第四章 跨学科实践：对冰箱中热现象的探究 -2025-2026学年物理苏科版（2024）八年级上册

该初中物理课件围绕“物态变化”主题，以冰箱热现象探究为载体，涵盖凝固、熔化等物态变化及冰箱工作原理。通过“冰箱温度分布特点”“能否代替空调降温”等生活问题导入，引导学生从生活现象出发，构建物态变化与能量转移的物理观念，形成从现象到原理再到应用的学习支架。 其亮点在于以跨学科实践活动驱动，通过制作冻豆腐观察凝固与熔化、测量冰箱温度分布等科学探究，培养科学思维与探究能力。结合当堂检测强化物理观念，讨论制冷温度对环境影响渗透社会责任，助力学生提升应用能力，为教师提供生动的实践教学素材。

第四章 物态变化 跨学科实践：对冰箱中热现象的探究 冰箱具有食品保鲜等功能，它给人们的生活带来了便捷。冰箱一般包括冷藏室和冷冻室，且它们内部通常被分隔成多层。冰箱内的温度分布有什么特点？冰箱能制冷，但能否用它代替空调来持续给室内降温？ 新知导入 1.了解制作冻豆腐和冰淇淋的过程和过程中发生的物态变化。 2.探究并冰箱内的温度分布有什么特点，了解电冰箱的工作原理和涉及到的物态变化现象。 3.“探究冰箱内外的‘热环境’”情况。 学习目标 1. 将一块豆腐放入冷冻室内，几个小时后普通的豆腐就变成冻豆腐 了。与普通豆腐相比，冻豆腐发生了什么变化？解冻后切开（图 4-43）， 观察冻豆腐内部有什么变化。试解释你看到的现象。烹调后观察并品尝，说说它与普通豆腐有何不同。 对冰箱中热现象的探究 任务与要求 一、制作冻豆腐和冰淇淋 新知探究 制作冻豆腐的操作步骤： （1）选择一块大的豆腐，切成如图所示的小方块。 新知探究 （2）将这些豆腐方块放入冷冻室内，几个小时后普通的豆腐就变成冻豆腐了。 新知探究 【思考1】解冻后，观察冻豆腐内部的变化，试着解释此现象。 原因：豆腐中含有大量的水分，豆腐冷冻时这些水分就会凝固为小冰晶，同时体积变大，这些小冰晶将整块豆腐挤压成蜂窝形状，待豆腐解冻后，小冰晶熔化为水，就留下了很多小孔。 冻豆腐内部疏松多孔 新知探究 【思考2】烹调后观察并品尝，说说它与普通豆腐有何不同。 冻豆腐烹饪时由于多孔状吸收菜肴中的汤汁，更容易入味。 新知探究 2. 取蛋黄 2 个、砂糖 25 g、鲜奶 200 g ，放入奶锅内充分搅拌，再用小火加热并不断搅拌，直至蛋奶变得浓稠。用过滤网将蛋奶过滤到较小的食品盒内，自然冷却后，加入 200 g 奶油并搅拌均匀。盖上盒盖，将食品盒放到冰箱中冷冻。每隔 30 min 取出搅拌一次，共进行四次。这样，冰淇淋就制成了（图 4-44 ）。观察物质的状态有什么变化。 新知探究 ①取蛋黄2个、砂糖25g、鲜奶200g，放入奶锅内充分搅拌，再用小火加热并不断搅拌，直至蛋奶变得浓稠。 ②用滤网将蛋奶过滤到较小的食品盒内，自然冷却后，加入200g奶油并搅拌均匀。 制作冰淇淋的操作步骤： 新知探究 ③盖上盒盖，将食品盒放到冰箱中冷冻。每隔30min 取出搅拌一次，共进行四次。 ④这样，冰淇淋就制成了。 新知探究 【思考】观察物质的状态有什么变化。 蛋黄和鲜奶都是液体，放到冰箱冷冻室内遇冷放热会凝固成固态的冰淇淋。说明液体温度降到一定程度，就会凝固成固体。 新知探究 1. 在冰箱储藏室的上、中、下层设置多个测温点， 将多支温度计分别放在不同的测温点上，5 min 后读出各温度计的示数（如有条件，可以用无线温度传感器进行测量）。比较各测温点的温度， 看一看冰箱内的温度分布有什么特点。根据观测结果， 对各类食品在冰箱中存放的位置提出改进方案。 二、探究冰箱内外的“热环境” 新知探究 ①设置测温点‌：在冰箱储藏室的上、中、下层分别设置多个测温点，确保每个层次都有足够的测温点，以便更全面地了解温度分布情况。 ‌②放置温度计‌：将多支温度计分别放在这些测温点上，确保温度计与测温点紧密接触。 ‌③记录数据‌：等待5分钟后，读出各温度计的示数，并记录下来。 ‌④比较温度‌：比较各测温点的温度，分析冰箱内的温度分布特点。 通过这种方法，可以直观地了解冰箱内不同层次的温度差异，从而更好地使用冰箱进行食物保鲜和储存‌。 具体步骤如下： 新知探究 2. 冰箱工作时，其内部是一个低温空间，它对外部环境有什么影响呢？ 图 4-45 是某次拍摄的冰箱外部的红外照片。请你用温度传感器或红外线测温仪测量冰箱外壳各处的温度， 并分析其温度分布特点。 冰箱外壳温度较高。因为冰箱工作时，内部要释放热量；相应的冰箱内壁就会吸收热量。 新知探究 3. 把冰箱门打开几分钟，冰箱周围的温度是升高了还是降低了？它与空调有什么区别？设想城市中的千家万户都把冰箱和空调的制冷温度调得很低，会对环境造成什么影响？ 打开冰箱门几分钟后，冰箱周围的温度会升高。‌这是因为冰箱的工作原理是通过压缩机冷却将热量从冰箱内部传到冰箱后面的散热管，然后排放到空气中。这个过程实际上是以室内温度升高为代价来降低冰箱内部的温度。因此，打开冰箱门进行自由对流并不会导致室内温度降低，反而由于压缩机本身的工作效率和散热，会导致整个室内温度升高‌。 新知探究 1. 制冷方式：冰箱采用的是直接制冷方式，制冷剂在冷却系统中直接循环流动，通过吸热和放热来降低冰箱内部的温度。而空调则采用间接制冷方式，制冷剂在室内机和室外机之间传递热量，通过室内机吸热、室外机放热的过程来调节室内温度。 2. 工作原理：空调的蒸发器和冷凝器通常分别安装在室内和室外，而冰箱的蒸发器和冷凝器通常位于冰箱内部。空调通常有温度控制系统，能够调节温度以满足用户需求，而冰箱一般有冷冻和冷藏室，但温度控制相对简单。 3. 制冷剂：虽然空调和冰箱都使用特殊的化学物质作为制冷剂，如氟利昂或氢氟碳化合物，但它们的具体组成可能有所不同，以适应各自系统的特定需求。 4. 循环过程：无论是空调还是冰箱，制冷剂都在一个封闭的系统中循环，不断地吸收热量、压缩、释放热量、膨胀，循环往复。 冰箱与空调的区别： 新知探究 1. 与同学、老师或家长分享自己制作的冷饮美食， 简要介绍制 作的主要步骤。 2. 了解冷冻食品加工、运输等有关情况和被访问者对各自所从事 职业的感受。 3. 以“探究冰箱内外的‘热环境’”为题，撰写一篇小论文。 4. 制订评价指标，对活动成果进行评价。以小论文为例， 可以从内 容是否科学、表述是否准确、科学探究过程是否规范等方面进行评价。 交流与评价 新知探究 1. 如图所示是在第四期“玩转物理”中某同学自己制作的冻豆腐，细心的同学发现冻豆腐中间是“海绵状”的小孔，口感和新鲜豆腐也不相同，仔细研究后发现，冻豆腐中的小孔是由于豆腐中的水分先后发生了一些物态变化产生的。以下对冻豆腐中小孔的产生所涉及到的物态变化分析正确的是（　　） A．先凝固后熔化 B．先凝固后升华 C．先熔化后凝固 D．先熔化后汽化 A 当堂检测 2．如图所示，是市场上出售的一种网红食品——分子冰激凌，其制作过程非常简单，在冰激凌上倒入液氮，即可制成，且制成的分子冰激凌周围“烟雾缭绕”。（1）标准大气压下，液态氮的沸点为-196°C。液氮倒在冰激凌上后会迅速________ （填写物态变化名称），同时_______（选填“吸收”或“放出”）热量，使冰激凌中的水凝固成冰，制成分子冰激凌。（2）分子冰激凌周围“烟雾缭绕”形成的原因是________________________________。 （3）网络广告宣称“液氮使得冰激凌中的水分子停止运动，迅速结成冰晶，这种冰晶分布均匀，体积只有分子大小，因此分子冰激凌的口感顺滑、绵密”指出广告语中两处描述不科学的语句。①__________________________ ；②______________________。 冰晶体积只有分子大小 汽化 吸收 冰激凌中的水分子停止运动 周围空气中的水蒸气液化形成小水滴 当堂检测 （1）制冷剂会在冷冻室里发生_______ （填一种物态变化名称）， ________热量 （选填“吸收”或“放出”），达到搬运热量的目的； （2）小明发现家里冰箱的冷冻室（温度为-15℃）总是结有厚厚的霜，铲掉这些霜后不久又有了，但其他同学家的电冰箱并没有这种现象，他通过网上查询得知需要更换冷冻室门上的密封条，以防止外部空气进入。请你解释这些霜的形成原因________________________________________________ ________________________。 3．如图所示是电冰箱的工作原理图，制冷剂在电动压缩机的驱使下，在密封的管道内循环流动，将冰箱内的热量带到冰箱外，达到制冷的目的。请回答下列问题： 汽化 吸收 遇冷降温凝华，形成的霜 不断有空气进入冰箱里，外部空气中的水蒸气， 当堂检测 $