2.进行新课
(1)熔化与吸热:
从分子动理论的观点看,当晶体被加热时,每个分子的振动逐渐加剧,分子间的束缚随之减弱,以致有的分子能较为自由地“游动”,呈现流动性,这是晶体便处于熔化过程。如果要使熔化过程继续,外界需对分子继续加热,以便更多分子能“游动”。所以在熔化过程中,外界所加的热,都用来减小分子间的束缚,并不能使温度升高。这也说明熔化是吸热过程。
实验探究――加热熔化海波和石蜡
加热熔化海波和石蜡,用温度计测出海波和石蜡熔化时的温度值,并在坐标纸上画出海波和石蜡熔化时的温度变化曲线,让学生讨论所作曲线的物理意义。试试,若不加热,石蜡和海波的熔化过程是否会停止。
(2)汽化与吸热
当液体加热至沸点,大量分子会挣脱周围分子的引力而飞出,这种剧烈的汽化现象就是沸腾。若要沸腾过程继续,外界必须继续加热,以便更多分子飞出。在沸腾过程中,外界所加的热,为分子挣脱引力而提供能量,并不能使液体温度升高。
另一种只在液体表面发生的汽化现象叫做蒸发。液体的蒸发随时都在发生。这是因为在任何温度下,总会有一些分子可以得到足够的能量而挣脱周围液体分子的引力,脱离液面飞向空中。
实验探究――蒸发快慢的影响因素
放两支温度计,其中一支的玻璃泡上包湿布,并将湿布的另一端放入水中。比较两支温度计的示数。
液体温度越高、液体表面越大、液体表面空气流动越快时,液体蒸发就越快。
(3)升华与吸热
如果固体分子从外界吸热,直接挣脱周围的分子引力而飞出,那么物质就可以直接从固态变为气态,这种现象称为升华(subllimation)。
产生舞台效果缕缕青云或淡淡薄雾就是干冰(固态二氧化碳)升华造成的现象。防蛀的樟脑球过一段时间后会自动消失,冬季晾在室外冰冻的衣服也能变干等,这些都是升华现象。
升华也是吸热过程,人们常将升华过程中的吸热特点应用于生产、生活实践。例如,人们利用干冰升华的特点进行人工降雨。当干冰进入冷空气层,会很快升华,在升华过程中将吸收大量的热量,使冷空气层的气温急剧下降,这时高空中的水蒸气便会变成小冰晶。小冰晶逐渐变大后下落,在下落中遇到暖气流就会熔化而形成雨。
1.引入新课
我们知道物质存在的状态,通常有气体、液体和固体三种状态。同一种物质,在不同条件下,能处于不同的状态。例如水,可能成为固态的水,也可能成为气态的水蒸气,也可能成为液态的水。无论水处在什么状态下,水的分子是相同的。那么同种分子构成的物质,在一定的条件下会互相转化。通过前面探究冰的熔点可知,当晶体熔化时,温度不变;但若停止加热,熔化过程就会逐渐停止,这是为什么呢?
3、会对蒸发和沸腾进行比较;
B、过程和方法
学会记录、处理实验数据,能根据数据作出物理图像
C、情感、态度与价值观
认识吸热过程在生产、生活中的作用
[重 难 点]熔化、汽化、升华,蒸发,沸腾
[教 具]洒精、棉花、温度计,吹风机、熔化加热器材
[教材分析]教材在解释物态变化时,运用“当晶体温度升高时,分子的振动加剧”的论断。这一论断早在初二年就已通过“温度越高,扩散过程越快”的实验证实的。所以在本节课应用这一论断,让学生加强知识间的联系。
[教学设计]气体、液体和固体的内部结构,不能直接观察,只有依据它们的宏观特征作推论。教学中要注意引导学生想象、推理和利用比喻,当然这种推理应当是言之有据的,要抓住宏观特征,分析其内部结构,比喻要恰当。
[教学过程]
2、应用分子动理论的要点和物体内部结构的知识解释有关热现象。
1、理解熔化、汽化和升华都要吸热;
[教学反思]
蒸发:任何温度、只在表面、缓慢
沸腾:一定温度、内部和表面、剧烈
2、探究液体的蒸发
自然界到处都存在着液体的蒸发现象,液体蒸发有没有一定的规律呢?下面我们一起来探索液体(以水为例)蒸发的规律。
提出问题
水蒸发的快慢与哪些因素有关?
猜想与假设
影响水蒸发快慢的因素可能有:
(1)水的质量的多少; (2)水的温度的高低; (3)水的体积的多少;
(4)水的表面积的大小;(5)装水的容器的形状;(6)水面上的空气流动的快慢。
制定计划与设计实验
为了证实以上几个方面的猜想是否符合事实,可以用几个不同的容器分别装水进行对比实验。建议采用图003所示的装置。
A、B、C、D、E各容器中都装满水,设法使各容器竖立,并使水面相平。
A是广口瓶,B是量筒,它们的口径相等。
C、D、E,是试管,它们的口径相等,都比量筒的口径小得多。其中D、E竖立在空烧杯中。
进行实验与收集证据
(1)让它们在室内同一桌面上静置半天(或一天),测量(或观察)各容器中水面变化(降低)的高度h,将结果记录在表1中。
表1
容器编号 |
A |
B |
C |
D |
E |
水面变化高度h/mm |
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(2)将水温相同的热水倒入烧杯中,对烧杯底部加热,同时用玩具小风扇对准试管E(只能对准E)吹风,经过10min(或30min)后,测量(或观察)C,D,E中水面的变化(降低)后的高度h,将结果记录在表2中。
表2
容器编号 |
C |
D |
E |
水面变化高度h/mm |
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分析与论证
(1)A、B、C容器的形状不同,容器中水的质量、体积也不同,比较它们被蒸发掉的水的多少,可以得出的结论是:水蒸发的快慢跟 无关。
A、B容器水的表面积相等,C的表面积较小。比较他们被蒸发掉的水的多少,可以得出的结论是:水蒸发的快慢跟 有关,它们之间的具体关系是: 。
(2)C、D试管中水的温度不同,D、E试管中水的温度相等,但E管口水面上空气流动快,比较它们被蒸发掉的水的多少,可以得出的结论是:水的温度越高,蒸发越 ;水面上空气流动越快,水的蒸发越 。
评估、交流与合作
回顾这个实验的设计与操作过程是否合理?还有什么其它好的方法来研究液体的蒸发现象?
影响水蒸发的因素较多,在实验探究的过程中必须在某些因素保持不变的条件下,研究另一些因素对蒸发的影响。这是科学实验中常用的控制变量的研究方法。请你仔细想想,并与同学讨论,这个实验是怎样应用控制变量的方法进行探究的?
过冷现象
晶体凝固时,如果缺少晶核,则物质虽然降温到凝固点以下,也可能不会凝固。这种现象叫作过冷现象。晶核可以是细小的籽晶,也可以是其他的杂质(如微尘)。物理实验中常用的海波(和萘)当温度降到凝固点时,如果晶核太少,凝固速度太慢,人使凝固时液体内部放出的热少天液体向周围散失的热,使液体温度继续降低,出现过冷现象。海波可以降到47℃(萘降到78℃)左右尚未结晶。以后由于晶核逐渐增多,凝固时液体放出的热大于散失的热,使液体温度回升到熔点附近。如果在液体温度刚要降到熔点时向液体中撒入一定量的晶粒,同时减慢液体降温的速度,可以减弱或避免过冷现象。
人工降雨
自然界中云的形成与生长过程中的气流都包含很巨大的能量,直接用人工方法对大范围的云系进行改造或控制比较困难。一般可以用人工改变云内某些微观物理过程以间接影响云的宏观状态,就是通常说的播云催化术。所谓人工降雨,一般是在云体内部加入一些物质,改变云中水滴的大小分布和性质,以达到改变或加速降水粒子生长过程,促使降水。
当云中原有水滴不够多时,地般用飞机把水滴、盐粉或氯化钙等喷入云体,有促使原来不能降水的云产生降水的作用。播撒物粒子的大小和用量与云的宏观条件和微观结构有关,应掌握最佳撒播量和有效作业时机及部位。
对于含有冰晶的过冷却云,还可以用飞机、气球把干冰引入云里,造成浓度很大的冰晶数,增加云里过冷却部位的冰晶浓度,冰晶迅速长大以后会形成降水。
用飞机、火箭、炮弹或地面烧烟法,把碘化银烟粒送入云内过冷却区充当凝结核,适当补充自然云体中冰晶核的不足(1g碘化银在-10℃时能产生5×1012个冰核),能使水气尽快凝结生成雨云。
升华吸热:人工降雨
教学反思
教学参考
科学探究活动案例
1、冰的熔点与水的沸点
课本上列出了实验探究的全部过程,同学们通过实验得到的结论相同吗?也许会不一样呢!你能找到其中的原因吗?这里提醒同学们注意几个问题:
(1)试管里的碎冰要稍微多一点,使冰的熔化能维持较长一段时间,便于观察、记录。
(2)学会认识温度计,根据温度计上标出的数值和实验的需要选择测量范围合适的温度计,测碎冰熔化温度的温度计测量范围可以小一些,测水沸腾温度的温度计范围要大一些,最大刻度值最好大于100℃
(3)温度计要轻轻地、缓慢地插入碎冰中,不要损坏温度计下端外壳很薄的玻璃泡。要将玻璃泡放在碎冰的中下部,不接触试管底和壁。
(4)可以用比较纯净的水(蒸馏水)结成的冰做实验,还可以用不纯净的水做实验,看看它们的熔点有没有区别。
(5)烧杯里水不要太少,试管插入水中深度要适当,试管底不触及烧杯底,以烧杯中水面高于试管中冰面为好。
(6)酒精灯火焰最好不要直接烧在烧杯底上。
(7)不要用一只酒精灯去点燃另一只酒精灯,不要用嘴吹熄酒精灯,如图002所示。
熔化过程的吸热
提出问题
固体熔化过程需要吸热吗?
猜想与假设
晶体熔化过程 (1)要吸热;(2)不吸热。
非晶体熔化过程 (1)要吸热;(2)不吸热。
晶体和非晶体熔化过程相比较 (1)相同; (2)不相同。
制定计划与设计实验
对固态晶体海波和固态非晶体石蜡分别加热,将它们的熔化过程进行对比。
进行实验与收集证据
用两个烧杯分别装适量的海波和石蜡,将温度计悬挂,使温度计的玻璃泡在海波和石蜡的中间,用酒精灯缓缓加热,将实验数据记录在表中。
加热时间t/min |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
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温度t/℃ |
海波 |
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石蜡 |
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当海波、石蜡大约还有一半没有熔化的时候,移开酒精灯,停止加热,观察海波和石蜡是否继续熔化。
分析与论证
根据记录的数据在课本上的直角坐标上画上海波和石蜡熔化时的温度变化曲线。分析温度变化曲线的物理意义。可以得出的结论是:
晶体熔化过程 吸热;非晶体熔化过程 吸热。(选填“不”或“要”)
在熔化过程中,晶体的温度 ;非晶体的温度 。(选填“升高”“降低”或“不变”)
评估、交流与合作
分析、比较实验的数据以及晶体和非晶体的温度变化曲线。
你的探究结果符合自己的哪一种假设?你的实验操作是否规范?记录的数据是否准确?和老师一起讨论温度变化曲线的物理意义,把自己画的曲线跟其他同学的想比较,有什么不同?
如果自己的实验结果跟其他同学的实验结果有一些地方不相同,你能找到原因吗?
汽化 沸腾
蒸发
影响蒸发的因素 液体温度
液体表面积
液体表面的空气流动
蒸发与沸腾 相同点 都属于蒸发现象
都吸热
不同点 发生的温度
发生的部位
有无气泡
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