化中并不存在液态这一环节.
(2)升华、凝华的形成及其进行的快慢与温度、物质自身的性质有关,如室内的水蒸气只有遇到寒冷的窗玻璃等物体才会凝华,白炽灯中的灯丝是由金属钨制成的,只有在高温下钨才会升华,使灯丝变细.
(3)初中阶段涉及升华、凝华的现象不多,主要是碘、冰、樟脑丸、干冰这几种物质的升华;霜、雪、雾凇、冰花、冰晶等物质的形成过程是凝华.
进
行
新
课
请同学们试着分析这个实验的过程.
生1:
放入热水中时,固体碘不见了,试管内看到有紫色蒸气产生,这说明固态碘受热升华成碘蒸气.
生2:
放入冷水中时,紫色碘蒸气消失了,试管壁上有黑色固体产生,这说明气态碘蒸气遇冷变成了固态碘.
同学们分析得很对,固态物质直接变成气态物质是升华现象,它的逆过程气态物质直接变成固态物质是凝华现象.
板书:
1.凝华:
物质由气态直接变为固态的过程.
2.识别凝华现象时要抓住“两个状态,一个关键词”:
初状态(气态)、末状态(固态)、关键词[直接(不经历液态)]
并不是所有物质都能发生凝华现象,它也仅限于某些物质在一定条件下才能发生.下面请同学们举例说明生活中你见过的凝华现象.
生1:
冬天寒冷的早晨,室外物体上常常挂着一层霜,霜是空气中的水蒸气直接凝华而成的小冰粒.
生2:
寒冷的冬天,早晨玻璃上出现冰花,这是室内的水蒸气遇到冷玻璃,凝华成固态冰,形成冰花.
【例2】(多媒体展示)在我国北方的冬季,常见的几种物态变化现象中,属于凝华现象的是()
A.室外结冰的衣服变干
B.房间窗玻璃的内表面出现冰花
C.湖面结了厚厚的一层冰
D.正在跑步的人嘴中呼出“白气”
解析:
A项中结冰的衣服变干的过程中,固态的冰变成水蒸气,属升华;B项中窗玻璃的内表面出现冰花的过程中,室内的空气中的水蒸气遇到冷的玻璃,直接变成冰晶(冰花),属凝华;C项中湖面的冰晶是由水冻成的,属凝固;D项中的“白气”是水蒸气液化而成的.由此可见,本题选B.
答案:
B
升华吸热、凝华放热
1.升华吸热、凝华放热
我们知道汽化和液化互为相反过程,熔化和凝固互为相反过程,升华和凝华互为相反过程.已知一个过程为吸(放)热过程,则它的逆过程一定为放(吸)热过程.下面请同学们试着来分析升华和凝华的吸放热情况.
生1:
我们在做碘的升华和凝华实验时,把装着固态碘的试管放入热水中后,出现了固态碘升华成碘蒸气的现象.在这个过程中热水对碘加热了,因此碘的升华过程是吸热过程.
生2:
我们把装着碘蒸气的试管放入冷水中时,出现了碘蒸气凝华成固态碘的现象.在这个过程中,碘蒸气遇冷放出了热量,因此碘的凝华过程是放热过程.教师鼓励学生的发言,并进行总结和板书.
板书:
升华和凝华互为逆过程.物质升华时吸收热量,凝华时放出热量.
2.物质的“三态六变”过程
教师用多媒体播放课件“物质的‘三态六变’过程”,并讲解.
小组问题探讨:
为什么会有“霜前冷,雪后寒”的说法?
进
行
新
课
水循环中的物态变化
教师引导学生阅读教材P65“科学·技术·社会——水循环”,让学生用水的三态变化解释自然界的一些水循环现象,同时了解我国水资源的紧张状况,认识水对于人类的重要作用,从而产生强烈的环保意识和节水意识.
板书:
我们要养成节约用水的好习惯.
请同学们课后查找“水资源”的相关资料,并思考和讨论四个问题:
①水为何珍贵?
②水能为人类做些什么?
③破坏水资源会给人类带来哪些危害?
④我们应该采取哪些措施节约用水?
【例3】(多媒体展示)据《××晚报》报道:
2001年5月,阴天,气温约为-15°C,雪刚停,在新疆罗布泊沙漠的沙丘上覆盖着5cm~10cm厚的积雪,然而过了约20分钟雪不见了,脚下却是干爽的沙地.这一现象令在场的科考队员很惊讶.请你用所学过的知识回答下面的问题:
(1)请针对雪不见了提出你的看法.
(2)简单解释你提出的看法.
解析:
根据题知,原来沙丘上覆盖着5cm~10cm厚的雪,20分钟后消失了,可能是雪熔化成水后渗入沙中;也可能是雪熔化成水再蒸发;还可能是雪直接升华为水蒸气.在这些可能中有没有发生熔化现象?
答案是否定的,因为不满足雪熔化成水的条件——气温约为-15°C,远远低于雪的熔点.“脚下却是干爽的沙地”也说明雪并没有熔化成水.升华是固态直接变为气态的现象.冰雪在很冷的气温下是会发生升华现象的.尤其是在空气干燥而气温又低的沙漠地区,且升华现象是不留痕迹地悄然发生,只是这种现象平时不易看到,过程进行的时间较长,现象不明显而已.
答案:
(1)雪发生了升华现象,由固态的雪直接变成了气态的水蒸气.
(2)当时的气温低(-15°C)说明没有雪熔化的气温条件,“脚下干爽”说明没有留下水迹,所以不可能是雪熔化后渗入到沙中,而雪是可以由固态直接变为气态消失的,所以只可能是发生了升华现象.
知识拓展:
(1)我们可以把物质的三态分为低能态(固态)、中能态(液态)、高能态(气态),如图所示,当物质由低能态向高能态变化时要吸热,反之则要放热,从图中可知,吸热的过程有:
熔化、汽化、升华;放热的过程有:
凝固、液化、凝华.
(2)在判断物质发生的物态变化时,对物态的“称呼”日常化用语导致我们判断错误.如“烟、粉”一般由固体小颗粒组成,为固态.“雾、热气、汗”一般由小液滴组成,为液态.
教学
板书
课
堂
小
结
这节课我们学习了升华和凝华的概念,并通过实验知道了升华要吸热,凝华要放热,我们还进一步学习了水循环中的物态变化,知道了云、雾、雨、露、霜、雪、雹等的成因及它们和人类生活的关系,这节课我们就学到这,谢谢!
教
材
习
题
解
答
【教材P64“想想做做”】
在试管中放少量碘,塞紧盖子后放入热水中.当固态的碘变为紫色的碘蒸气并充满试管后,将试管从热水中拿出,再放入凉水中,碘蒸气又会变为固态的碘.
解:
自己动手实验可加深我们对碘升华和凝华现象的印象,同时也让我们认识到升华和凝华是互逆过程.
教材P65“想想议议”】
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气.给右图填字,说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系.
解:
如图,其中汽化与液化互逆;凝固与熔化互逆;凝华与升华互逆.
【教材P66“动手动脑学物理”】
1.使用樟脑丸可以让棉毛织物等免受虫蚁的侵害.经过一段时间以后,打开存放衣服的箱子,就会闻到刺鼻的气味,还会观察到樟脑丸变小了,甚至没有了.请你分析樟脑丸变小的原因.
解:
原因:
樟脑丸升华了(从固态直接变成了气态).
备课笔记
教
材
习
题
解
答
2.冻肉出冷库时比进冷库时重,这是为什么?
解:
由于空气中水蒸气的凝华,冻肉出冷库时有霜附在肉上,所以出库后会使重量稍有增加.
3.二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度,就会形成白色的、像雪一样的固体.这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体,所以叫干冰.干冰具有很好的致冷作用,可用于人工降雨.这是由于干冰在常温下会迅速变为气体,吸收热量,促使水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶,从而达到降雨的条件.你能试着分析上面一段描述中包含了哪些物态变化吗?
解:
二氧化碳气体变成干冰是凝华;干冰吸收热量变成气体是升华;水蒸气遇冷凝结成水滴是液化;水蒸气变成小冰晶是凝华.
4.美丽的树挂、霜都是怎样形成的?
请你动手做一做下面的实验,并思考形成霜的条件.
如图甲,将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐.用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度,可以看到冰水混合物的温度低于0℃.这时观察易拉罐的下部和底部,就会发现白霜(图乙).
解:
霜的形成:
冬天的早晨,地面的气温特别低,近地面的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶附着在地面或植物上,这就是霜和树挂,霜的形成过程是一个放热的过程.
5.调查学校和家庭水的使用状况,提出在生活中节约用水的若干建议.
解:
①洗手尽量用盆洗,然后用盆里的水浇花或冲厕所;②随手关水龙头;③发现水管有漏水现象,马上向有关部门反映;
④洗澡时请间断放水沐浴,搓洗时应及时关水.(本题答案不唯一,合理即可)
难
题
解
答
【例4】在舞台上喷撒干冰(固态二氧化碳)可以形成白雾,这种白雾是()
A.空气中的水蒸气液化形成的小水珠
B.二氧化碳气体液化形成的小液滴
C.干冰升华形成的二氧化碳气体
D.干冰熔化形成的小液滴
解析:
喷撒干冰形成白雾的原理是:
干冰升华吸热使周围空气的温度降低,舞台上方空气中的水蒸气降温后液化成小水珠形成“白雾”,这就是我们看到的“烟雾缭绕”的舞台效果,故选A.
答案:
A
布置作业:
教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.
教
学
反
思
1.升华和凝华现象是学生学习中容易忽略的两种物态变化.尽管升华和凝华现象并不罕见,但却不易被学生注意,他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段,因此教学中应对其足够重视,以切实帮助学生澄清模糊的认识.
2.在教学中从升华和凝华的现象出发,让学生在观察实验的基础上,感知什么是升华,什么是凝华,在实验中用对碘加热来揭示固体升华是需要吸热的,其逆过程凝华则可通过分析推断其需要放热,由于升华、凝华现象不是学习重点,不必过多讲解实验设计.
3.因为碘蒸气有毒,用碘做升华、凝华实验时必须把它封闭起来,以免影响学生健康.
4.对于教材P65“科学·技术·社会”,着重引导学生理解水循环中的物态变化情况,进而引出水资源的保护、开发和利用的话题,引导学生关注生活、关注社会,培养其社会责任感,从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯.
教学过程中老师的疑问:
教师点评和总结
物态变化
教
学
目
标
1.知道温度的概念,知道摄氏温度单位是如何规定的.
2.知道温度计的原理、构造,会正确使用温度计测量温度.
3.知道气态、液态和固态是物质存在的三种形态.
4.知道熔化现象和凝固现象,知道熔化过程吸热,凝固过程放热.
5.了解晶体和非晶体的区别.
6.知道汽化现象和液化现象,知道汽化现象的两种形式——蒸发和沸腾,知道汽化过程吸热、液化过程放热.
7.知道什么叫升华、什么叫凝华,能够解释常见的升华、凝华现象,知道升华过程吸热,凝华过程放热.
教
学
方
法
1.归纳法:
总结本章知识点之间的内在联系.
2.讲练结合法:
通过典型习题的讲解,帮助学生加深理解知识的内涵,熟悉解题方法与技巧.
教具准备
多媒体课件.
教学课时
1课时
巩固复习
教师引导学生复习上一节内容,并讲解布置的作业(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.
本
章
总
结
温度和温度计
【例1】图中温度计甲的示数为,读作;温度计乙的示数为,读作.
解析:
图中温度计上标有字母“℃”,表示这个温度计所测出的温度单位是“℃”.一大格代表1℃,一个大格分为5个小格,每个小格代表0.2℃.温度计甲上面的数字大,下面的数字小,液柱的表面在0刻度的上方,位于2个大格加2个小格处,故温度计的示数为2.4℃,读作2.4摄氏度;温度计乙上面的数字小,下面的数字大,液柱的表面在0刻度的下方,位于1个大格加4个小格处,故温度计的示数为-1.8℃,读作零下1.8摄氏度(或负1.8摄氏度).
答案:
2.4℃2.4摄氏度-1.8℃零下1.8摄氏度(或负1.8摄氏度)
备课笔记
规律总结:
1.温度计的使用:
(1)使用前:
观察量程和分度值.被测液体温度不能超过温度计的量程.要弄清楚一个小格代表的值.
(2)使用时:
会选、会放、会读、会记.
(3)读数时,一定要看清温度是“零上”还是“零下”,即要看清液面所处刻度上面的数字大(零上),还是下面的数字大(零下).
2.晶体熔化的条件:
温度达到熔点;继续吸热;晶体凝固的条件:
温度达到凝固点;继续放热.
本
章
总
结
熔化和凝固
【例2】如图甲所示,是探究冰和蜡的熔化过程的实验装置.器材有:
冰,蜡,热水瓶,试管,烧杯,铁架台(带铁夹),搅拌棒,停表,温度计,水.
(1)图乙是(选填“冰”或“蜡”)的温度随时间变化的图象.图丙所示温度计显示的是蜡某时刻的温度,它的示数是℃.
(2)在冰和蜡熔化过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,冰和蜡停止熔化.将试管放回烧杯后,冰和蜡又继续熔化.说明固体熔化时需要(选填“吸收”或“放出”)热量.
解析:
图乙的熔化图象中有一段吸收热量而温度保持不变的过程,是晶体的熔化过程,所以是冰,蜡是非晶体;温度计的示数为52℃;固体熔化过程中要吸收热量.答案:
(1)冰52
(2)吸收
汽化和液化
【例3】在《吉尼斯世界纪录大全》中,记述了一个创造了赤着脚在650℃的燃烧着的一堆长木炭上步行了约7.5米的世界之最“纪录”.他创下了这个奇迹,下面说法正确的是()
A.这个表演者一定是脚下事先抹上了一种高级绝热防护剂
B.这个表演者一定是跳跃式地走过去的,这样做接触时间短,炭火来不及灼伤脚
C.这个表演者一定是用汗脚踩在炭火上一步步轻松地走过去的
D.这个表演者一定是轻轻地踮着脚走过去的,这样做接触面积小,即使灼伤也不厉害
解析:
本题综合汽化和热学有关知识(如热的不良导体等)来进行发散思维.当赤着的脚踩上炭火时,灼热的炭火使脚底的汗水迅速汽化,立即在脚底下形成一个很薄的蒸气层.由于气体是热的不良导体,在一段短暂的时间内,对脚板将起到绝热防护作用,行走中脚上流出的汗水部分地补偿了汽化所需的水分.如果脚底下还沾上了一层炭灰(未汽化完的汗水成为调和剂),将使表演者能多走上几步.这里关键是表演者要有足够的汗水和不让保护层失效,所以只能是轻轻地一步一步走.因为跳跃、踮着脚走均不能提供足够的汗水,且容易使脚陷进炭火,从而使保护层失效.
答案:
C
【例4】夏天,在开空调的房间的玻璃窗上会有水滴,则水滴在玻璃的()
A.内侧B.外侧C.内侧和外侧都有D.无法确定水滴在哪侧
解析:
夏天,开空调的房间内的温度应比室外低,窗玻璃的温度也应比室外空气温度低,则室外空气中的水蒸气遇到冷玻璃会放热而液化成小水滴,故小水滴应在玻璃的外侧.答案:
B
备课笔记
本
章
总
结
蒸发和沸腾
【例5】如图所示,用浸透酒精的湿方巾擦拭扎紧的气球,然后摆动气球或给气球扇风,会观察到气球的体积明显缩小.请用相关的物理知识对此现象作出解释.
解析:
用酒精擦拭气球,然后摆动气球或给气球扇风,增大了酒精上方空气流动的速度,加快了酒精的蒸发,而蒸发吸热,使气球内气体的温度降低,体积缩小.
答案:
增大酒精上方空气流动的速度,加快酒精的蒸发.蒸发吸热温度降低,使气球内气体体积减小.
【例6】在“观察水的沸腾”的实验中:
(1)本实验目的是:
观察水沸腾时的现象和水沸腾时的;
(2)如图甲所示是实验的装置图,在安装、调整实验器材时,正确、合理的顺序是:
先调整固定的位置,再调整固定的位置(选填“A”或“B”);
(3)如图乙所示是实验过程中某一时刻的温度,此时的水温是℃;
(4)如图丙所示是三位同学作出的水的沸腾图象,其中正确的是图.
解析:
本实验的目的是观察水沸腾时的现象和水沸腾时的温度.用酒精灯加热要用酒精灯的外焰,因此在安装和调整实验器材时,要先调整好石棉网的高度,再调整温度计的高度.水沸腾时温度不变,反映在图象上是与横轴平行的图线(保持沸点温度不变).
答案:
(1)温度
(2)BA(3)85(4)C
升华和凝华
【例7】阅读下面的短文,回答问题:
地球上,水的三种状态在不断地相互转化.水的物态变化,形成了海洋、陆地、大气间的水循环.
地球上水的储量虽然很多,但是淡水资源非常紧张,仅占全球总水量的百分之二点七,在干旱地区可通过人工降雨的方法向天取水,其中一种人工降雨的方法是把干冰(固态二氧化碳)播撒到冷云中,使其周围环境温度降低,空气中的水蒸气迅速凝结成小水滴或小冰晶,导致降雨.
水是生命之源,人类一直重视水资源的利用和保护,建造水库是重要措施之一.
(1)自然界中水的一个循环包含的物态变化有.
(2)请根据“干冰降雨”的过程提出一个物理问题并回答.
问题:
?
简答:
.
备课笔记
规律总结:
(1)影响蒸发快慢的因素:
液体的温度,液体的温度越高,蒸发越快;液体的表面积,液体的表面积越大,蒸发越快;液体的表面空气流动的快慢,液体表面的空气流动越快,蒸发越快.
(2)液体沸腾时的特点:
吸热温度保持不变.
本
章
总
结
解析:
海洋、陆地上的水受热蒸发(汽化),上升到高空中,遇到高空中的冷空气液化成小水滴或凝华成小冰晶形成云,云中的小水滴聚集变大,下落时冰晶熔化,落到地面成为雨.人工降雨是利用干冰的升华吸热,使其周围环境温度降低,空气中的水蒸气迅速凝结成小水滴或小冰晶,导致降雨.
答案:
(1)汽化、液化、凝华、熔化
(2)“干冰降雨”的过程中发生了什么变化,这种变化吸热还是放热干冰升华吸热
教
学
板
书
六种物态变化间的联系
布置作业:
教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.
备课笔记