.第三節(jié) 熔化和凝固

1 / 9 .第三節(jié) 熔化和凝固 m 第三節(jié)熔化和凝固 (2 課時(shí) ) (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 ? 2 / 9 (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；工廠的鑄造車間里，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3 / 9 地?cái)噭?dòng)，每隔半分鐘記錄一次海波的溫度，并觀察海波的狀態(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。 (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.海波的熔化曲線的分析 (教師選擇一個(gè)組 的熔化曲線，請(qǐng)?jiān)摻M同學(xué)畫(huà)在黑板上 ) 教師：其他各組的曲線雖然不完全相同，但是大致形狀如圖所示。我們將這一曲線分為 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4 / 9 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，它們的熔化曲線都與海波的熔化曲線形狀相似，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 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。 5 / 9 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 3140 。鎢在熔化時(shí)溫度保持在3140 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 溫度是 70 的萘是 _態(tài)。 水在 -5 時(shí)是 _態(tài)。 鐵、銅、鋁在常溫下是 _態(tài)。 水銀在 -30 時(shí)是 _態(tài)。 酒精在 -100 時(shí)是 _態(tài)。 錫在 232 時(shí)是 _態(tài)。 中國(guó)北部的漠河冬季氣溫最低到 - ，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 - 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。 6 / 9 “ 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 固曲線畫(huà)在黑板上。 從石蠟的熔化和凝固曲線可知，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)檎吵恚缓笥绍涀冇?，形成固態(tài)。 三、歸納總結(jié) 7 / 9 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 8 / 9 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