- 第三節(jié) 熔化和凝固 - 初中物理第一冊(cè)教案 推薦度:
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初中物理第一冊(cè)熔化和凝固教案
(一)教學(xué)目的
1.知道什么是熔化和凝固現(xiàn)象。
2.理解晶體的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)的物理意義。
3.知道晶體和非晶體的熔化、凝固的區(qū)別。
4.知道熔化吸熱、凝固放熱。
5.了解圖象在學(xué)習(xí)物理學(xué)中的作用。
(二)教具
學(xué)生實(shí)驗(yàn),三人一組。每組配備熔化實(shí)驗(yàn)儀器、酒精燈、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)二支、海波、蠟、水、火柴、坐標(biāo)紙。
(三)教學(xué)過(guò)程
一、新課引入
教師:我們?cè)谛W(xué)自然常識(shí)課中學(xué)習(xí)過(guò)物質(zhì)存在的三種狀態(tài):固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。但是物質(zhì)的狀態(tài)不是一成不變的。當(dāng)物體的溫度發(fā)生變化時(shí),物質(zhì)的狀態(tài)也往往發(fā)生改變,所以物質(zhì)狀態(tài)的變化也屬于熱現(xiàn)象。
二、進(jìn)行新課
1.熔化和凝固
教師提問(wèn):你見(jiàn)過(guò)哪些物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的現(xiàn)象?
(學(xué)生回答)
春天來(lái)了,湖面上的冰化成水;固態(tài)的鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成了液態(tài)等等,這些都是物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的現(xiàn)象。
提問(wèn):你見(jiàn)過(guò)哪些物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的現(xiàn)象?
(學(xué)生回答)
冬天到了,氣溫下降,湖面上的水結(jié)成冰;工廠(chǎng)的鑄造車(chē)間里,工人將鐵水澆在模子里,冷卻后,鐵水變成了固態(tài)的鑄件。
我們把物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫熔化。物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程叫做凝固。剛才我們提到的冰化成水是熔化,水結(jié)冰是凝固。鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成液態(tài)是熔化,鐵水鑄成工件是凝固。
除此之外,蠟、松香、瀝青、玻璃等物質(zhì)也能熔化和凝固。
2.學(xué)生實(shí)驗(yàn):觀(guān)察海波的熔化。
(1)講述實(shí)驗(yàn)的做法
各組的熔化實(shí)驗(yàn)儀器中放入了少量的晶體物質(zhì)海波。
將攪拌器和溫度計(jì)的玻璃泡插入試管里的海波粉中,溫度計(jì)的玻璃泡不要接觸試管壁和底,要埋在海波粉中。
把試管放在大燒杯的水中,將燒杯放在鐵架臺(tái)的石棉網(wǎng)上,用酒精燈加熱。等水溫升至30℃以上時(shí),用攪拌器不停地?cái)噭?dòng),每隔半分鐘記錄一次海波的溫度,并觀(guān)察海波的狀態(tài)。最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出海波的溫度隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)。
(2)注意事項(xiàng)
為了做好實(shí)驗(yàn),每組的三位同學(xué)要分工合作。一位同學(xué)攪動(dòng),一位同學(xué)讀數(shù),并觀(guān)察海波的狀態(tài),第三位同學(xué)記錄溫度和狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)中,攪動(dòng)必須不停地進(jìn)行,以保證海波受熱均勻。
(3)學(xué)生操作,等各組的熔化過(guò)程完成后繼續(xù)加熱,教學(xué)活動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行。
3.海波的熔化曲線(xiàn)的分析
(教師選擇一個(gè)組的熔化曲線(xiàn),請(qǐng)?jiān)摻M同學(xué)畫(huà)在黑板上)
教師:其他各組的曲線(xiàn)雖然不完全相同,但是大致形狀如圖所示。我們將這一曲線(xiàn)分為AB、BC和CD三段,請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合實(shí)驗(yàn),回答下列問(wèn)題。
。1)AB段。在這段曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的一段時(shí)間內(nèi)海波是什么狀態(tài)?溫度怎樣變化?(答:AB段所對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)海波是固態(tài),溫度升高)
(2)在曲線(xiàn)上的哪一點(diǎn)海波開(kāi)始熔化?(答:B點(diǎn))
(3)在BC段對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi),海波的狀態(tài)如何?溫度是否變化?這段時(shí)間是否對(duì)海波加熱?(答:BC段所對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)海波的狀態(tài)是固態(tài)和液態(tài)共存。海波的溫度保持在48℃左右不變。此時(shí)仍在繼續(xù)對(duì)海波加熱,即海波仍在吸熱)
(4)在CD段對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)海波是什么狀態(tài)?溫度如何變化?(答:海波的狀態(tài)是液態(tài),海波已經(jīng)熔化完畢,繼續(xù)加熱,海波的溫度升高)
4.熔點(diǎn)
教師:除了海波以外,其他晶體物質(zhì),如各種金屬、冰、固態(tài)酒精等,它們的熔化曲線(xiàn)都與海波的熔化曲線(xiàn)形狀相似,只是熔化時(shí)的溫度高低不同而已。這條熔化曲線(xiàn)反映了晶體物質(zhì)熔化的一個(gè)重要特征--晶體的熔化是在一定的溫度下完成的,即晶體在熔化過(guò)程中,溫度保持不變。
晶體熔化時(shí)的溫度叫熔點(diǎn)。純海波的熔點(diǎn)是48 ℃。我們實(shí)驗(yàn)用的海波不純,熔點(diǎn)低于48 ℃。
5.凝固曲線(xiàn)
教師:如果讓熔化了的海波冷卻,記下液態(tài)海波在冷卻凝固成晶體過(guò)程中的溫度隨時(shí)間變化情況,可得到凝固曲線(xiàn)近似下圖的形狀。請(qǐng)大家思考并回答:
(1)DE段。海波是____態(tài),____熱(填"吸"或"放"),溫度______。
(2)EF段。海波的狀態(tài)是______,____熱,溫度______。
(3)FG段。海波的狀態(tài)是______,____熱,溫度______。
教師:晶體的凝固也是在一定的溫度下完成。晶體凝固時(shí)的溫度叫凝固點(diǎn),晶體的凝固點(diǎn)和它的熔點(diǎn)相同。
6.學(xué)生練習(xí)
(1)讀物質(zhì)的熔點(diǎn)表。請(qǐng)學(xué)生看課本上的熔點(diǎn)表。教師讀一種物質(zhì)的熔點(diǎn)并加以解釋。
教師:鎢的熔點(diǎn)是3 140 ℃。鎢在熔化時(shí)溫度保持在3 140 ℃不變。
(學(xué)生模仿教師讀幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)并加以解釋)
(2)學(xué)生回答
、贉囟仁70 ℃的萘是____態(tài)。
、谒-5 ℃時(shí)是____態(tài)。
③鐵、銅、鋁在常溫下是____態(tài)。
④水銀在-30 ℃時(shí)是____態(tài)。
、菥凭-100 ℃時(shí)是____態(tài)。
、掊a在232 ℃時(shí)是____態(tài)。
、咧袊(guó)北部的漠河冬季氣溫最低到-52.3℃,應(yīng)選用水銀溫度計(jì)還是酒精溫度計(jì)?為什么?(應(yīng)選用酒精溫度計(jì)。因?yàn)榫凭哪厅c(diǎn)是-117 ℃,在-52.3℃的情況下,酒精是液態(tài)的。水銀的凝固點(diǎn)是-39 ℃,在氣溫低于-39 ℃時(shí),水銀的固態(tài)的。所以水銀溫度計(jì)在冬季的漠河無(wú)法工作。)
7.熔化吸熱和凝固放熱
教師:現(xiàn)在請(qǐng)大家結(jié)合熔化和凝固的實(shí)驗(yàn)聽(tīng)一段海波的自白,并回答問(wèn)題。
“我叫海波,我的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)都是48 ℃,F(xiàn)在我的體溫恰好是48 ℃,請(qǐng)你們告訴我,我是應(yīng)該熔化,還是應(yīng)該凝固呢?只要你們說(shuō)得對(duì),我就照你們說(shuō)的辦!(學(xué)生討論并回答)
48
℃既是海波熔點(diǎn)也是它的凝固點(diǎn)。此時(shí)海波是熔化還是凝固,關(guān)鍵要看海波是吸熱還是放熱。固態(tài)海波在溫度到達(dá)熔點(diǎn)時(shí),吸熱則熔化。液態(tài)海波在溫度到這一溫度時(shí),放熱則凝固。所以熔化時(shí)吸熱,凝固時(shí)放熱。
8.學(xué)生實(shí)驗(yàn):非晶體的熔化和凝固
教師:物質(zhì)除了晶體還有非晶體,松香、石蠟、玻璃等屬于非晶體。我們現(xiàn)在利用實(shí)驗(yàn)研究石蠟的熔化和凝固。
我們所用的實(shí)驗(yàn)裝置還是剛才用過(guò)的裝置,實(shí)驗(yàn)步驟也完全相同。
(學(xué)生操作、實(shí)驗(yàn))
教師:請(qǐng)一個(gè)組把石蠟的熔化和凝固曲線(xiàn)畫(huà)在黑板上。
從石蠟的熔化和凝固曲線(xiàn)可知,非晶體的熔化和凝固跟晶體不同。非晶體沒(méi)有一定的熔點(diǎn),也沒(méi)有一定的凝固點(diǎn)。石蠟熔化時(shí)吸熱,溫度不斷上升,固態(tài)石蠟由硬變軟,然后再變?yōu)橐簯B(tài)。凝固時(shí)放熱,石蠟由液態(tài)變?yōu)檎吵,然后由軟變硬,形成固態(tài)。
三、歸納總結(jié)
1.物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)叫熔化。物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)叫凝固。
晶體和非晶體的熔化、凝固有明顯的區(qū)別:晶體的熔化和凝固是在一定的溫度下完成,這個(gè)溫度分別叫熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)。而非晶體沒(méi)有一定的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)。但是不論晶體還是非晶體,熔化時(shí)都吸熱,凝固時(shí)都放熱。所以,晶體實(shí)現(xiàn)熔化的條件可概括為兩條:一是溫度到達(dá)熔點(diǎn),二是吸熱。凝固的條件是溫度到達(dá)凝固點(diǎn),同時(shí)要放熱。
2.通過(guò)以上的學(xué)習(xí),請(qǐng)大家考慮以下兩個(gè)問(wèn)題。
(1)冰水混合物的溫度為什么是0 ℃?(學(xué)生思考并回答)
冰水混合物中有冰又有水,冰和水的物態(tài)變化有兩種可能:其一是冰尚未熔化完畢,冰熔化時(shí)溫度保持在熔點(diǎn)不變。另一種可能是尚未凝固完畢,溫度也應(yīng)保持在凝固不變。所以冰水混合處于熱平衡狀態(tài),溫度為0℃。
(2)人們常說(shuō)"下雪不冷化雪冷",這句話(huà)是什么道理?
(學(xué)生思考并回答)
雪在熔化時(shí)溫度保持在0 ℃不變,但是要吸熱。雪從空氣中吸熱,氣溫下降,所以化雪時(shí)更冷。
3.北方的冬季較冷,為了妥善地保存蔬菜,多在菜窖里放幾桶水,可以利用水結(jié)冰時(shí)放出熱,窖內(nèi)溫度不致太低,F(xiàn)在,人們研制出一種聚乙烯材料,在15 ℃~40℃的范圍內(nèi)熔化或凝固,而熔化或凝固時(shí),溫度保持不變。所以,人們將這種材料制成顆粒狀,摻在水泥中制成儲(chǔ)熱地板或墻壁,天氣熱時(shí)顆粒熔化,天氣冷時(shí)又凝固成顆粒,能調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。
四、作業(yè)
1.完成課文后的練習(xí)。
2.習(xí)題3、4、5。
(四)說(shuō)明
1.本節(jié)課文內(nèi)容豐富,知識(shí)有一定的難度。教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)是熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)及熔化吸熱和凝固放熱。建議安排好學(xué)生實(shí)驗(yàn),使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)晶體熔化和凝固時(shí)的特點(diǎn),對(duì)圖像分析得細(xì)致、透徹,有利于學(xué)生加深認(rèn)識(shí)、突出重點(diǎn)。
2.教學(xué)難點(diǎn)是晶體熔化或凝固時(shí),雖然伴隨有熱的得失,但是溫度不變。受初中學(xué)生知識(shí)水平的限制,教師不必從理論上去講解,只要通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn),觀(guān)察現(xiàn)象,從事實(shí)出發(fā),學(xué)生能記住這一事實(shí)即可。
3.突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)的有效方法是做好學(xué)生實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):一是海波的純度盡可能高。二是對(duì)海波開(kāi)始加熱時(shí),不要用溫水,溫水會(huì)使試管內(nèi)靠管壁的海波先熔化,而中央部分的海波的溫度還沒(méi)有達(dá)到48℃。三是攪拌要及時(shí)、不停頓。由于海波是粉末狀,導(dǎo)熱性能差,只有不停攪拌才可望實(shí)驗(yàn)成功。
4.熔化吸熱、凝固放熱的教學(xué),采用海波自白這種擬人化的方法,頗具趣味性和啟發(fā)性,教師不妨一試。
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