3.4 升华和凝华 2024--2025学年人教版物理八年级上册

升华和凝华 【教学目标】 物理观念：学生能够运用逻辑思维和批判性思维，分析升华和凝华现象的本质和规律。 科学思维：通过观察和分析生活中的升华和凝华现象，学生能够培养对物理学科的兴趣和好奇心，树立科学态度。 科学探究：通过了解干冰在冷藏、人工降雨等方面的应用，激发学生对物理知识的兴趣和探索欲望。 科学态度与责任：学生能够将所学的升华和凝华知识应用到生活中，解决实际问题，提高科学应用能力。 【教学重难点】 掌握升华和凝华的概念及特点。 理解升华和凝华在生活中的应用实例。 例如，理解冰冻的衣服变干、樟脑丸变小等升华现象，以及霜、雪、雾凇等凝华现象的形成过程。 【教学策略】 利用实验演示和多媒体教学资源，直观展示升华和凝华现象，帮助学生建立感性认识。 设计小组讨论和案例分析活动，引导学生深入思考升华和凝华现象的本质和规律。 提供丰富的应用实例和拓展阅读材料，帮助学生理解升华和凝华在生活中的广泛应用。 注重培养学生的实验能力和科学探究能力，鼓励学生设计实验来观察和分析升华和凝华现象。 【教学过程】 一、课程导入 教师：同学们，在前面的课程中，我们已经学习了物质的几种物态变化，比如熔化、凝固、汽化和液化。现在，老师来考考大家，谁能说一说熔化和凝固的概念，以及它们在生活中的一些例子呢？（请一位同学回答） 学生：熔化是物质从固态变成液态的过程，像冰化成水；凝固是物质从液态变成固态的过程，比如水结成冰。 教师：非常棒！回答得很准确。那汽化和液化又是什么呢？再请一位同学回答。 学生：汽化是物质从液态变为气态，比如水蒸发；液化是气态变为液态，像冬天我们呼出的白气，就是水蒸气遇冷液化成的小水滴。 教师：完全正确。那大家思考一下，物质的气态和固态之间，能不能直接进行转变呢？今天，我们就一起来探索一种新的物态变化 —— 升华和凝华。 二、知识讲解 （一）升华和凝华的概念 教师：首先，我们通过一个实验来观察一种神奇的现象。（拿出装有碘粒的密封玻璃管，展示给学生）同学们，看老师手中的这个玻璃管，里面装着一些碘粒。现在，老师把它放入热水中，大家仔细观察碘粒发生了什么变化。（将玻璃管放入热水，让学生观察） 学生：哇，碘粒不见了，管内出现了紫红色的气体。 教师：没错，那大家思考一下，碘粒是先变成液态，再变成气态的吗？ 学生：好像没有看到液态的碘。 教师：非常好，同学们观察得很仔细。在这个过程中，碘并没有经过液态，而是直接从固态变成了气态。这种物质从固态直接变成气态的过程，我们就叫做升华。（板书：升华：物质从固态直接变成气态的过程） 教师：那么，反过来，物质能不能从气态直接变回固态呢？我们继续观察。（从热水中拿出玻璃管，放入冷水中）现在，大家再看看玻璃管里又发生了什么？ 学生：紫红色的气体又变成了固态的碘，附着在玻璃管内壁。 教师：对，这就是物质从气态直接变成固态的过程，我们把它叫做凝华。（板书：凝华：物质从气态直接变成固态的过程） （二）升华吸热、凝华放热 教师：我们知道了升华和凝华的概念，那它们在热量变化上又有什么特点呢？我们还是回到刚才的碘升华实验。同学们想一想，碘升华时，是从周围环境吸收热量，还是向周围环境放出热量呢？ 学生：应该是吸收热量，因为把它放在热水里才升华了。 教师：非常棒！大家分析得很对。升华是一个吸热的过程。就像我们生活中，放在衣柜里的樟脑丸，时间久了会变小，甚至消失，这就是樟脑丸升华了，它在升华过程中吸收了周围的热量。（板书：升华吸热） 教师：那凝华呢？大家结合刚才碘蒸气凝华的实验想一想。 学生：凝华应该是放热，因为把玻璃管从热水中拿出来放入冷水，碘蒸气才凝华的。 教师：完全正确！凝华是一个放热的过程。比如冬天，我们看到窗户上会出现美丽的冰花，这就是室内的水蒸气遇到冰冷的玻璃，凝华成了固态的冰晶，在这个过程中，水蒸气向玻璃放出了热量。（板书：凝华放热） （三）生活中的升华和凝华现象 教师：了解了升华和凝华的概念以及热量变化，下面我们来找一找生活中还有哪些升华和凝华的现象。先来说说升华现象，大家开动脑筋想一想。 学生：冬天，冰冻的衣服也会慢慢变干，这是不是升华现象？ 教师：非常好！这就是典型的升华现象。冬天温度低，衣服上的冰没有融化成水，而是直接变成水蒸气跑掉了。还有其他例子吗？ 学生：用久了的灯丝会变细。 教师：对，灯丝是钨丝制成的，在发光过程中，钨丝会升华，所以用久了就会变细。那凝华现象又有哪些呢？ 学生：霜的形成。 教师：没错，深秋或初冬的早晨，地面和植物上会出现一层白白的霜，这就是空气中的水蒸气遇冷直接凝华成的小冰晶。还有吗？ 学生：雾凇。 教师：很对！雾凇是寒冷的冬天，空气中的水蒸气在树枝等物体上凝华形成的，非常美丽。大家看，升华和凝华现象在我们生活中其实很常见，只要大家善于观察，就能发现。 （四）人工降雨原理中的升华和凝华 教师：接下来，我们了解一下人工降雨，这里面也蕴含着升华和凝华的知识。同学们知道人工降雨是怎么实现的吗？（展示人工降雨的图片或视频资料） 学生：好像是往天上打一些东西。 教师：对，通常会向云层中发射干冰炮弹。干冰是什么呢？其实它就是固态的二氧化碳。当干冰被发射到云层中后，会迅速升华，从固态直接变成气态二氧化碳。大家想想，升华过程要吸热，那么干冰升华会对周围环境产生什么影响？ 学生：会吸收周围的热量，让周围温度降低。 教师：非常正确！周围温度降低后，云层中的水蒸气就会遇冷，发生什么变化呢？ 学生：凝华成小冰晶。 教师：没错，大量的水蒸气凝华成小冰晶，小冰晶聚集在一起，当它们足够大时，就会下落。如果在下落过程中遇到暖气流，又会发生什么？ 学生：小冰晶会熔化变成雨滴。 教师：完全正确。这就是人工降雨的过程，涉及到升华、凝华和熔化三种物态变化。通过人工降雨，我们可以缓解干旱等问题，对农业生产和生活有很重要的作用。 （五）水的三态变化与水循环 教师：我们知道，水有气态、液态和固态三种状态，它们之间可以相互转化。在前面学习的基础上，结合今天的升华和凝华知识，我们来完整地梳理一下水的三态变化和水循环。同学们先自己思考一下，然后我们一起交流。（给学生一些思考时间） 教师：好，谁先来分享一下自己的想法？ 学生：水受热会汽化变成水蒸气，水蒸气遇冷会液化成小水滴，水降温会凝固成冰，冰受热会熔化变成水。 教师：很好，这是我们之前学过的。那升华和凝华在水的三态变化中是怎么体现的呢？ 学生：冬天冰冻的衣服变干，是冰升华成了水蒸气；霜和雪的形成，是水蒸气凝华成了固态。 教师：非常棒！（画出水的三态变化示意图，展示给学生）大家看，这就是水的三态变化和水循环的过程。海洋、河流、湖泊中的水受热汽化变成水蒸气上升到空中，在空中遇冷可以液化成小水滴形成云，也可以凝华成小冰晶，当小水滴或小冰晶聚集到一定程度，就会形成降水，回到地面，又通过河流等方式回到海洋，这样就形成了一个循环。水循环对维持地球的生态平衡和气候稳定有着至关重要的作用。 三、总结归纳 教师：好啦，同学们，经过这节课的学习，我们一起回顾一下都学到了哪些重要内容。首先，我们学习了升华和凝华的概念，谁来再说一说？ 学生：升华是物质从固态直接变成气态的过程，凝华是物质从气态直接变成固态的过程。 教师：很好。那它们的热量变化特点呢？ 学生：升华吸热，凝华放热。 教师：没错。我们还列举了很多生活中的升华和凝华现象，像樟脑丸变小、霜的形成等等。另外，我们了解了人工降雨中升华和凝华的应用，以及水的三态变化和水循环。希望大家课后能够继续观察生活中的物态变化现象，加深对这些知识的理解。 四、课堂习题 （一）选择题 下列现象中，属于升华现象的是（ ） A. 春天，冰雪消融 B. 夏天，湿衣服晾干 C. 秋天，早晨出现大雾 D. 冬天，冰冻的衣服变干 答案：D。A 选项是熔化现象；B 选项是汽化现象（蒸发）；C 选项是液化现象；D 选项冰冻的衣服变干，冰直接变成水蒸气，是升华现象。 寒冷的冬天，窗户玻璃上会出现冰花，这是（ ） A. 室内水蒸气的凝华现象 B. 室外水蒸气的凝华现象 C. 室内水蒸气的液化现象 D. 室外水蒸气的液化现象 答案：A。冬天室内温度高，室内水蒸气遇到冷的玻璃，在玻璃内侧凝华成冰花，所以是室内水蒸气的凝华现象。 干冰可以用来制造舞台云雾，因为干冰升华时（ ） A. 吸收大量的热，使周围空气温度降低，水蒸气液化成小水滴 B. 放出大量的热，使周围空气温度升高，水蒸气液化成小水滴 C. 吸收大量的热，使周围空气温度升高，水蒸气汽化成小水滴 D. 放出大量的热，使周围空气温度降低，水蒸气汽化成小水滴 答案：A。干冰升华吸热，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成舞台云雾。 （二）填空题 放在衣橱里的樟脑丸，时间久了会变小甚至消失，这是______现象，这个过程需要______（选填 “吸收” 或 “放出”）热量。 答案：升华；吸收。 霜是空气中的水蒸气______形成的，这个过程需要______（选填 “吸收” 或 “放出”）热量。 答案：凝华；放出。 人工降雨时，向云层中撒干冰，干冰升华______热，使云层中水蒸气______成小冰晶，小冰晶变大后下落，在下落过程中遇到暖气流______成雨滴落到地面。 答案：吸；凝华；熔化。 （三）简答题 解释为什么用久了的灯泡内壁会发黑？ 参考答案：灯泡发光时，灯丝（钨丝）温度很高，钨丝会升华变成气态钨。气态钨遇到温度较低的灯泡内壁，会凝华成固态钨附着在灯泡内壁上，所以用久了的灯泡内壁会发黑。 在寒冷的冬天，刚从室外进入温暖的室内，眼镜片上会出现一层小水珠，过一会儿又消失了。请解释这一现象。 参考答案：刚从室外进入室内时，室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的眼镜片，会液化成小水珠，所以眼镜片上出现一层小水珠。过一会儿，小水珠又吸收热量，汽化成水蒸气，所以又消失了。这一过程涉及到液化和汽化两种物态变化。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$