5.1地球上水的物態(tài)變化

5.1地球上水的物態(tài)變化

一、溫度計※教學目標【知識與技能】

⑴了解溫度的概念。

⑵了解生活環(huán)境中常見的溫度值。

⑶會利用溫度計測量溫度。

【過程與方法】

⑴通過觀察和實驗，了解溫度計的結構。

⑵通過學習活動，使學生掌握溫度計的使用方法。

【情感、態(tài)度與價值觀】

⑴通過教學活動，激發(fā)學生的學習興趣和對科學的求知欲望。

⑵使學生樂于探索自然現象和日常生活中的物理道理。

※教學重點難點【重點】培養(yǎng)學生的設計能力，掌握溫度計的使用方法?！倦y點】理解溫度的概念。

※教與學互動設計

㈠創(chuàng)設情景導入新課下列是自然界和技術中的一些溫度。太陽表面約6000℃，火箭燃燒室內燃氣約3400℃，冰鹽冷濟約-20℃，南極洲最低氣溫（1983年）-89.2℃，液態(tài)空氣沸點-192℃，酒精燈外焰700—800℃問題：宇宙中最低的溫度是多少？什么是溫度？其單位攝氏度是如何規(guī)定的？

㈡合作交流解讀探究1、溫度的概念讓學生列舉生活中常見的高溫物體和低溫物體。［議一議］歸納高溫物體和低溫物體有何不同？［小結歸納］溫度表示的是物體的冷熱程度（溫度是表示物體的冷熱程度的物理量）。2、溫度的單位［試一試］讓一位同學將他所知道的一個溫度值寫在黑板上，其他同學對其寫法進行評估，使學生了解攝氏溫度的寫法、讀法及規(guī)定。［提問］同學們知道0℃和100［點撥］規(guī)定冰水混合物的溫度為0℃，標準大氣壓下沸水的溫度為100［觀察］讓學生觀察“自然界的一些溫度”，引導學生通過討論將空白填上。［做一做］課外探究：調查太原市今年11月份和十年前11月份的平均氣溫，比較本市的環(huán)境溫度在十年中發(fā)生了怎樣的變化，并嘗試進一步探究引起這種變化的原因以及對人類社會的影響。3、溫度的測量［提問］憑感覺判斷物體的冷熱可靠嗎？［做一做］讓學生做教材實驗（想想做做的實驗）。［提問］能否自己設計一個溫度計？（自制溫度計）［做一做］給出實驗器材：一個裝有紅色水的水瓶，上面插有一根細玻璃管。引導學生先將小瓶放在裝有冷水的燒瓶中，再將小瓶放在裝有熱水的燒瓶中。［觀察］觀察小瓶，說明怎樣比較出溫度的高低？［歸納］歸納得出溫度計的原理：液體的熱脹冷縮。（常用來作溫度計的液體有水銀、酒精和煤油）［設計］進一步提出新的設計要求：怎樣進一步改進儀器，用小瓶測出溫度值？［點撥］學生通過討論回答：只要在玻璃管上畫有刻度就可以了。（說明畫上刻度的方法，在學生回答的基礎上介紹量程和分度值）［討論］進一步提出新的設計要求：怎樣將小瓶改裝，使它測量溫度更方便、更實用？讓學生討論，舉手回答。其他同學評估直至接近真實溫度計。4、溫度計的分類［討論］通過學生的討論歸納得出常見的溫度計有：實驗用溫度計、體溫計、寒暑表。對照教材上的圖說明：相同點和不同點（結構和量程及分度值）5、溫度計的使用［做一做］讓學生用實驗用溫度計測量水溫。并討論要準確測量水的溫度應注意哪些事項。［點撥］⑴使用溫度計測量液體溫度前，應看清量程，觀察分度值。⑵使用時：①溫度計的玻璃泡完全浸沒在液體中，但不能接觸到容器底和容器壁；②溫度計的玻璃泡在液體中要稍候一會兒，待溫度計的示數穩(wěn)定后，再讀數；③讀數時，溫度計的玻璃泡要繼續(xù)留在被測液體中，且視線與溫度計液住上表面相平。6、溫度計拓展部分課外作業(yè)，閱讀“科學世界”《從溫度計說起》㈢總結反思拓展升華【總結】1、溫度是表示物體的冷熱程度的物理量。2、攝氏溫度的規(guī)定：冰水混合物的溫度為0攝氏度，標準大氣壓下，沸水的溫度為100攝氏度。3、液體溫度計是根據液體的熱脹冷縮的性質制成的。4、正確使用溫度計：使用溫度計前一定要觀察它的量程，認清它的分度植。使用溫度計測量液體的溫度時，正確方法是：（1）溫度計的玻璃泡全部浸入被測液體中，不要碰容器底或容器壁；（2）溫度計的玻璃泡浸入測液體后要稍候一會兒，待溫度計的示數穩(wěn)定后再讀數；（3）讀數時玻璃泡要繼續(xù)留在液體中，視線與液柱上表面相平?！就卣埂坑靡恢囟扔嫓y熱水的溫度時，細心的觀測可以看到，溫度計中的水銀柱先下降一點，然后再上升，這是什么道理？答案：由于溫度計接觸熱水是其玻璃外殼先受熱膨脹，使玻璃管的內徑增大，故水銀柱下降。過些時候，水銀才受熱膨脹，才會出現水銀柱上升的現象。二、熔化和凝固※教學目標【知識與技能】

⑴理解固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)是物質的三種形態(tài)。能描述這三種形態(tài)的基本特征。

⑵了解物質的固態(tài)和液態(tài)之間是可以轉化的。

⑶了解熔化和凝固的含義，了解晶體和非晶體的區(qū)別。

⑷了解熔化曲線和凝固曲線的物理含義。

【過程與方法】

⑴通過探究固體熔化時溫度變化規(guī)律，感知發(fā)生狀態(tài)變化的條件。

⑵了解有沒有固定的熔化溫度是區(qū)別晶體和非晶體的一種方法。

⑶通過探究活動，使學生了解圖象是一種比較直觀的表示物理變化的方法。

【情感、態(tài)度與價值觀】通過教學活動，激發(fā)學生對自然現象的關心，產生樂于探索自然現象的情感，培養(yǎng)學生團隊合作交流的能力。

※教學重點難點【重點】通過探究固體熔化時溫度變化的規(guī)律，知道發(fā)生狀態(tài)變化的條件?！倦y點】⑴描繪和理解熔化和凝固的圖象。⑵會區(qū)別晶體和非晶體。

※教與學互動設計

㈠創(chuàng)設情景導入新課信息1：實驗演示水蒸氣遇冷液化變成水的現象。信息2：太陽出來了，小朋友堆的雪人融化了。根據以上信息，你能提出一個相關的問題嗎？問題：水蒸氣能變成水，水能變成冰，這說明物質有哪三種狀態(tài)？雪融化了，屬于哪一種物態(tài)變化？

㈡合作交流解讀探究［實驗］事先準備好一塊冰裝在燒杯中，放在鐵架臺上，用酒精燈加熱，看到杯中的冰逐漸變成水。［提問］剛才同學們都看到了杯中的冰都變成的水，這里包含了怎樣的物態(tài)變化呢？［點撥］物質由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫熔化。其實，物質也可以從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，例如，水可以變成冰。物質由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫凝固。［思考］我們生活中物態(tài)變化的現象很多，那么，在我們生活中哪些現象屬于熔化？哪些現象屬于凝固？［點撥］生活中常見的熔化現象有：冰熔化成水、鐵熔化成鐵水等；生活中常見的凝固現象有：水結成冰、鐵水澆灌成火車輪等。［提問］根據同學們的生活經驗，你們對熔化和凝固的有關知識已經知道了些什么？還想知道些什么呢？［猜想與假設］熔化要吸熱，凝固要降溫。熔化時溫度上升，凝固時溫度不變。（提出一系列的猜想，老師可以不失時機地表揚學生）［進行實驗］探究“固體熔化時溫度的變化規(guī)律”（分別用海波和石蠟進行實驗）［提示］對學生的設計的合理性和可行性進行簡單的說明。在設計時要注意：⑴將試管放在燒杯的水中加熱的目的是使受熱體盡可能地受熱均勻，這種方法叫做“水浴法”，常用在糖廠熬蔗糖汁、木工熬膠水等。⑵用多媒體展示怎樣用平滑的曲線表示一天的氣溫的變化情況，以此為例要求學生將觀察記錄的數據也描繪成圖象。⑶使用酒精燈的方法和注意事項：嚴禁用酒精燈點燃另一盞酒精燈；用完酒精燈必須用燈帽蓋滅（不能用嘴吹）；萬一灑出的酒精在桌上燃起來，不要驚慌，立刻用濕布撲蓋。［實驗記錄］時間/min012345……海波的溫度/℃蠟燭的溫度/℃［練一練］引導學生根據實驗記錄描繪圖象，并分析圖象的物理意義，在分析的基礎上引導熔點、晶體、非晶體等概念。［討論與歸納］⑴通過觀察和生活經驗，根據不同物質熔化和凝固時的不同規(guī)律，分析歸納出晶體和非晶體的一些特征。晶體有一定的熔點和凝固點，非晶體沒有熔點和凝固點。①晶體熔化的條件：達到熔點并且繼續(xù)吸熱。②液體凝固成晶體的條件：達到凝固點并且繼續(xù)放熱。⑵指導學生根據熔化圖象反推凝固圖象，指明同種物質的熔點和凝固點相同；根據實驗現象和圖象導出熔化吸熱、凝固放熱，并列舉生活事例說明熔化吸熱、凝固放熱。［設疑］同學們思考一下，熔化吸熱、凝固放熱，在我們實際生活中有哪些實際應用呢？［點撥］夏天，病人發(fā)高燒時，用冰袋給病人降溫，是利用熔化吸熱；北方的冬天，人們在菜窖里面放幾桶水，可防蔬菜凍壞，就是利用水凝固時，放出熱量，使菜窖的溫度不致太低。㈢總結反思拓展升華【總結】1、物質由固態(tài)變成液態(tài)叫熔化；物質由液態(tài)變成固態(tài)叫凝固。熔化吸熱，凝固放熱。2、晶體的熔點：晶體有一定的熔化溫度叫熔點。晶體在熔化過程中吸收熱量，溫度不變。3、晶體熔化的條件：（1）達到熔點；（2）繼續(xù)吸收熱量。4、液體凝固成晶體的條件：（1）達到凝固點；（2）繼續(xù)放出熱量。【拓展】晶體在熔化過程中吸收熱量，溫度不變，那么吸收的熱量干什么去了？類比：晶體想一座蓋好的房子，地花費“體力”將磚拆下來，吸收的熱量用來拆磚了。而非晶體原本就是一堆亂磚頭，所以不用花費“體力”去拆除了。三、汽化和液化※教學目標【知識與技能】

⑴知道什么是汽化、液化。理解液化是汽化的逆過程。

⑵了解沸騰現象，知道什么是沸點，會畫沸騰圖象。

⑶知道蒸發(fā)可以致冷。

【過程與方法】

⑴觀察沸騰是液體表面和內部同時發(fā)生的劇烈的汽化現象。

⑵通過探究活動了解液體沸騰時的溫度特點。

【情感、態(tài)度與價值觀】通過教學活動，激發(fā)學生的學習興趣和對科學的求知欲，使學生樂于探索自然現象，樂于了解日常生活中的物理道理。

※教學重點難點【重點】⑴蒸發(fā)、沸騰的現象，理解蒸發(fā)快慢的條件。⑵通過探究活動了解液體沸騰時的特征。【難點】⑴知道液化現象，液化過程。⑵能夠解釋生活中的汽化和液化現象。

※教與學互動設計

㈠創(chuàng)設情景導入新課把滴有酒精的塑料袋（不讓學生看見里面有酒精）擠癟，袋口扎緊，放入熱水中；取出此口袋放入冷水中。設問：為什么塑料袋在熱水中鼓起，而在冷水中變癟？請學生聞一聞、看一看口袋內有什么，再猜想原因?；颍簼褚路旁谔栂聲?，攤開，在有風處容易干。猜想以下，濕衣服干得快與哪些因素有關？（至少提一點）問題：①是否有太陽光的照射；②是否攤開；③是否有風。

㈡合作交流解讀探究1、汽化［明確］物質由液態(tài)變成氣態(tài)叫做汽化。但是汽化有兩種不同的方式，灑在地上的水，過一段時間水沒有了，地面干了，這是水的蒸發(fā)。壺里的水開了，水變成水蒸氣，這是沸騰。2、蒸發(fā)［觀察］請大家看這個實驗，將棉花蘸些酒精，在黑板上擦一道酒精，注意酒精越來越少，過一段時間酒精全部蒸發(fā)了。［明確］蒸發(fā)現象在任何溫度下都能發(fā)生。夏天溫度高，水能蒸發(fā)，冬天溫度低，水也能蒸發(fā)。所以蒸發(fā)是液體在任何溫度下都能發(fā)生，并只在液體表面發(fā)生的汽化現象。［探究］⑴影響蒸發(fā)快慢的因素［提問］我們洗完衣服，把衣服放在陽光下曬，或者放在陰涼處，哪一種情況下衣服上的水蒸發(fā)的快？（陽光下蒸發(fā)的快）這說明蒸發(fā)的快慢與什么因素有關？----可見液體蒸發(fā)的快慢與液體的溫度有關，溫度越高蒸發(fā)越快。［演示］在黑板上擦兩道酒精，其中一道用吹風機吹，觀察哪一道蒸發(fā)的快？（吹風機吹的那一道蒸發(fā)的快）這說明蒸發(fā)的快慢與什么因素有關？----可見液體蒸發(fā)的快慢與液體表面空氣流動的快慢有關。［演示］取兩塊相同的紗布，都蘸上酒精，一塊紗布展開后掛在鐵架臺上，另一塊卷起來也掛在鐵架臺上，用吹風機同時吹這兩塊紗布，觀察哪一塊上的酒精蒸發(fā)的快？（展開的蒸發(fā)的快）說明蒸發(fā)的快慢與什么因素有關？----可見液體蒸發(fā)的快慢與液體表面積的大小有關。［歸納］蒸發(fā)現象及影響蒸發(fā)快慢的因素：（1）蒸發(fā)是液體在任何溫度下，只在液體表面發(fā)生的緩慢的汽化現象。蒸發(fā)需要吸收熱量，有降溫、致冷作用。（2）影響蒸發(fā)快慢的因素:液體的溫度；液體表面積的大?。灰后w表面上空氣流動的速度。

介紹：噴灌、輸水管道等。（2）蒸發(fā)吸熱［實驗］①把酒精擦在兩個同學的手臂上，并說出感覺。（感到涼）②把溫度計的玻璃泡浸入瓶內的酒精中，觀察示數變化；再取出溫度計放在空氣中，觀察示數。（溫度計浸入瓶內的酒精中示數下降，在空氣中示數上升。）［觀察］學生回答觀察到的現象：溫度計浸入瓶內的酒精中示數下降，在空氣中示數上升。這說明了什么呢？［討論］這個實驗說明液體蒸發(fā)時溫度下降。正在蒸發(fā)的液體溫度下降，它必須從周圍的物體吸熱。所以，液體蒸發(fā)時溫度降低，從周圍吸熱，液體蒸發(fā)時有致冷作用。［拓展］夏天，游泳后剛從水中上岸時感到冷，如果有風，甚至會冷得打顫，為什么？3、沸騰汽化有蒸發(fā)和沸騰兩種方式。蒸發(fā)是液體在任何溫度下都能發(fā)生，并且只在液體表面發(fā)生的緩慢的汽化現象。今天我們通過實驗研究汽化的另一種方式----沸騰。［實驗］我們觀察了水的沸騰現象，并記錄了水沸騰前后溫度的變化。請同學們把記錄的水的溫度隨時間變化的曲線畫在黑板上。請同學們描述水沸騰的現象是怎樣的？----水沸騰時，內部出現大量的氣泡，氣泡越來越大，同時上升，當氣泡上升到水面時破裂，氣泡里面的水蒸氣放出來。那么水沸騰過程中，我們是否在繼續(xù)加熱？----繼續(xù)加熱，即水沸騰是吸熱。［比較］現在我們把沸騰和蒸發(fā)進行比較，他們有哪些不同？①蒸發(fā)在任何溫度下都能發(fā)生，而沸騰在一定溫度下才能發(fā)生。②蒸發(fā)時液體溫度下降，而沸騰時液體的溫度保持不變。③蒸發(fā)只發(fā)生在液體的表面，而沸騰是在液體表面和內部同時發(fā)生。④蒸發(fā)是緩慢的，而沸騰是劇烈的。［結論］沸騰是在一定溫度下液體內部和表面同時發(fā)生的劇烈的汽化現象。液體沸騰時的溫度叫沸點。在一標準大氣壓下水的沸點是100℃4、液化教師：水蒸氣遇熱升到高空，遇冷后變成液態(tài)的水落回地面，這就是雨。冬季廚房里的水蒸氣遇到冷的玻璃窗，變成了水。［觀察］我們做實驗來觀察這類現象。教師：我們發(fā)現水蒸氣吹到玻璃片上，有水珠在玻璃片上生成。這就是物質由氣態(tài)變成了液態(tài)，叫液化。［點撥］需要指出的是水蒸氣由管內噴出時，在管口內很短的距離內我們什么都看不到，管內部分的氣體才是水蒸氣。我們看到的霧狀“白氣”是已經液化的細小的小水珠。切不可把這些霧狀物誤認為是水蒸氣。生活中大家見到人呼出的“白氣”，打開冰箱冷凍室的門，門口出現的“白氣”，打開熱水瓶蓋子，瓶內冒出的“白氣”等，都是水蒸氣液化成的小水珠成霧狀。［演示］用注射器壓縮注射器內的乙醚氣體，氣體液化成液體。［點撥］這個實驗表明，用壓縮體積的方法也可以使氣體液化。［拓展］水蒸氣只有遇冷時才能液化。所以液化時放熱。被100℃的水蒸氣燙傷要比100℃的沸水燙傷更嚴重，原因就是水蒸氣液化時放熱，它比同溫度的沸水放出的熱要多?！究偨Y】1、物質由液態(tài)變成氣態(tài)叫做汽化（吸收熱量），物質由氣態(tài)變成液態(tài)叫做液化（放出熱量）。2、蒸發(fā)現象及影響蒸發(fā)快慢的因素：（1）蒸發(fā)是液體在任何溫度下，只在液體表面發(fā)生的緩慢的汽化現象。蒸發(fā)需要吸收熱量，有降溫、致冷作用。（2）影響蒸發(fā)快慢的因素：液體的溫度、液體表面積的大小、液體表面上空氣流動的速度。3、沸騰：液體在一定溫度（沸點）下發(fā)生的，在液體表面和內部同時發(fā)生的劇烈的汽化現象。液體沸騰的條件：（1）達到沸點；（2）繼續(xù)吸收熱量?！就卣埂坷渌疁缁鸬男Ч葻崴脝幔看鸢福簩嵺`證明，沸水的滅火效果要比冷水高十多倍。原因是：如果將冷水澆在燒熱的金屬鍋上，金屬表面會出現一顆顆水銀般透亮的小球，而將熱水澆在燒熱的金屬鍋上，則馬上會形成一層蒸汽，正是這些蒸汽把燃燒物與氧氣隔絕開來，從而起到滅火的作用。四、升華和凝華※教學目標【知識與技能】

⑴知道升華和凝華的概念。

⑵知道升華要吸熱，凝華要放熱。

⑶知道生活中的升華和凝華現象。

【過程與方法】通過觀察，了解升華和凝華現象。

【情感、態(tài)度與價值觀】通過教學活動，激發(fā)學生關心環(huán)境，樂于探索一些自然現象的物理學道理。

※教學重點難點【重點】認識升華和凝華現象以及升華吸熱，凝華放熱。【難點】解釋生活中的升華和凝華現象。

※教與學互動設計

㈠創(chuàng)設情景導入新課用樟腦丸粉末演示“人工雪景”，帶學生進入神奇的物態(tài)變化，從而引入新課。（在一個燒瓶內放入少許樟腦丸粉末，然后加熱）或：在美國南部的得克薩斯，曾發(fā)生過一件奇怪的事情，幾名地質勘探員用鉆探機往地下打孔勘探油礦，鉆到很深的地方。突然，地下沖出一股氣體，頓時管口噴出了一大堆白色的雪花。好奇的隊員們上去滾雪球，結果，手上都變黑了，甚至起了泡。原來，那“白雪”不是雪，而是“干冰”。干冰不是水凝結成的冰，而是五無色的氣體——二氧化碳凝結而成的。上述過程中二氧化碳的