5.沸腾
在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象,称为沸腾.液体沸腾时,分子运动剧烈,大量分子克服分子作用运动到空气中变成自由分子,沸腾时的分子模型如图1.4-5所示.
图1.4-5
4.蒸发过程要吸热
液体蒸发时,液面上部分液体分子克服其他分子作用离开液面,液体的温度降低,液体吸收周围环境的热.这就是通常所说“蒸发制冷”的原因.
[例2] 住在非洲沙漠中的居民,由于缺电,夏天无法用冰箱保鲜食物,一位理发师发明了一种“沙漠冰箱”,它是由一个内罐和外罐组成,两罐之间填上潮湿的沙子,如图1.4-4,使用时将食品和饮料放在内罐,罐口盖上湿布,然后,放在干燥通风地方,并且经常在两罐之间的沙子上洒些水,这样就起到了保鲜作用.
图1.4-4
试问:
(1)经常在两罐之间的沙子上洒水的目的是: ;
(2)放在通风干燥的地方的目的是: .
思路与技巧 内罐中食品的温度没有升高是因为两罐间水的蒸发吸热所致,因此在沙子上洒水是利用水的蒸发吸热,且水面空气流动越快蒸发越快,相同条件下吸热越多.
答案 (1)利用水蒸发吸热
(2)水面空气流动越快,空气越干燥,水蒸发越快,保鲜效果越好.
[例3] 有甲、乙、丙三支相同的温度计,其中一支不准确,将甲放在空气中,乙放在密闭的酒精瓶中,将丙放在开口的酒精瓶中,过一段时间,三支温度计的示数都是22℃,则( )
A.甲不准确 B.已不准确
C.丙不准确 D.不能判定哪支不准确
思路与技巧 蒸发吸热,液体本身的温度要降低,甲温度计上无液体不存在蒸发现象;乙放在密闭的酒精瓶中,蒸发受阻不能进行,故温度计的示数与周围环境的温度相同,应准确;丙在开口酒精瓶中,酒精蒸发吸热,酒精温度应降低,所以应低于22℃,故丙不准确.
答案 C.
3.影响蒸发快慢的因素
液体的表面积越大,蒸发越快;液体的温度越高,蒸发越快;液体表面附近的空气流动越快,蒸发越快.如图1.4-2中b比a蒸发快.
图1.4-2
[例1] 保留水分是蔬菜和水果保鲜的一个方面.为了探究蔬菜和水果水分散失快慢的因素,有甲、乙、丙三组同学做了研究实验.图1.4-3所示是他们所做实验的部分情景示意图(实验材料是均匀剖开的胡萝卜),观察图形,回答下列问题:
图1.4-3
(1)这三组实验中,研究方法正确的是 组;
(2)从研究中可以看出,这些同学认为水分散失的快慢与哪些因素有关?
思路与技巧 在探究过程中可以看出影响蒸发快慢的因素与液体的温度、液体的表面及液面上方空气的流动有关.因此探究的方法是只改变其中某一因素,其他因素保持不变.在甲图中只改变温度,乙图的几个因素均相同,丙中只改变空气流动的快慢,因此乙不符合探究思想.
答案 (1)甲、丙
(2)液体的温度、液体的表面积、液面上方空气流动.
说明 (1)水蒸发的快慢与空气的温度有关,温度越高,蒸发越快;
(2)在相同条件下,物质不同,蒸发快慢也不同.如将水和酒精同时擦在手臂上,酒精先干。
(3)蒸友快慢还与液面上方的气压有关,减小气压可加快蒸发.
2.蒸发
在液体表面进行的汽化现象称为蒸发.
蒸发时液体分子由于运动加快从液面运动到空气中变成自由分子,其分子模型如图1.4-1.
说明 蒸发可在任何温度下发生.
1.汽化及汽化的两种方式
物质由液态变成气态的过程,称为汽化(vaporization).汽化有蒸发(evaporation)和沸腾(boiling)两种方式.
图1.4-1
3.情感态度与价值观 乐于探索自然现象;养成实事求是的科学态度;认识交流的重要性.
探究指导
物理宫殿
2.过程与方法 学会比较的研究方法;体会探究学习的方法;知道液化的两种方法.
1.知识与技能 知道汽化和液化的概念;知道蒸发和沸腾是汽化的两种方式;知道影响蒸发快慢的因素;知道蒸发、沸腾吸热;理解沸点.
2.教学器材:一茶杯冷水、一茶杯开水、毛玻璃2个、一瓶酒精、两只相同的温度计、棉球、烧杯、酒精灯、铁架台、石棉网、针管、乙醚蒸汽.
教学设计图示:
教学过程设计:
教学课题 |
第四节 气化和液化 |
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教学目标 |
1.知识与技能目标 ①通过列举生活实例知道汽化和液化的概念 ②通过列举生活实例知道汽化有蒸发和沸腾两种方式 ③通过列举生活实例知道蒸发快慢与表面积、温度、气流有关,蒸发过程中吸热 ④通过探究理解沸点的概念,知道沸腾过程中吸热和沸腾的特征 ⑤会查沸点表 ⑥通过观察实验知道液化过程放热 2.过程与方法 ①通过研究影响蒸发快慢的因素,学会比较的研究方法 ②通过对水的沸腾现象的探究,体会探究学习的方法 ③通过观察实验知道使气体液化的两种方法 3.情感、态度与价值观 ①在学习活动中通过列举大量生活实例使学生感受物理是有用的,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 ②通过对探究实验数据和现象的记录,培养学生诚实的品质和实事求是的科学态度 ③在探究过程通过对沸腾前、后气泡的观察培养学生认真、细心的品质 ④通过交流使学生产生将自己的见解与他人交流的愿望,认识交流的重要性 |
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教学重点 |
1.通过列举生活实例知道蒸发快慢与表面积、温度、气流有关,蒸发过程中吸热 2.通过探究理解沸点的概念,知道沸腾过程中吸热和沸腾的特征 |
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教学难点 |
通过探究理解沸点的概念,知道沸腾过程中吸热和沸腾的特征 |
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仪器材料 |
一茶杯冷水、一茶杯开水、毛玻璃2个、一瓶酒精、两只相同的温度计、棉球、烧杯、酒精灯、铁架台、石棉网、针管、乙醚蒸汽 |
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教学方法 |
启发式讲解和探究实验相结合 |
课时安排 |
2节 |
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板书设计 |
汽化:物质由液态变成气态的过程 汽化有蒸发和沸腾两种方式 蒸发:是在液体表面上进行的汽化现象,它在任何温度下都能发生. (1)影响蒸发快慢的三个因素: 液体的表面越大,蒸发越快;液体的温度越高,蒸发越快;液体表面附近的空气流动越快,蒸发越快. (2)液体蒸发时需要从周围物体吸收热量,从而使自己及周围物体的温度降低. 沸腾:是在液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象. 沸腾必须满足的条件: ①液体必须达到一定温度(沸点) ②需要吸热 物理学中,把液体沸腾时的温度叫沸点 不同液体沸点是不同的 液化:物质由气态变成液态的过程,液化是汽化的相反过程. 发生液化的条件:降低气体的温度;压缩气体的体积;两者兼用气体液化时要吸热 |
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教学过程 |
教师活动设计 |
学生活动设计 |
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引出汽化的概念 通过演示实验和实例分析,知道蒸发的特点以及影响蒸发快慢的因素和蒸发过程中需要吸热 建议教师不直接问影响蒸发快慢的因素是什么?这样不便于学生发散思维的培养和积极思考 通过探究实验知道水沸腾过程的特点和沸腾的条件以及沸点的概念. 在学生归纳、表达的基础上,教师进行总结、拓展. 读表能力是学生应具备的一种技能,它应包括读和用两方面.通过引导学生读懂沸点表,为在将来学习生活中会查阅一些资料表格奠定基础. 通过观察演示实验使学生知道液化发生的条件.通过生活实例分析知道液化过程要放热. |
[实验]教师用湿布在黑板上写出“水”字,过一会,“水”字不见了. [问题]水哪去了? 汽化:物质由液态变成气态的过程 [问题]你能举出哪些汽化现象? 教师从学生举例中提取例子引出: 汽化有蒸发和沸腾两种方式 1.蒸发 [演示实验]将水擦抹在毛玻璃上,一会儿玻璃上的水变干了(若将此毛玻璃放在投影仪上,可起到实验时间短,可见度大的作用). 通过回答唤起学生小学学过的蒸发只在液体表面进行的汽化现象.蒸发可以在任何温度下发生的特点. 蒸发是在液体表面上进行的汽化现象,它在任何温度下都能发生. [情景图片]教材上第13页图1-18图示几种日常生活中晾衣服的情况(也可另选择). 引导学生归纳出影响蒸发快慢的三个因素. 影响蒸发快慢的三个因素: 液体的表面越大,蒸发越快;液体的温度越高,蒸发越快;液体表面附近的空气流动越快,蒸发越快. 教师通过组织学生讨论,培养学生用物理知识解决实际问题的能力. [问题]你能举出蒸发吸热的实例吗? 液体蒸发时需要从周围物体吸收热量,从而使自己及周围物体的温度降低. 沸腾 [提出问题]水沸腾现象几乎每天可见,但水沸腾过程中有什么规律呢?我们通过实验来探究 [实验探究]水的沸腾特征 1. 按教材图1-19介绍实验器材和装置 2. 讨论:(教师做适当的操作示范及说明) ①实验的目的 ②实验的要求 ②实验的操作步骤 6. 组织、指导学生对实验结果进行分析、讨论: [讨论1]水在沸腾前后液面的情况如何?说明沸腾现象是剧烈还是平和?沸腾时水中的变化情况怎样?说明汽化在哪些部位发生? 结论l:沸腾是在液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象. [讨论2]沸腾前后水的温度变化情况怎样? 结论2:沸腾时水的温度不变. [讨论3]水沸腾后移去酒精灯,那么沸腾是否继续进行?这是为什么? 结论3:沸腾时要继续加热,是个吸热过程. 先请学生把上面3个结论归纳起来表述,然后教师总结. 沸腾是在液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象. 沸腾必须满足的条件: ①液体必须达到一定温度(沸点) ②需要吸热 物理学中,把液体沸腾时的温度叫沸点 不同液体沸点是不同的 [沸点表] [问题]沸点表的表头“在10Pa大气压下一些液体的沸点”含义是什么? 教师结合科学窗对此问题做适当介绍,不必过分强调,待学习压强后,还可对此问题巩固加深理解. [问题]查表:食用油的沸点;谁的沸点最高?最低? [问题]南极的最低气温约为-94.5摄氏度,酒精温度计在南极还能否正常使用? 液化 [实验1]在两个茶杯内分别倒入开水和冷水,然后盖上杯盖.过一会打开杯盖会看到什么? [问题] ①揭开热水杯的盖,会看到杯壁上和盖内有许多小水珠,这是为什么? ②在冷水杯的盖内没有小水珠为什么? 在此基础上,归纳得出: 物质由气态变成液态的过程叫做液化,液化是汽化的相反过程. [问题]在什么条件下水蒸气能变成小水珠呢? [实验2]:在两个同样的玻璃杯内,倒入同样多的温度相同的水,在两个杯口分别盖上冷玻璃片和热玻璃片(用酒精灯将玻璃片加热),观察有什么现象产生? 教师归纳得出结论: 水蒸气遇冷,降低到一定温度时,就发生液化现象.不仅水蒸气遇冷会液化,所有气体在温度降到足够低时,都能使其液化. [实验3]做教材第16页图1-22实验. 此实验不便全班学生观察,教师可在教室内巡回让学生看.也可配合投影仪观察.需注意:乙醚蒸气有麻醉性,挥发性极强,实验要在通风良好的条件下进行.) 发生液化的条件: 降低气体的温度;压缩气体的体积;两者兼用 [举例]将气体燃料液化,可使体积减小便于贮存和运输.例如,液化气的制备;长征系列运载火箭所使用的燃料就是液态的氢和氧(结合进行爱国主义教育). [演示实验]教材第26页图1-22所示的实验,让学生触摸针筒外壁并做分析得出液化放热结论. 气体液化时要吸热 |
列举汽化现象的实例 [思考回答]这个变化在什么温度下发生的?这个变化对温度有要求吗? [问题] 三幅图分别突出了什么不同(也就是说三幅图分别要对比什么)?导致什么结果不同? [问题]我国西部地区严重缺水,当地人民利用地下很深的渠道输水,这种办法有什么好 处?为什么?(应用知识) [问题]你还能举出其它实例说明影响蒸发快慢的因素吗? [学生实验] 验证蒸发需吸热 1.在皮肤上擦酒精,体验感觉并做出分析. 2.取两只相同的温度计,其中一支用酒精浸湿的棉球包住玻璃泡,另一支不包,过一会儿两支温度计的示数出现差异,说说这是为什么? 3. 各实验组自己设计实验记录表格 4. 学生分组实验,教师巡回指导 5. 学生代表汇报实验结果.(多投影几组学生的实验记录表) 说明沸点与压强有关. 请学生代表说出看到的现象并做解释 [归纳] 压缩气体的体积也可以使气体液化 [举例]举出生活中液化的实例 |
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课后作业 |
伴你学物理 第3页 1-6题 |
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教学反馈 |
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备注 |
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教学点评:
在这节课中,将大部分课堂交给了学生,让学生自己组织,自己探究,自己得出结论.充分培养学生的探究能力、实验能力、及创新能力.培养学生的与人合作的精神.
1.学生课前准备:预习
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