1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。
2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。
3.了解熔化、凝固的含义,了解晶体和非晶体的区别。
4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
教学重点通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力,实验能力和分析概括能力。
教学难点指导学生通过对实验的观察,分析概括,总结出固体熔化时温度变化的规律,并用图象表示出来。
教学用具酒精灯、铁架台、石棉网、温度计、海波、石蜡、盛水烧杯、火柴,NB物理实验软件。
教学过程一、导入新课
多媒体展示生活中的各种物态变化的事例:
铁矿石在高温炉中熔化为铁水,从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板;低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮;不同季节、气候下的水的状态变化。
联系生活:
把水放入冰箱的冷冻室里,水就会变成冰;把冰加入饮料中,冰从饮料中吸收热量就变成了水。点燃的生日蜡烛的火焰旁边,固态的蜡不断地变成液态的蜡,一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。路桥施工人员把固态的沥青加热成液态,再把液态的沥青浇在路面上,很快又变成固态。
引导归纳:
随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。
二、新课教学
?探究点一物态变化
活动体验:
将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方,你能观察到什么现象?
学生操作实验,回答观察到的现象:
蜡烛逐渐变成烛油往下滴,滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。
归纳总结:
1.物质通常有三种状态,即固态、液态和气态。
如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。
2.物质各种状态之间的变化叫物态变化。
?探究点二熔化和凝固
1.概念归纳
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程叫做熔化。例如:冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。
(2)凝固:物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如:水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。
例子:说出下列物态变化名称
(1)冰棒化成水:熔化
(2)钢水浇铸成火车轮:凝固
(3)把废塑料回收再制成塑料产品:先熔化再凝固
出示固体海波和蜡,提出问题:它们怎样才会变成液态?在熔化过程中,它们的温度有什么变化?
学生思考:熔化和凝固是在什么条件下发生的?熔化和凝固的过程有什么特点?不同物质熔化和凝固的规律一样吗?
2.探究固体熔化时温度的变化规律
提出问题:物质熔化时需要什么条件呢?不同物质在由固态变成液态的熔化过程中,温度的变化规律相同吗?
猜想假设:熔化过程中一定要加热,所以物质一定要吸收热量,这时温度可能是不断上升的。
制定计划与设计实验
实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等
利用NB物理实验进行实验探究:
?探究点三熔点和凝固点
利用NB物理实验,根据实验数据得到熔化曲线。
对比研究:分析两种不同固体的熔化曲线。
学生讨论交流,思考:
(1)两种物质的熔化过程中,温度的变化有什么特点?
(2)每段曲线对应的一段时间内,海波与石蜡各是什么状态?温度怎样变化?吸热、放热情况如何?
归纳交流:从实验现象及描绘出的图象容易看出,
(1)海波经过缓慢加热,温度逐渐上升,当温度达到48℃,海波开始熔化。在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度不变,直到完全熔化后,温度才继续上升。
(2)随着不断加热,石蜡的温度升高,在此过程中,石蜡变软变稀,最后熔化为液体。
得出结论:
(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体;如各种金属、冰、海波等。
另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体;如松香、沥青、玻璃等。
(2)晶体熔化时的温度叫熔点;非晶体没有确定的熔点。
(3)晶体凝固时也有确定的温度,这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线,并分别比较与图3.24图线的区别。
晶体熔化和凝固条件、特点:同种物质的熔点和凝固点相同。
知识扩展:让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”,体会不同晶体熔点不同,认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0℃,钨的熔点最高。
?探究点四熔化吸热、凝固放热
归纳总结:晶体和非晶体的熔化特点比较
(1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
(2)晶体是在一定温度下熔化的,晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。
(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态,非晶体熔化时不存在固液共存的状态。逆向思维:从冰吸热可熔化成水,水在一定的条件下可变成冰的道理,知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律:无论晶体还是非晶体,在凝固时都要放热;晶体凝固时放出热量,但温度不变,非晶体凝固时放出热量,温度降低。
联系生活:北方的冬季很冷,为了妥善地保存蔬菜,都在菜窖里放几桶水,可以利用水结冰时放出热,窖内温度不致太低,保护蔬菜不被冻坏。
前沿科技:现在人们研制出一种聚乙烯材料,在15~40℃的范围内熔化或凝固,而熔化或凝固时,温度保持不变。把这种材料制成颗粒状,掺在水泥中制成储热地板或墙壁,天气热时颗粒熔化,天气冷时又凝固成颗粒,能调节室内的温度。
学以致用:请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。
三、板书设计四、教学反思熔化和凝固是热学中比较重要的课,要让学生了解物质的固态和液态之间是可以转化的,熔化、凝固是两个相互转化的过程,晶体和非晶体性质不同,还要学会作熔化曲线和凝固曲线。
学生在做探究实验时有一定的困难,本节课通过NB物理实验进行探究操作,只要求学生能够通过观察到的实验现象总结规律,这样就可为下面讨论节省大量时间,课后可组织学生进一步实验探究。
教学时应特别重视对图象的分析,帮助学生找出晶体和非晶体的熔化和凝固特点。根据数据我们会画出一幅曲线图,然后让学生对海波曲线图分析,学生很容易会发现海波有一个平稳阶段,然后开始学习海波的熔化。
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