3.2物态变化6(升华与凝华)课件-2024-2025学年浙教版七年级下册科学

3.2 物态变化 第6课时 浙教版七年级下册 新知导入 物态变化 固态 液态 气态 液化(放热) 汽化(吸热) 熔化(吸热) 凝固(放热) 直接 物体从固态直接变成气态的过程 物体从气态直接变成固态的过程 升华 凝华 新知讲解 升华和凝华 探索活动 用金属勺盛一些干冰（固态CO2），仔细观察干冰的变化，以及金属勺周围形成的白色物质。这里发生了哪些变化？ 现象及解释：在实验中，干冰减少，却没有观察到液态二氧化碳，勺子上有固体冰粒。固态的干冰吸热直接变成了二氧化碳气体；空气中的水蒸气遇冷直接变成了固体冰粒。 升华 凝华 思考与讨论 1.能否用分子运动的观点解释？ 升华是固态物质表 面的分子克服其他分子对它的引力进入空气的过程。 凝华则是气体分子碰到固态物质的表面，并被固态物质分子的引力所束缚的过程。 用分子运动的观点看， 2.下列情境中的物态变化属于升华还是凝华？ 思考与讨论 衣柜里的樟脑丸变小，使升华的结果； 从冰箱里取出的冰棍，剥开包装后外面形成的白色粉状物，则是空气中的水蒸气凝华而成的； 树上出现的针状雾凇，也是空气中的水蒸气凝华而成的。 针状雾凇 请再举出一些生活中升华和凝华的事例。 在严寒的冬天，一直结冰的衣服也可以晾干，这是升华现象； 因为钨先升华后凝华 用久之后 寒冷的冬天，_______玻璃窗上常常会结出冰花 ？（填“窗外”或“窗内”） 窗内 冬天，房间的玻璃窗户上出现“窗花”，这是凝华现象。 物质升华时要吸收热量，凝华时要放出热量。 干冰是将二氧化碳气体进行压缩、冷却而成的，温度要到-78.5℃以下。一些餐厅会使用干冰来给冰缴凌等食物降温、保鲜。 干冰粉末升华会吸收空气中大量的热，致使空气的温度降低，从而使空气中的水蒸气迅速液化呈雾状。利用干冰的升华吸热，还可以在舞台上制造云雾缭绕的景象。 人工降雨 干冰进入云层，就很快______成无色的气体，并从周围吸收大量的热使空气的温度急剧下降，于是高空中的水蒸气_______成小冰粒，这些小冰粒逐渐变大而下降，遇到暖气流就 　　　成雨点降落到地面上。 升华 凝华 熔化 思考与讨论 在如图所示水的三态变化过程中，填写物态变化的名称，以及吸热、放热的情况。 升华吸热 熔化吸热 汽化吸热 凝华放热 液化放热 凝固放热 科学·技术·社会·环境 航天器的盔甲——烧蚀材料 返回地球的航天器以极高的速度进入大气层时，会与大气发生摩擦而使其表面的温度升高到3000℃以上。为了使航天器表面不会达到如此高的温度，保护航天器内航天员和设备的安全，科学家在航天器外部加了一层烧蚀材料。这种材料在高温下会发生分解、熔化、蒸发和升华等变化，在短时间内把大量的热吸收掉，使航天器保持合适的温度。如图是中国神舟十三号的返回舱，我们可以从它的外表面看到被烧蚀的痕迹。 科学阅读 云、雨、雾、露、霜 云、雨、雾、露、霜是十分常见的自然现象，它们都是地球上的水发生物态变化形成的。 如图粗略地反映了降水的形成过程。请你从“暖湿气流上升”开始，分析云和雨形成过程中所发生的物态变化。 如果云内的温度很低，小水珠也会凝固成小冰晶，冰晶增大后就可能会形成固态降水。 夜间的气温比白天低，所以在夜间，空气中的水蒸气会凝结，在植物和其他物体的表面液化而形成露。 在寒冷的冬天，地表附近的水蒸气在夜间遇到温度很低的地表物体如植物时，会凝华而形成白色的霜。霜往往会使农作物遭受冻害。 在没有风时，暖湿气流（水汽）在地面附近遇冷液化成小水珠，就形成了雾。 ——是地球上的水发生物态变化形成的 云 （液化或凝华） 雾 （液化） 露 （液化） 常见的自然现象 雪 （凝华） 霜 （凝华） 雨 （熔化） 自然现象 成因 云 太阳光照射，温度升高，地面上的水汽化为水蒸气，含有水蒸气的高温空气上升，在上升过程中，空气逐渐冷却，水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶，大量的小水滴或小冰晶悬浮在高空，形成了云。 雨 空气中的水蒸气形成云后，云中的小水珠或小冰晶随着气流运动，它们相遇后越聚越大，达到一定程度后就会下落。在下落过程中，小冰晶吸热熔化成小水珠，与原来的小水珠一起落到地面，形成了雨。 自然现象 成因 雾 水蒸气在空气中遇冷液化成小水珠，这些小水珠附着在悬浮于空气中的灰尘上，形成了雾。 露 空气中的水蒸气遇到 温度较低的树叶、花草等，液化成小水珠附着在它们的表面，形成了露。 霜、雪 霜是地表附近的水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶；如果高空的水蒸气凝华成小冰晶，可能会以雪的形式降落到地面。 课堂总结 物态变化(六） 物体从固态直接变成气态的过程 物体从气态直接变成固态的过程 升华 凝华 液 气 固 熔 化 凝 固 汽 化 液化 升 华 凝 华 吸 吸 吸 放 放 放 空气中的水蒸气 液化 雾 露 浮在空中 附在地上 凝华 霜 雪 附在地上 小水珠 小冰晶 凝 固 小冰晶 云 降落地表 课堂练习 1、下列现象中属于水蒸气凝华的是 ( ) A.春天，河面上的冰解冻 B.冬天的早晨，在枯草树枝上常有霜 C.江河、湖面上常见的大雾 D.夏天的早晨，植物叶子上的露珠 B 2、下面是小丽同学列举的一些物态变化的实例，其中错误的说法是( ) A. 冬天，窗户玻璃上的“冰花”是室内空气中的水蒸气凝华而成的 B．我们看到冰糕冒“白气”是一种汽化现象 C. 利用干冰来获得低温是通过干冰升华来实现的 D．从冰箱中取出的汽水瓶表面有水，是冰箱外的水蒸气液化而成的 B 3、在放有小树枝的封闭的烧瓶中放入一些卫生球碾碎的粉末，然后用酒精灯火焰上微微加热，停止加热后瓶内树枝上会出现洁白的人造“雪景”，请问这种现象发生了什么物态变化？ 4、夏天，小林为了解渴，从冰箱里拿出一支棒冰，小林发现棒冰上粘着“白花花”的粉；一剥去包装纸，棒冰上就会冒烟；他把这支棒冰放进茶杯里，不一会，茶杯外壁会出“汗”。你能帮助解释这些现象吗？ “粉”——凝华 “ 烟”——液化 “汗”——液化 先升华后凝华 5、如图所示，在北方十分寒冷的地区，人在室外时，口罩、帽子、眉毛上都会长出冰霜。说说这些冰霜是怎样形成的。 在北方十分寒冷的地区，人在室外时，口罩、帽子、眉毛的温度都非常低，人呼出的水蒸气遇冷发生凝华而形成冰霜。 紫黑色的碘晶体 紫色的碘蒸气 固态碘 气态碘 固态碘 吸热 放热 升华 凝华 加热 遇冷 6、加热碘单质时，观察到了什么现象，发生了什么物态变化？ $$干冰是固态的二氧化碳，外观酷似冰块，干冰易升华升华时吸收大量的热，因此可作制冷剂，广泛用于食品的冷藏保鲜和冷藏运输，医疗上血液制品的储存和运输等方面，还可用于人工降雨。下面我们一起来观察一下干冰升华的现象，将干冰投入水中。立即产生大量白雾。白雾是由于干冰遇热升华为气体，同时吸收大量的热量，使水蒸气凝结而形成的。 西游记中雷公电母布云行雨的技能，对于靠天吃饭的农民来说已经盼望了几千年，最终在20世纪得到了实现。而首次实现人工降雨的科学家就是1932年诺贝尔化学奖的获得者欧文朗缪尔，那么你有没有想过人工降雨到底是如何实现的呢？正常情况下，地球上的水受到阳光的照射后，变成水蒸气被蒸发到了空气中。水蒸气在高空遇冷后凝聚成小水滴，由于空气的浮力作用而形成了悬浮于空中的水资源，也就是云团。当云的体积增加到一定程度，空气的浮力托不住它时，就形成了雨滴落到了地面。所谓人工降雨就是采用人为方法，对空中可能下雨或者正在下雨的云层施加某种影响，以达到增加降水量的目的。所以更为科学的方法应该叫做人工增雨。此处需要划重点，只有云已经降水或者进于降水的条件下，人工方法才能发挥作用，而不是像电影中演的那样，大晴天就能变出一朵云来下雨。那么具体是什么人为方法呢？常见的方法主要有两种，一种是利用高炮、飞机、火箭将催化剂在合适的时段按照所需要的剂量输送到云合适的部位。另一种是在地面布置燃烧炉，利用上升气流将催化剂输送入云，成为云中水滴的凝聚核，使得水滴在其周围迅速凝聚，达到一定的体积后降落。这些催化剂依据云层物理条件的不同，主要分为了三类，即制冷剂、人工冰河和吸湿湿剂。其中前两类用于温度低于零度的冷云，而稀释剂则用于温度高于零度的暖云。冷云催化的核心就是增加云中冰晶的数量，可以通过两种方法来实现，一种是播撒制冷剂，降低云内温度，我们所熟悉的干冰就是这一类的制冷剂。另一种就是直接在云内播撒人工冰河，例如大家所熟知的碘化银，通过催化剂催化作用的云会产生大量的冰河，随后他们会通过复杂的云物理过程转化成冰晶，冰晶再长大降落，如此一来，降水效率就会相应的增加。不同于冷云中有冰晶，暖云降水依靠的则是大水滴，这时就要用到稀释剂了，比如盐粉、尿素、氯化钙等，这些稀释剂一旦进入云内，就能够迅速充分吸收云内的小水滴，再将自身发展壮大，形成大水滴，最终降落成我们能看到的雨。那么人工降雨和自然降雨有什么不同呢？自然降雨是一个各方面都成熟时才会产生的一种现象，往往会伴随着风和雷电的形成，而人工降雨只是利用化学试剂凝结的水汽，并不会制造这样的条件。比如打雷、闪电这种自然放电的现象，是由于夏季高空云团交错运动，相互摩擦后产生了大量的电荷形成的电场。由于同种电荷相互排斥，正负电荷就分别聚集在了云的两端，当积云所带的电达到一定程度时，就会穿过空气放电，是两种电荷发生中和并产生火花，这是人工降雨远远达不到的自然现象。 火箭发射升空时速度逐渐增加，但相较于返回舱重返地球时的速度还算温和。发射过程中，火箭与飞船组合体穿越的大气层较薄，空气密度小，摩擦产生的热量不足以引发剧烈燃烧，而返回舱则已接近第二宇宙速度约11.2千米每秒。好的速度进入大气层，与大气的剧烈摩擦产生高达2000摄氏度的高温，足以使大多数材料瞬间融化。而神舟18号返回舱之所以能够在如此高温下安然无恙，要归功于其外部的防火墙。这些材料在高温下发生物理和化学变化，吸收并带走大量热量，防止热量传递到飞船内部。烧石材料通常由高熔点、高比热容的金属合金构成，如硅酸钠制成的蜂窝状结构填充环氧酚醛树脂。这些材料在高温下燃烧、融化甚至升华带走热量。例如阿波罗飞船使用的材料烧蚀后形成碳和二氧化硅层，有效隔绝热量。嫦娥六号和神舟飞船使用的是第三代技术，其烧石材料更为先进，能在更严苛的条件下保护飞船。由于飞船的气动外形设计，底部承受的热量远大于其他部位，因此返回舱底部的烧石材料需更厚重，而侧面和顶部则可减少用量。这种设计导致返回舱表面烧蚀不均匀，一侧可能严重烧焦，另一侧则相对较轻。神舟飞船采用半弹道式返回，因此烧蚀不均匀是正常现象。我国新一代飞船的侧面采用了可拆卸更换的烧石材料，实现了飞飞船的重复使用。目前这一技术在全球范围内处于领先地位，展现了中国航天技术的自主创新能力。神舟18号的成功返回，不仅展示了中国航天隔热防护技术的实力，也证明了我国在航天领域的突破。烧石材料这一看似烧焦的黑科技，实则是保护航天员安全归来的护身符。关注。 点的升华与凝华。碘锤中装有固态的碘，将碘锤放在热水中，注意观察碘锤中发生了什么现象。将碘锤从水中取出，观察碘锤中的紫色气体发生怎样的变化。点垂放在热水中，碘吸收热量由固态直接变为气态，我们把这种变化叫做升华。将点锤从热水中取出并放出热量，由气态直接变为固态，我们把这种变化叫做凝华。