8.学生实验:非晶体的熔化和凝固
教师:物质除了晶体还有非晶体,松香、石蜡、玻璃等属于非晶体。我们现在利用实验研究石蜡的熔化和凝固。
我们所用的实验装置还是刚才用过的装置,实验步骤也完全相同。
(学生操作、实验)
教师:请一个组把石蜡的熔化和凝固曲线画在黑板上。
从石蜡的熔化和凝固曲线可知,非晶体的熔化和凝固跟晶体不同。非晶体没有一定的熔点,也没有一定的凝固点。石蜡熔化时吸热,温度不断上升,固态石蜡由硬变软,然后再变为液态。凝固时放热,石蜡由液态变为粘稠,然后由软变硬,形成固态。
7.熔化吸热和凝固放热
教师: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。
“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。”
(学生讨论并回答)
48
℃既是海波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。液态海波在温度到这一温度时,放热则凝固。所以熔化时吸热,凝固时放热。
6.学生练习
(1)读物质的熔点表。请学生看课本上的熔点表。教师读一种物质的熔点并加以解释。
教师:钨的熔点是3 140 ℃。钨在熔化时温度保持在3 140 ℃不变。
(学生模仿教师读几种物质的熔点并加以解释)
(2)学生回答
①温度是70 ℃的萘是____态。
②水在-5 ℃时是____态。
③铁、铜、铝在常温下是____态。
④水银在-30 ℃时是____态。
⑤酒精在-100 ℃时是____态。
⑥锡在232 ℃时是____态。
⑦中国北部的漠河冬季气温最低到-52.3℃,应选用水银温度计还是酒精温度计?为什么?(应选用酒精温度计。因为酒精的凝固点是-117 ℃,在-52.3
℃的情况下,酒精是液态的。水银的凝固点是-39 ℃,在气温低于-39 ℃时,水银的固态的。所以水银温度计在冬季的漠河无法工作。)
5.凝固曲线
教师:如果让熔化了的海波冷却,记下液态海波在冷却凝固成晶体过程中的温度随时间变化情况,可得到凝固曲线近似下图的形状。请大家思考并回答:
(1)DE段。海波是____态,____热(填"吸"或"放"),温度______。
(2)EF段。海波的状态是______,____热,温度______。
(3)FG段。海波的状态是______,____热,温度______。
教师:晶体的凝固也是在一定的温度下完成。晶体凝固时的温度叫凝固点,晶体的凝固点和它的熔点相同。
4.熔点
教师:除了海波以外,其他晶体物质,如各种金属、冰、固态酒精等,它们的熔化曲线都与海波的熔化曲线形状相似,只是熔化时的温度高低不同而已。这条熔化曲线反映了晶体物质熔化的一个重要特征--晶体的熔化是在一定的温度下完成的,即晶体在熔化过程中,温度保持不变。
晶体熔化时的温度叫熔点。纯海波的熔点是48 ℃。我们实验用的海波不纯,熔点低于48 ℃。
3.海波的熔化曲线的分析
(教师选择一个组的熔化曲线,请该组同学画在黑板上)
教师:其他各组的曲线虽然不完全相同,但是大致形状如图所示。我们将这一曲线分为AB、BC和CD三段,请同学们结合实验,回答下列问题。
(1)AB段。在这段曲线对应的一段时间内海波是什么状态?温度怎样变化?(答:AB段所对应的时间内海波是固态,温度升高)
(2)在曲线上的哪一点海波开始熔化?(答:B点)
(3)在BC段对应的时间内,海波的状态如何?温度是否变化?这段时间是否对海波加热?(答:BC段所对应的时间内海波的状态是固态和液态共存。海波的温度保持在48℃左右不变。此时仍在继续对海波加热,即海波仍在吸热)
(4)在CD段对应的时间内海波是什么状态?温度如何变化?(答:海波的状态是液态,海波已经熔化完毕,继续加热,海波的温度升高)
2.学生实验:观察海波的熔化。
(1)讲述实验的做法
各组的熔化实验仪器中放入了少量的晶体物质海波。
将搅拌器和温度计的玻璃泡插入试管里的海波粉中,温度计的玻璃泡不要接触试管壁和底,要埋在海波粉中。
把试管放在大烧杯的水中,将烧杯放在铁架台的石棉网上,用酒精灯加热。等水温升至30℃以上时,用搅拌器不停地搅动,每隔半分钟记录一次海波的温度,并观察海波的状态。最后根据记录的数据在坐标纸上画出海波的温度随时间变化的图线。
(2)注意事项
为了做好实验,每组的三位同学要分工合作。一位同学搅动,一位同学读数,并观察海波的状态,第三位同学记录温度和状态。实验中,搅动必须不停地进行,以保证海波受热均匀。
(3)学生操作,等各组的熔化过程完成后继续加热,教学活动继续进行。
1.熔化和凝固
教师提问:你见过哪些物质由固态变成液态的现象?
(学生回答)
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等,这些都是物质由固态变成液态的现象。
提问:你见过哪些物质由液态变成固态的现象?
(学生回答)
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。
我们把物质由固态变成液态的过程叫熔化。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。
除此之外,蜡、松香、沥青、玻璃等物质也能熔化和凝固。
教师:我们在小学自然常识课中学习过物质存在的三种状态:固态、液态和气态。但是物质的状态不是一成不变的。当物体的温度发生变化时,物质的状态也往往发生改变,所以物质状态的变化也属于热现象。
2、 课本后练习。
教学后记:
本节课的内容较多,且难度较大,节奏可以放慢些,可以
给学生补充一些必要的知识:如:图形图像、物质状态等
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