3.4升華和凝華學(xué)案(有答案)

1、升華和凝華學(xué)生思考：普通燈泡和日光燈用久了，其燈絲為什么會(huì)變細(xì)？玻璃壁為什么會(huì)發(fā)黑？黑色的物質(zhì)是怎么形成的？ “霧淞”是怎樣形成的？美麗的窗花到底是如何形成的？舞臺(tái)上的白煙究竟是什么？它又是怎么形成的呢？“人工造雪”實(shí)驗(yàn)： 在錐形瓶?jī)?nèi)放入少許樟腦丸粉末，再將一根細(xì)的松樹枝放入，然后將瓶子密封。點(diǎn)燃酒精燈緩慢加熱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察瓶?jī)?nèi)有什么現(xiàn)象發(fā)生。實(shí)驗(yàn)中注意觀察的現(xiàn)象：(1) 緩慢加熱過程中，觀察錐形瓶底部樟腦丸粉的狀態(tài)變化；觀察瓶?jī)?nèi)有何現(xiàn)象發(fā)生。(2) 停止加熱冷卻時(shí)，仔細(xì)觀察錐形瓶壁及松枝上有何現(xiàn)象發(fā)生?？偨Y(jié)得出：(1) 固態(tài)的樟腦粉末經(jīng)加熱.后能直接變成氣態(tài)的樟腦蒸氣；(2) 氣態(tài)的樟腦

2、蒸氣又冷卻.直接變成固態(tài)的樟腦粉末。升華：物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫升華。凝華：物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程叫凝華。生活現(xiàn)象舉例：(1)升華現(xiàn)象：冬天，冰凍的衣服也能晾干；衛(wèi)生球變?。挥镁昧说臒艚z變細(xì)。(2)凝華現(xiàn)象：冰棒表面的“白粉”；寒冬的夜晚，窗戶玻璃內(nèi)表面上的冰花；用久了的燈泡變黑(先升華后凝華)。【拓展】干冰及其應(yīng)用干冰，雖然它的名字帶著一個(gè)冰字，卻和水結(jié)成的冰沒有什么關(guān)系，事實(shí)上它是由無(wú)色的氣體一一二氧化碳形成的。如果把二氧化碳裝在一個(gè)鋼瓶里，再加壓，它就會(huì)變成和水一樣的液體了，如果溫度再低一些，那么二氧化碳就會(huì)變成白色的、好似雪花一樣的東西，這就是干冰。這種固體不經(jīng)熔化就可直

3、接變成氣體，這大概是大家叫它干冰的原因吧。干冰的溫度可達(dá)一78.5 C,由于干冰溫度很低，它急劇升華的時(shí)候，會(huì)使周圍的溫度迅速降低，空氣里的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成霧。攝影棚里的云霧繚繞的景象就是利用這個(gè)原理形成的。干冰具有良好的制冷作用，因此可以用來保鮮食品，干冰可以用于人工降雨，悶熱的夏天有時(shí)遲遲不下雨，這種情況下就可將裝有干冰的炮彈射到烏云密布的天空，不一會(huì)兒大雨就傾盆而下。人工降雨具體過程:吋升華吸熱-周圍的空氣溫一高空中的水 凝華成-.卜葉嚴(yán)干冰度急劇下降蒸氣遇冷小牛粒!T；落小水滴熔化；干冰進(jìn)入云層，就很快升華成氣體，并從周圍吸收大量的熱，使空氣的溫度急劇下降，于是高空中的水蒸氣液化成小水

4、珠，這些小水珠逐漸變大就形成雨落了下來。讓學(xué)生解釋人工降雨，教師作出評(píng)價(jià)并統(tǒng)一觀點(diǎn)，這里干冰到雨經(jīng)歷了三個(gè)物態(tài)變化的過程，一是干冰的升華降溫；二是水蒸氣遇冷凝華成小冰晶；三是小冰晶下落遇到熱的氣流熔化成小水珠，小水珠越結(jié)越大，小水珠的重 力大于上升氣流產(chǎn)生的浮力時(shí)，水珠下落到地面就形成雨。指出干冰易升華吸熱還可用來：給食品降溫，在舞 臺(tái)上制造“白霧”等。舞臺(tái)“白霧”：舞臺(tái)上噴撒的干冰升華需從周圍空氣中吸收大量的熱，從而使空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水滴，這些小水滴懸浮在空中就形成了我們看到的所謂“白霧”。廣泛用于舞臺(tái)、劇場(chǎng)、影視、慶典等制作放“煙” 效果。制冷防腐：當(dāng)用火車運(yùn)載鮮魚時(shí)，它就守衛(wèi)在

5、鮮魚的旁邊，起制冷防腐的作用。干冰外表像冰，可作為防腐劑， 它比冰優(yōu)越得多。干冰熔化時(shí)不會(huì)像冰那樣變成液體，它全部升華，四周干干凈凈。干冰冷卻的溫度比冰低得多， 而且干冰升華后產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，能抑制細(xì)菌的繁殖生長(zhǎng)。常見的自然現(xiàn)象提出問題：自然界中霧、露、云、霜、雪、雹是常見的自然現(xiàn)象，那么它們是怎么形成的？討論交流：學(xué)生分組思考，討論。(1) 露是在天氣較熱的時(shí)候，空氣中的水蒸氣于清晨前遇到溫度較低的樹葉、花草等，液化成小水珠附著在它們的表面上，這是一種液化現(xiàn)象。(2) 霧和云的情況相同， 都是水蒸氣在空氣中遇冷液化成為小水珠，這些小水珠懸浮在空氣中，在地面附近稱為霧，在高空處則稱為云，因

6、此霧和云都是水蒸氣液化現(xiàn)象，不是冰的熔化現(xiàn)象。(3) 霜是在地表的水蒸氣遇到攝氏零度以下的溫度，直接凝化為固體。(4) 雪是天氣較冷的時(shí)候，空氣中的溫度低于零攝氏度，水蒸氣在空中凝華成固態(tài)，為六角形的冰晶(叫雪花),在飄降時(shí)相互結(jié)合形成雪片或雪團(tuán)。(5) 雹是冰球，它的形成較復(fù)雜，云中的水珠被上升氣流帶到氣溫低于O C的高空，凝結(jié)成小冰珠，小冰珠在下落時(shí)，其外層受熱熔化成水，并彼此相結(jié)合，使冰珠越來越大，如果上升氣流很強(qiáng)就會(huì)再升入高空，在其表面凝 結(jié)一層冰殼。經(jīng)過多次上下翻騰，能結(jié)合成較大的冰珠，當(dāng)上升氣流托不住它時(shí)，冰珠就落到地面上，形成冰雹。思考題：俗話說“霜前冷，雪后寒”，試用所學(xué)的有關(guān)

7、知識(shí)加以解釋。因?yàn)樗强諝庵械乃魵饽A成的小冰粒，凝華過程要放熱，而水蒸氣能夠向空氣中放熱的條件是氣溫低于水 蒸氣溫度，故只有在足夠低的氣溫下，水蒸氣才會(huì)凝華成霜，因?yàn)橄滤獣r(shí)氣溫較低，人常感到冷。下雪天氣溫度本 來就低，下雪后，雪在熔化時(shí)要向周圍空氣吸熱，而使本來較低的溫度進(jìn)一步下降，因而雪后寒。例1.下列說法中，正確的是 （）。A .嚴(yán)冬，冰凍的衣服也會(huì)干，這是因?yàn)楸A為水蒸氣B. 飯桌上冒出的熱氣是水蒸氣C. 初冬的早晨常見到的霜是由水蒸氣凝固而形成的D .夏天看到棒冰冒的“白汽”，這是棒冰熔化后蒸發(fā)的水蒸氣答案：A例2.演出時(shí)，舞臺(tái)上往往要用彌漫的白煙霧，給人以若隱若現(xiàn)的舞臺(tái)效果。這

8、種煙霧實(shí)際上是（）。A .向舞臺(tái)噴射真實(shí)的煙霧B. 利用干冰升華形成的二氧化碳C. 利用干冰升華吸熱，使空氣放熱液化成的“霧”D .利用干冰升華吸熱，使空氣中的水蒸氣放熱液化成的“霧”答案：D例3 .冬天清晨，在有人居住的窗戶玻璃上往往會(huì)出現(xiàn)冰花。關(guān)于“冰花”，下列說法正確的是（）。A .出現(xiàn)在窗玻璃內(nèi)側(cè)，由大量水蒸氣凝華而成B. 出現(xiàn)在窗玻璃內(nèi)側(cè)，由水凝華而成C. 出現(xiàn)在窗玻璃外側(cè)，由大量水蒸氣凝華而成D .出現(xiàn)在窗玻璃外側(cè)，由水凝華而成答案：A例4 .下列物態(tài)變化中，在吸、放熱的條件上與凝華要求相同的是（）。A .熔化、汽化B.液化、熔化C.凝固、液化D .凝固、汽化答案：C例5 .下列現(xiàn)

9、象與物態(tài)變化相對(duì)應(yīng)的是 （）。A .衣柜里的樟腦丸變小了一一升華B.靜靜的池塘覆上薄冰一一液化C.夏天灑在地板上的水很快干了一一凝固D .冰箱冷凍室內(nèi)壁的霜一一汽化解析：物態(tài)變化的考點(diǎn)關(guān)鍵是明白水的三態(tài)變化：冰、水、水蒸氣三者之間的變化；冰變成水是熔化，水變成水蒸氣是汽化，冰直接變成水蒸氣是升華，水變成冰是凝固，水蒸氣變成水是液化，水蒸氣直接變成冰是凝華。解決物態(tài)變化的關(guān)鍵是要知道由什么狀態(tài)變成了什么狀態(tài)。樟腦丸是固體，變小了是因?yàn)楣腆w變成了氣體，所以是升華現(xiàn)象，故A對(duì)；冰是固態(tài)，池塘上的薄冰是由水凝固而成的，故B錯(cuò)；水是液態(tài)，灑在地板上的水干了是液態(tài)的水變成了氣態(tài)的水蒸氣，屬于汽化現(xiàn)象，故C

10、錯(cuò)；霜是固態(tài)，冰箱冷凍室內(nèi)壁的霜是由水蒸氣變成固態(tài)的冰，屬于凝華現(xiàn)象，故D錯(cuò)。答案：A例6 .下列現(xiàn)象中的物態(tài)變化屬于升華的是（）。解析：升華是物質(zhì)由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的現(xiàn)象，雪人沒熔化卻變小了是由固態(tài)直接變?yōu)樗魵猓巧A現(xiàn)象；A項(xiàng)，剛從水中出來感覺冷是由液態(tài)的水變成水蒸氣，是汽化現(xiàn)象（汽化吸熱）；B項(xiàng)，“白汽”是水蒸氣液化形成的小水滴；D項(xiàng)，濕衣服變干是汽化現(xiàn)象。答案：C例7李軍同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室模擬“云和雨的形成”，如圖所示，請(qǐng)寫出整個(gè)過程主要的物態(tài)變化的名稱： 、答案：汽化（或蒸發(fā)）液化（或凝華）例&實(shí)施人工增雨的一種方法是飛機(jī)在高空撒干冰（固態(tài)二氧化碳），干冰進(jìn)入云層，很快 氣體，并

11、從周圍吸收大量的熱，于是高空水蒸氣便 小冰晶或 小水滴，使云中的冰晶增多，小水滴增大，從而形成降雨。（填物態(tài)變化的名稱）答案：升華凝華液化規(guī)律總結(jié)：本課主要通過實(shí)驗(yàn)探究和分析論證，學(xué)習(xí)了升華和凝華的概念、規(guī)律及其應(yīng)用，大家不僅學(xué)到了物理知識(shí)本身，還學(xué)到了一些科學(xué)研究方法，感受了物理知識(shí)的科學(xué)價(jià)值。生活、生產(chǎn)、科技與物態(tài)變化過程中的吸熱1 物質(zhì)的熔化吸熱的應(yīng)用向可樂飲料中加冰塊會(huì)使飲料變得更清涼：夏天，我們?cè)诤蕊嬃系臅r(shí)候，常會(huì)在飲料中放入一些冰塊，冰塊在 熔化時(shí)，要吸熱，使飲料變的清涼可口。冰的熔化冷藏：儲(chǔ)存食品時(shí)利用冰熔化吸熱，使食品降溫，防止食品腐爛變質(zhì)。化雪冷：俗話說“下雪不冷，化雪冷”。

12、化雪時(shí)發(fā)生的物態(tài)變化是熔化，冰熔化時(shí)吸熱，使得氣溫降低，所以 人會(huì)感到冷。發(fā)射衛(wèi)星的火箭頭部涂了一層特殊的材料，保護(hù)火箭：用來發(fā)射衛(wèi)星的火箭在大氣中飛行時(shí)，由于火箭頭部與空氣摩擦使它的頭部發(fā)熱，溫度可達(dá)幾千攝氏度。在它的頭部涂了一層特殊材料，這種材料受熱很容易熔化、汽化 吸收箭頭與空氣摩擦產(chǎn)生的熱，可以避免火箭因高速運(yùn)動(dòng)時(shí)與空氣作用產(chǎn)生的高溫而被毀壞的危險(xiǎn)。另外，高燒病人用冰塊降溫，夏天吃冰棒解熱，冰鎮(zhèn)啤酒都是利用冰的熔化吸熱。2 物質(zhì)的汽化吸熱的應(yīng)用夏天天熱時(shí)向地上灑水會(huì)感到?jīng)隹欤涸诘厣蠟⒘怂?，蒸發(fā)需要吸收熱量，水蒸發(fā)吸熱有降溫制冷作用，故天熱時(shí)向地上灑水會(huì)感到?jīng)隹臁２辆凭珵橹惺畈∪司徑獍Y狀

13、：給中暑病人擦酒精，酒精容易蒸發(fā)，蒸發(fā)需要吸收熱量，蒸發(fā)吸熱有降溫制冷作用，酒精蒸發(fā)快，從病人身上帶走熱量快，使中暑病人緩解癥狀。夏天用電風(fēng)扇吹風(fēng)感到?jīng)隹欤寒?dāng)我們?cè)谘谉岬南奶焓褂秒婏L(fēng)扇的時(shí)候，電風(fēng)扇的工作，加快了室內(nèi)空氣的流動(dòng)，因而加快人體汗液的蒸發(fā)，蒸發(fā)需要吸收熱量，故人們會(huì)感覺到?jīng)鏊?。沙漠羊皮袋：在沙漠里旅行的人，常用一個(gè)羊皮袋來裝水，由于羊皮袋中的水不斷地滲出，然后蒸發(fā)，蒸發(fā)吸熱有降溫制冷作用，使袋中的水溫度較低，雖然氣溫較高，但是水喝起來清涼可口。夏天食物放在水缸中防變質(zhì)：夏天，沒有冰箱的農(nóng)村家庭，為了防止飯菜變質(zhì)，常把飯菜放入菜盆，再把菜盆放入水缸中，讓菜盆浮在水面上。由于水缸中的水

14、不斷蒸發(fā)吸熱，使水缸內(nèi)的溫度降低，從而使飯菜的溫度降低， 不至于使飯菜變質(zhì)。冰箱制冷：目前常用的電冰箱利用一種制冷劑作為熱的搬運(yùn)工，把冰箱內(nèi)的熱搬運(yùn)至冰箱的外面，制冷齊U是一種既容易汽化又容易液化的物質(zhì)，汽化時(shí)它吸熱，就如搬運(yùn)工把包裹扛上了肩，液化時(shí)它放熱，就如搬運(yùn)工把包裹卸了下來。工作時(shí)，制冷劑經(jīng)過一段很細(xì)的毛細(xì)管（冷凝器）緩慢地進(jìn)入冰箱內(nèi)冷凍的管子（蒸發(fā)器），在這里進(jìn)行迅速 汽化吸熱，使冰箱內(nèi)溫度降低。生成的蒸氣又被電動(dòng)壓縮機(jī)抽走，壓入冷凝器，再次液化并把從冰箱內(nèi)帶來的熱通 過冰箱壁上的管子放出，制冷劑這樣循環(huán)流動(dòng)，冰箱內(nèi)冷凍室里就可以保持相當(dāng)?shù)偷臏囟??？照{(diào)的制冷也是這個(gè)道 理。3 物質(zhì)的升華吸熱的應(yīng)用干冰冷藏食品：運(yùn)輸食品時(shí)利用干冰升華吸熱降溫來防止食品腐爛變質(zhì)。舞臺(tái)煙霧效果：在文藝演出時(shí)，舞臺(tái)上往往要用彌漫的白霧給人以若隱若現(xiàn)的舞臺(tái)效果，這種煙霧是由于向空 氣中噴撒干冰（固態(tài)二氧化碳），干冰升華時(shí)吸熱，使氣溫迅速下降，空氣中的水蒸氣有的液化成小水滴，形成白霧， 有的凝華成小冰晶，形成白煙，這樣就造成了舞臺(tái)上的云霧效果。人工降雨：人們利用干冰升華吸熱的特點(diǎn)進(jìn)行