3.4 升华和凝华 2024-2025学年人教版物理八年级上册

4 升华和凝华 学情分析 在前几节课中，学生已经学习了熔化和凝固、汽化和液化的相关内容，对物质的物态变化有了一定的认识。受思维定势的影响，“物质可以不经过液态而在固态和气态之间直接变化”这一事实跟学生已有的生活经验产生了冲突，使得学生从情感上不易接受这两种物理现象。因此，在教学中将通过实验，让“现象和事实”说话，纠正学生因直接经验而产生的片面或错误的认识，帮助学生建立正确的物理概念，完善学生对物态变化及其条件的理解，使学生能科学地认识自然，形成辩证唯物主义世界观。 教学建议 升华和凝华现象是学生在学习中容易忽略的两种物态变化，不易被学生注意，他们总认为固态和气态之间的转化必须经过液态阶段。因此，在教学中应对其足够重视，帮助学生澄清模糊的认识。本节课的设计与教学应力求从生活实例和实验出发，利用学生的感性认识和直接经验，尝试让学生提出问题、自主设计实验、检验猜想，由此主动探究物理规律。让学生在观察实验的基础上，感知升华和凝华的概念，并了解升华和凝华过程中的吸、放热情况。 教学目标 物理观念 1．知道升华和凝华的概念。 2．了解升华需要吸热，凝华需要放热，以及这种吸、放热在生活中的应用。 3．知道生活中常见的升华和凝华现象。 科学思维 1．通过对“干冰升华”实验的观察，学会根据观察到的结果进行分析，能够大胆质疑与创新。 2．发展有针对性地进行观察的能力，以及基于现象进行分析的能力和基于证据进行总结的能力。科学探究 1．培养学生自主提出问题、设计实验、进行论证的能力。 2．经历探究碘的升华和凝华的实验过程，知道物质的固态和气态之间是可以直接转化的，了解升华需要吸热，凝华需要放热。 科学态度与责任 1．运用所学知识分析日常生活中见到的升华和凝华现象，体会到知识的应用价值。 2．通过水的三态变化，树立将科学技术应用于日常生活和服务社会的意识。 重点难点 重点 1．知道升华和凝华现象及它们各自的吸、放热情况。 2．通过解释日常生活中的实例，培养用物理知识解决实际问题的能力。难点 1．知道一定条件下，物质的固态和气态之间可以直接转化，不需要经过液态阶段。 2．理解升华吸热、凝华放热及其在生活中的应用。 课时划分 本节建议1课时。 目 教学准备 教师准备：制作多媒体课件，准备易拉罐、冰块、食盐、碘管、烧杯、冷水、热水等。 学生准备；预习本节课的内容。 预习清单 1．物理学中将物质从固态直接变成气态的过程叫作 ，从气态直接变成固态的过程叫作 。 2．在物质的六种物态变化中，需要吸热的是 ，需要放热的是 。 3．北方的冬天，家中窗玻璃的 （选填“内”或“外”）表面会出现“冰花”，“冰花”是水蒸气发生 形成的。 答案 1．升华 凝华 2．熔化 汽化 升华 凝固 液化 凝华 3．内 凝华 课程导入 教师提问：自然界的“霜”一般出现在北方的深秋或冬季。那么，夏天的教室里可能出现霜吗？ 教师进行演示实验：将一些白色的小固体投入易拉罐内，过了一会儿，易拉罐的外壁上出现一层霜，易拉罐的罐口也出现了“白气”。 教师引导：这些霜是怎么形成的？“白气”又是怎样形成的？通过今天的学习，我们将找到答案。 新课教学 任务一：升华和凝华的概念建立 教师出示“冰雪消融”的图片（如图甲所示）并提问：冰和雪变成水的过程中，发生了什么物态变化？是吸热还是放热？ 学生思考后回答：发生了熔化现象，需要吸热。 甲 乙 教师用实物投影向学生展示碘管（如图乙所示）并介绍：较粗的玻璃管中装的深色颗粒是碘。固态碘呈紫黑色，气态碘呈紫红色。碘有毒，熔点是113.7℃。 教师提问：酒精灯火焰的温度可以达到500℃，如果用酒精灯给碘管加热，会出现什么现象？ 学生思考后回答：碘会由固体变成液体，因为酒精灯火焰的温度超过了碘的熔点。 教师追问：如果将碘管放在热水中，会出现什么现象呢？ 学生猜想。 教师进行演示实验并提问： （1）加热前，碘管中的碘是什么状态？ （2）将碘管放入热水后，会观察到什么现象？ （3）将碘管从热水中拿出再放入冷水中，又会观察到什么现象？ （4）整个实验过程中，碘管中是否出现了液态的碘？ 学生观察实验现象，思考并总结：将碘管放入热水中前，碘管中的碘是固态的；将碘管放入热水中后，碘变成了气态；再将碘管从热水中拿出并放入冷水中，碘又变成了固态。整个过程中，碘管中没有出现液态的碘。 师生共同总结：像碘的这种由固态直接变成气态的过程叫作升华。 教师追问：升华和凝华是一对互逆的过程，升华是物质从固态直接变成气态的过程，那么凝华的概念呢？ 学生回答：物质由气态直接变成固态的过程叫作凝华。 教师提问：刚才的实验中，升华过程的吸、放热情况是怎样的呢？凝华过程呢？ 学生思考后回答：升华吸热，因为需要放在热水中；凝华放热，因为需要放在冷水中。 【设计意图】升华和凝华概念的建立过程，强调了学生头脑中的思维碰撞，让学生通过亲身体会，真正地建立起固态物质和气态物质之间的“直接”转化过程，这样的理解才是深刻的、有效的。 任务二：生活中的升华和凝华现象 教师提问：大家知道生活中有哪些升华或凝华现象吗？请举例说明。 学生思考后回答：衣柜中的樟脑球变小了、冰雕没有熔化但变小了、冰冻的衣服晾干了、北方冬天窗户玻璃上形成的冰花、雾凇、深秋或冬季结霜等。 教师根据学生的回答继续提问： （1）升华现象中为什么没有出现液态的水？ （2）冰花出现在窗玻璃的内侧还是外侧？ 学生思考并回答。 教师追问：灯泡中的钨丝正常工作时的温度高达2000℃左右，钨的熔点是3410℃。用久了的灯泡，为什么钨丝变细，灯泡内壁变黑呢？ 学生回答：钨丝升华成气态，导致灯丝变细；气态钨遇冷后凝华在灯泡的内壁上，导致灯泡变黑。 【设计意图】学生建立升华和凝华的概念之后，需要用生活中的一些常见实例来巩固概念，而重点是让学生知道，可以通过明确物态变化过程中物质的初态和末态来判断升华和凝华。通过“边设问边肯定”的方式，可以帮助学生巩固概念。 任务三：升华和凝华的应用 教师引导：刚才我们已经认识了这么多升华和凝华现象。本节课开始的时候，老师给大家做的“人造霜”实验中，那些白色的小固体是什么呢？霜的形成需要很低的温度，放入易拉罐的物质一定具有制冷的效果，这种物质就是干冰，也就是固体二氧化碳。请利用本节课所学的知识进行解释。 学生思考并尝试分析：易拉罐内的干冰升华吸热，导致周围环境温度变低，空气中的水蒸气部分遇冷凝华成霜，部分遇冷液化成“白气”。 教师讲述：干冰的升华制冷在生活中有着广泛的应用。 （1）如果把干冰放在食品中，它可以给食品降温。 （2）如果把干冰抛撒在高空的云层中，就可以实现人工降雨。 （3）干冰还常用来实现“云雾缭绕”的舞台效果。 教师提问：整个过程中伴随的物态变化有哪些？此时的“白气”是二氧化碳气体吗？ 学生做出解释，纠正“白气”是二氧化碳气体的错误观点。 教师介绍“冻干技术”的应用。 【设计意图】通过实际感受，使学生明白干冰升华吸热，具有制冷的效果。在学以致用的过程中，使学生感受到物态变化的神奇，体现了“从物理走向社会”的基本理念。 任务四：水循环 教师引导学生阅读教材中“水循环”的相关内容（如图所示），了解水循环及其作用。 【设计意图】了解水循环的内容，可以帮助学生体会水资源的重要，培养学生的节水意识。 核心总结 1．物质从固态直接变成气态的过程叫作升华，升华需要吸热。 2．物质从气态直接变成固态的过程叫作凝华，凝华需要放热。 3．通过水的三态变化，地球上的水在不停地循环。 学科网（北京）股份有限公司 $$