内容正文:
第2节 熔化和凝固
知识与技能:
1.认识物质的气态、固态和液态三种形态,能描述这三种物态的基本特征。
2.知道物质熔化、凝固时的规律。
3.知道熔化吸热和凝固放热。
4.了解晶体和非晶体的区别。
5.知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
过程与方法:
1.通过探究固体熔化时温度变化规律,感知发生物态变化的条件。
2.了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法。
3.通过探究活动,使学生了解图象是一种较直观的表示物理量变化的方法。
情感、态度与价值观:
通过教学活动,激发学生对自然现象的关心,产生乐于探索自然现象的情感,培养学生团队合作与交流的能力。
重点:通过实验探究,知道物质熔化、凝固的规律。
难点:对熔化、凝固的理解及晶体与非晶体性质的理解;晶体、非晶体的熔化与凝固图象的区别。
多媒体课件、铁架台、酒精灯、火柴、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时器、海波、石蜡、水。
一、情景导入
回收的废旧钢铁在高温的炼钢炉里被重新冶炼成炽热的铁水(图甲),冰雪在温暖阳光的照射下逐渐消融(图乙),寒冷的北方常常滴水成冰(图丙),在-42 ℃的极寒天气里,沸水可以“泼水成冰(冰雾)”(图丁)。那么,具备了什么条件,固体物质才能熔化、液体物质才能凝固呢?今天我们就来学习熔化和凝固。
把水放入冰箱的冷冻室里,水就会变成冰;把冰加入饮料中,冰在饮料中逐渐化成水。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,一部分流下来的蜡液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。随着温度的变化,物质会在固、液、气三种状态之间变化。今天就让我们一起来学习熔化和凝固这两种物态变化。
二、合作探究
物态变化
教师多媒体展示图片:冰、雪、雨、霜的图片。
同学们交流讨论:
(1)图片中的冰、雪、霜是什么物态?(固态)
(2)雨水是什么物态?(液态)
(3)水蒸气是什么物态?(气态)
(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。
熔化和凝固
(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、蜡烛熔化为蜡液等。
(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等。
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?
(1)提出问题:物质熔化时需要什么条件?不同物质在由固态变成液态的过程中,温度的变化规律相同吗?
(2)猜想与假设: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。
(3)制定计划与设计实验:
①实验器材:铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时器、海波、石蜡、水等。
②进行实验:
a.四个同学为一组,选出一名同学作为组长,负责本组探究性学习,教师课前要对组长进行指导,交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项,确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组,分别探究两种不同固体的熔化。
b.组装实验装置:把海波和石蜡分别装入两个试管中,并插入温度计,再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水,使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置,另一套装置完全相同)。用两个酒精灯分别给两个烧杯加热,观察两试管内固体熔化情况,并每隔一段时间记录一次温度计示数,直到固体完全熔化。
c.第1小组探究海波熔化时温度的变化规律,要求从40 ℃开始计时,每隔0.5 min读取一次温度值并观察物质状态,把数据填入记录表一,并在坐标纸上描出对应的点。
表一 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
温度/℃
40
状态
d.第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律,要求从50 ℃开始计时,每隔1 min读取一次温度值并观察物质状态,把数据填入记录表二,并在坐标纸上描出对应的点。
表二 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
50
状态
③实验要求:要求学生做好观察记录。
④观察:a.海波及石蜡加热时,温度计的示数变化;b.不同温度下它们的状态;c.熔化时它们的状态及温度。
⑤记录:做好实验中的数据记录。
同学们交流讨论思考:海波及石蜡两种固体熔化时