内容正文:
4. 地球上的水循环
素养目标
1. 知道升华和凝华的概念,知道升华要吸热,凝华要放热。(物理观念)
2. 通过升华凝华实验,学会根据观察结果进行间接分析,从而推断出物理过程的思维方法。(科学思维)
3. 了解生活中的升华和凝华现象,并能用物理的语言进行解释。(科学探究)
4. 通过对所学知识的归纳总结,收集材料和对日常现象实验的观察,激发学习物理的兴趣,培养探求知识的欲望。(科学态度与责任)
一、复习回顾
1. 自然界中的物质常见的存在状态主要有 固态、液态、气态 。
2. 物质从固态变成液态叫 熔化 ,是一个 吸 热过程;物质从液态变成固态叫 凝固 ,是一个 放 热过程。
3. 生活中如冰化成水、铁变成铁水等是 熔化 ;水结成冰、蜡烛油变硬等是 凝固 。
4. 物质从液态变成气态叫 汽化 ,是一个 吸 热过程;物质从气态变成液态叫 液化 ,是一个 放 热过程。
5. 汽化的两种方式是 蒸发 和 沸腾 。
二、多姿多态的水
6. 物质从固态直接变成气态的现象叫 升华 ,从气态直接变成固态的现象叫 凝华 。
7. 衣柜里防虫用的樟脑球,过一段时间就变小甚至消失,这是一种 升华 现象。
8. 北方秋、冬两季早晨出现霜,窗玻璃上出现冰花等现象,这些是 凝华 现象。
9. 升华是一个 吸 热过程,有 致冷 作用,而凝华是一个 放 热过程。
三、地球上的水循环
10. 地球上的水在 固态 、 液态 和 气态 三种状态间不断地相互转化。
【判一判】
1. 物质在升华过程中要放出热量。 ( × )
2. 物质从气态变成固态叫做凝华。 ( × )
3. 固态碘的蒸气是升华形成的。 ( √ )
4. 霜是水蒸气凝华而成的。 ( √ )
5. 雾是在温度较低时,空气中的水气凝结在浮尘上而形成的。 ( × )
【选一选】
6. 家用白炽灯用久后,灯泡内壁会发黑,这是因为电灯灯丝发生( C )
A. 升华 B. 凝华
C. 先升华后凝华 D. 先凝华后升华
7. 夏天,人们看到冰棒周围有“白气”,冰棒纸外面有“白霜”,这是由于( D )
A. “白气”和“白霜”都是水蒸气凝华形成的
B. “白气”和“白霜”都是水蒸气凝固形成的
C. “白气”是水蒸气的凝固现象,“白霜”是水蒸气的凝华现象
D. “白气”是水蒸气的液化现象,“白霜”是水蒸气的凝华现象
8. 实验室要制造一个低温而又干燥的环境,可以用下列措施中的( D )
A. 大量冰块熔化吸热
B. 用喷雾方法来加快蒸发
C. 用大功率电扇吹风散热
D. 用“干冰”升华吸热
升华和凝华
普通灯泡和日光灯用久了,其灯丝为什么会变细?玻璃壁为什么会发黑?黑色的物质是怎么形成的?下面我们利用碘的升华、凝华实验,对上面现象进行解释。在封闭的玻璃柱中,装有紫黑的固态碘。1. 用酒精灯对玻璃柱加热,观察现象。2. 停止加热,观察现象。
微微加热,紫色蒸气出现,紫色蒸气是从哪里来的?
答案:碘由固态直接变成气态形成的。
移开酒精灯,紫色蒸气逐渐减少而消失,酒精灯加热,紫色蒸气又重新出现,蒸气上升而消失。问:紫色蒸气的产生是放热所致,还是吸热所致?
答案:实验结果表明,碘由固态直接变成气态,此时要加热,所以为吸热。
移开酒精灯待蒸气消失后,取下烧瓶,让学生看烧瓶底部,有一层碘的晶体。问:这层紫色物质是什么?是从哪里来的?
答案:紫色物质为碘的晶体,由碘的蒸气凝华而来。
学生讨论并归纳总结:升华过程需要 吸 热;凝华过程需要 放 热。升华和凝华是 互逆 过程。
上述情境中灯泡灯丝为什么会变细?玻璃壁为什么会发黑?
答案:电灯通电发光时,温度高,灯丝部分升华变成钨蒸气,所以变细。关灯后,温度降低,在玻璃壁上又凝华成钨颗粒,所以发黑。
在观察碘升华的实验中,使用甲、乙两种加热方式,都会出现碘蒸气。已知碘的熔点是114 ℃、沸点是184 ℃;水的沸点是100 ℃,酒精灯火焰温度约为400 ℃。下列说法正确的是( D )
甲 乙
A. 碘升华是物质从液态变为气态
B. 甲中固态碘可能先变为液态,再变为气态
C. 甲方式的主要目的是使碘锤受热均匀
D. 做碘升华实验,选用图甲装置更加合理
升华是物体由固态直接变成气态的过程;熔化是由固态变成液态的过程;汽化是由液态变成气态的过程;要想弄清楚碘在受热时直接变成气态,就一定不要让碘发生熔化现象,也就是说不要让碘达到熔点即可。
解析:升华是由固态直接变成气态,所以碘升华就是指从固态直接变成气态,故A错误;甲实验中,烧杯中水的温度最高为100 ℃,碘达不到熔点,不会发生熔化现象,碘一直处于固态,出现的碘蒸气只能是固态直接变成的,故B错误;乙实验中酒精灯火焰温度约为400 ℃,在加热过程,温度已经超过了碘的熔点,