3 汽化和液化（表格式教学设计）物理教科版2024八年级上册

该初中物理教学设计聚焦汽化（蒸发、沸腾）与液化的物态变化，通过干手器烘干手、晒衣服等生活现象导入，激活学生经验，建立新旧知识联系，明确研究主题。 以探究水沸腾实验为核心，用控制变量法设计方案，绘制温度-时间图像分析规律，培养科学探究与科学思维能力，结合热棒技术、电冰箱制冷案例，渗透科学态度与责任，助力学生理解知识应用，为教师提供结构化教学流程。

3 汽化和液化（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 3 汽化和液化 教学 目标 物理观念 1. 能准确说出汽化与液化的定义，明确其为可逆的物态变化过程，并能举例说明二者在日常生活中的表现。 2. 能区分蒸发与沸腾两种汽化方式的本质差异，掌握沸腾的特征：剧烈、内部与表面同时发生、温度保持不变。 科学思维 1. 能根据实验数据绘制温度-时间图像，通过图像分析归纳出水在沸腾前后温度变化规律，发展基于数据的推理能力。 2. 能运用控制变量法设计并优化实验方案，提升科学探究的系统性与严谨性。 科学探究 1.通过探究水在沸腾前后温度变化的特点，培养学生根据实验现象归纳物理规律的能力。 2.经历实验探究的基本过程，了解科学探究的基本环节。 科学态度 与责任 1. 能认识到汽化吸热、液化放热的自然规律，并解释生活中相关现象，增强用物理知识服务生活的意识。 2. 能关注科技应用案例（如热棒技术、电冰箱制冷），体会物理知识在国家重大工程与日常生活中所发挥的关键作用，激发科技报国情怀。 教学 重难点 一、教学重点 1.知道什么是汽化，什么是液化。 2.了解沸腾现象，以及液体沸腾时的温度特点，知道什么是沸点。 3.知道什么是蒸发，能够正确区分蒸发和沸腾。 4.知道汽化是吸热过程，液化是放热过程。会用液化和汽化的规律解释自然界或生活中的一些简单的现象。（重点） 二、教学难点 知道汽化是吸热过程，液化是放热过程。会用液化和汽化的规律解释自然界或生活中的一些简单的现象。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 在生活中我们会发现，蒋湿的手放在干手器下，手一会儿就干了，衣服晾晒在太阳下，湿衣服不久也干了，手上和衣服上的水哪去了？到底是怎样发生的呢？快来一起学习今天的内容吧！ 创设问题情境，激活已有经验，建立新旧知识联系，明确本节课的研究主题，激发学习动机。 学习新课 一、从液体到气体 物质从液态变成气态的过程叫作汽化。沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。蒸发是只在液体表面进行着的汽化。沸腾和蒸发是汽化的两种方式。 1.沸腾 创设情景：烧开水时如果不断加热会发现壶里的水会沸腾。 你在家烧过开水吗？水烧开时你发现了什么呢？对于沸腾现象，你了解哪些？你能描述一下沸腾现象吗？ 归纳小结： 物理学中把液态内部和表面同时发生的剧烈汽化现象称为沸腾。 实验探究：探究水沸腾时温度变化的特点 进一步提出问题：水在沸腾时有什么特征？水沸腾后如果继续加热，是不是温度会越来越高？水的内部又是怎样的呢？气泡的生成和变化情况怎么样？ 猜想和假设：既然沸腾是日常生活中大家都非常熟悉的现象，让同学们相互讨论、思考和猜想，教师将学生提出的问题和猜想列在黑板上，并进行归类。如：水沸腾时温度会上升，停止加热水不会沸腾…… 根据学生情况提出： 要进一步研究沸腾现象，还需要通过实验仔细观察。 重点观察：(1)温度随时间的变化情况；(2)气泡的生成和变化情况。 制定计划与设计实验 明确了实验目的，让学生根据需要确定器材：铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、钟表。 说明：为让学生有充分的时间观察水沸腾时发生的现象，应尽量缩短水沸腾前的加热时间。要求教师在课前应做好充分的准备。节省时间的方法：①减少烧杯中水的质量，但为了便于观察，水还应有相当的深度(约10 cm左右)，所以建议用小号烧杯，或使用大号试管(水约150 mL)做此实验；②实验中用热水进行加热；③从开始加热起至95 ℃左右，必须在烧杯或试管上加纸盖，95 ℃以后将纸盖拿掉；④拉长酒精灯灯芯同时剪断烧焦的灯芯，在灯芯中加入细铜丝，使火焰比较猛烈；⑤注意调整酒精灯和石棉网之间的距离，用酒精灯温度最高的外焰加热。 进行实验与收集数据 学生在进行实验时，学会分工合作，如计时、观察气泡的变化情况、温度的变化，温度计的使用方法、酒精灯的正确操作在此得到进一步的复习巩固，要求同学们将观察到的数据和现象记录在下表中。 特别说明：注意实验中要告诉学生注意观察水沸腾前后的气泡和温度的变化；要记录当水温升高时，每隔1 min记录一次温度计的示数，直至水沸腾后3～5 min；实验后要画出水沸腾前后温度随时间的变化图象。 分析数据、得出结论 (1)绘制“温度—时间”图象。 实验结束后，根据记录的数据，在书本“水沸腾时的温度—时间图象”中标出相应的坐标点，用平滑的曲线把这些点连接起来。 (2)利用多媒体展示学生绘制的水沸腾的“温度—时间”图象。 交流评估：小组的同学在实验时，得出水的沸点不是100 ℃，这时教师要肯定学生实事求是的科学态度，给予鼓励。同时还要帮助学生找出原因，可能是实验使用的温度计存在质量问题，也可能是本地的气压不是一标准大气压。 交流、讨论： ①水沸腾时，你从水中和水面各看到什么现象？水中气泡内的气体是从哪儿来的？ ②水沸腾时，继续加热，水的温度变化吗？ ③曲线上的哪一段表示水沸腾前的过程？水的温度怎样变化？ 曲线上的哪一段对应水的沸腾过程？水的温度怎样变化？ ④根据观察的现象，结合图象分析液体沸腾有什么特点？ 归纳总结： (1)沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。沸腾时，继续加热，液体的温度保持不变。 (2)沸点的概念：液体沸腾时的温度称作沸点。 学生活动：观察“几种液体的沸点”表，练习查表 一些液体的沸点/℃(在标准大气压下) 液态铁 2 750 甲苯 111 液态氧 －183 液态铅 1 740 水 100 液态氮 －196 水银 357 酒精 78 液态氢 －253 亚麻仁油 287 液态氨 33.5 气态氦 －268.9 ①酒精的沸点是多少？能否用酒精温度计测量开水的温度？ ②你实验所用的温度计里的工作物质是什么？为什么要用这种温度计？ ③液态氢的沸点是－253 ℃，表示什么含义？常温下的氢是什么状态？ 例1以下物质全部属于晶体的是（　　） A.食盐、冰、铜、沥青、玻璃 B.冰、食盐、海波、水晶、铜 C.冰、食盐、海波、水晶、橡胶 D.食盐、冰、铜、玻璃、橡胶 【答案】B 【解析】食盐、冰、铜，有固定熔点，是晶体；沥青、玻璃没有固定熔点，是非晶体，故A不符合题意； 冰、食盐、海波、水晶、铜有固定熔点，是晶体，故B符合题意；冰、食盐、海波、水晶有固定熔点，是晶体；橡胶没有固定熔点，是非晶体，故C不符合题意；食盐、冰、铜有固定熔点，是晶体；玻璃、橡胶没有固定熔点，是非晶体，故D不符合题意。故选B。 2. 蒸发 情景创设： (1)盛夏酷暑，奇热难熬，防暑降温，全靠风扇。思考问题：人吹电风扇时，为何会感到凉快？ (2)医生常将中暑患者扶到通风的地方，并在病人身上擦酒精，这样能使病人的体温很快下降，这一过程包含的物理原理是什么？ 答案：(1)人吹风扇时，加快了身上汗液的蒸发，而蒸发要吸热，所以降低了人体的温度，人会感到凉快。(2)这样做可以提高粮食中水分的温度，加快表面空气流动速度，增大了表面积，从而加快了粮食中的水分蒸发，使粮食干得更快。(3)通风处能加快酒精的蒸发，酒精蒸发时吸热，使病人的体温降低。 归纳小结：蒸发是液体在任何温度下都能发生的汽化现象，蒸发只在液体表面发生。 学生讨论交流：对比以下三幅图，你发现了什么？ 归纳总结：影响蒸发快慢的因素 第一幅图：液体的温度越高，蒸发得越快。 第二幅图：液体的表面积越大，蒸发得越快。 第三幅图：液体的表面上的空气流动得越快，蒸发得越快。 探究酒精擦在手背的感觉 学生讨论交流教材图3.35事例： (1)游泳后刚从水中上岸会感到冷，如果有风，甚至会冷得打颤，是因为水蒸发带走了许多热量。 (2)没有汗腺的狗酷暑时不能靠身体出汗来散热，只得伸长舌头，大口大口喘气，靠加快呼吸，增加蒸发量来散热。 学生交流讨论：比较蒸发和沸腾两种现象，找出它们的相同点和不同点。 例2 了解探究水沸腾实验的实验器材及目的 观看实验现象，比较水沸腾前后的温度变化 通过实验数据，知道了水沸腾前后的温度变化的特点 新课讲授 二、从气体到液体 刚才讨论了物质从液态变成气态的过程，那么物质能不能从气态变成液态呢？ 情景创设： (1)人被100 ℃的水蒸气烫伤要比100 ℃的开水烫伤厉害，为什么？ (2)冬天手冷时，用嘴向手上“哈气”(缓慢吹气)，手会感到暖和。若用劲儿向手上吹气，手不但不会暖和，反而觉得更冷。都是从嘴里出来的“气”，为什么会有不同的感觉呢？ (3)火箭发射时，为了保护发射底架，需在发射塔底部修一个大大的水池，为什么？白色气团是什么？ (4)冬天，戴眼镜的人从外面进到屋里来，眼镜上立刻会有一层小水珠。这些小水珠是怎样产生的？ 进一步提出问题，这些现象包含了什么物理知识？如何去解释呢？ 演示实验：电热器烧开水 下面请同学们认真观察一个实验，杯里的水已经开了，从导管口喷出了什么？再认真观察导管口附近有什么特征？你还观察到了什么？ 引导学生观察：在导管口位置什么也看不到，在离导管口一小段距离的位置才看到“白汽”，同学们看到的“白汽”到底是什么呢？冬天嘴里会呼出“白汽”，而夏天却不会，这是为什么呢？请同学们先跟老师一起用汤勺做两个小实验。 学生探索实验： 1．先观察汤勺的凹面，然后用嘴对着汤勺哈气，再观察，比较有何不同。 2．将汤勺的背面用打火机烧一烧，再用嘴对着汤勺凹面哈气，观察是否有变化。 学生讨论原因：第一次是嘴里呼出的热的水蒸气遇冷勺子凝结成的小水珠；第二次勺子温度较高，水蒸气不会凝结成小水珠。 结论：(1)将物质从气态变成液态的过程叫液化。 (2)水蒸气遇冷，降低到一定的温度时，就会液化。 提出问题：我们把热的水蒸气放入冷的环境中使它液化的方法称为冷却法。那么除此之外还有没有别的办法可以使气体液化呢？ 想一想：家中使用的液化石油气是通过什么方法将石油气变成液体装在钢瓶里的呢？ 通过压缩气体的方法使气体液化，这种使气体液化的方法称为加压法。这种方法使气体的贮存和运输变得更方便。生活、生产中常用此方法使气体液化。(如石油液化气、打火机中的液化气、液态氢等。) 【例题3】在“探索厨房中的物态变化问题”跨学科实践活动中，某同学在家和父母一起煮饺子，针对观察到的现象，下列说法正确的是（　　） A．冰冻水饺放到热水中变软是液化现象 B．煮饺子时，当水沸腾后仍然用大火加热，可以使饺子更快煮熟 C．水沸腾后打开锅盖，锅内水蒸气液化产生大量“白雾” D．锅中冒出的水蒸气造成的烫伤要比热水烫伤更严重，因为水蒸气液化吸热 【答案】C 【详解】A．冰冻水饺放到热水中变软，是冻饺子中的冰熔化为水，是熔化现象，故A错误； B．煮饺子时，当水沸腾后，温度不再上升，仍然用大火加热，也不可以使饺子更快煮熟，故B错误； C．水沸腾后打开锅盖，锅内水蒸气上升过程中遇冷会液化变为水珠，即“白雾”，故C正确； D．锅中冒出的水蒸气造成的烫伤要比热水烫伤更严重，因为水蒸气液化放热，故D错误。 故选C。 知道了液化的概念，了解了更多的生活现象 知道了液化的两种方法 新课讲授 三、物态变化过程中的吸热和放热 伴随气体和液体过程的能量变化的表现形式是吸放热。本板块的教学应该注重以下几个方面。 沸腾过程中吸热而温度保持不变；停止加热，沸腾随即停止。对此，学生已有实验经历。 蒸发过程吸热的例子也很普遍。在温度计测温泡上裹上用水或酒精浸湿的棉球，温度计的读数有什么变化？在手背上涂些酒精，感受如何？对此，学生更有足够的经验基础。 气体液化放热的现象，学生虽有感悟，但体会欠真切。因此有必要组织学生动手实践。教科书第103页图5-3-8是一个很好的对比实验。教师应认真组织好学生的分组实验和观察讨论。左右试管初始状态相同，左管加热沸腾、水量减少（温度维持在沸点）；右管通入从左管中导入的水蒸气，温度升高，水量增加。典型地展示了物态变化过程伴随着能量的转化这一物理现象。倘若使两管中的水循环流动，它就是蒸气传热的模拟装置。 在此基础上，教师应结合“发展空间”栏中有关电冰箱的阅读材料，提醒学生注意循环工作物质（R134a等）物态变化过程典型地伴随着工作物质能量的变化：在冷冻室汽化吸热（使冰箱内温度降低）；在冷凝器液化放热（使冰箱外的空气变热）。这里的压缩机相当于教科书图5-3-8中的酒精灯，没有它，不可能完成R134a的循环流动；这里的R134a相当于图5-3-8中的水，不同的是，图5-3-8中的水未能循环流动，而R134a比水更容易汽化、比水蒸气更容易液化。 例4青藏铁路沿线冻土区竖立了许多热棒，如图所示，其下端插在冻土中，里面填充了低沸点的液态氨。在寒冷的季节，热棒下端的液态氨变成气态氨上升到热棒的上端，将冻土里的热量“搬运”出去，以确保路基稳定。下列说法正确的是（　　） A．若温度升高，冻土会液化，导致路基下沉 B．可以使用液态水替代液态氨 C．液态氨在热棒下端汽化吸热 D．气态氨在热棒上端凝固放热 【答案】C 【详解】A．若温度升高，冻土会由固态变成液态，发生熔化现象，导致路基下沉，故A错误； B．水的沸点较高，在低温下不容易变成气态；低沸点的液态氨，在低温下容易变成气态，所以不可以使用液态水替代液态氨，故B错误； C．物质从液态变为气态的过程叫作汽化，‌这一过程需要吸收热量。‌液态氨在热棒下端汽化吸热，故C正确； D．气态氨在热棒上端由气态变为液态，液化放热，故D错误。 故选C。 知道了冰箱的工作原理 知道了西藏热棒的应用，激发对未知世界的探索精神。 课 堂 练 习 1.南风天，用烘干机将湿衣服烘干，这个过程发生了哪种物态变化：（    ） A．熔化 B．凝固 C．汽化 D．液化 【答案】C 【详解】衣服被烘干，则衣服上的水变成了水蒸气，是汽化过程，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．冬天早晨，扎西坐车回家，途中发现车窗变模糊了，该现象涉及的物态变化是（  ） A．液化 B．汽化 C．凝固 D．凝华 【答案】A 【详解】冬天早晨，车内的热的水蒸气遇到冷的车窗发生液化形成小水珠附着在车窗的内侧，因此车窗变模糊，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．唐代诗人李绅的诗作《悯农·其一》中有：“春种一粒粟，秋收万颗子”。秋收季节，农民为了尽快减少稻谷中的水分，以便于长时间保存，会把刚收的稻谷摊开晾晒，如图所示。摊开稻谷可以加快水分蒸发的主要原因是（　　） A．增大了水的表面积 B．提高了水的温度 C．减小了水的体积 D．加快了水面上方的空气流速 【答案】A 【详解】加快水分蒸发的方法有：升高温度、增大水的表面积、加快水表面上方的空气流速；摊开稻谷是通过增大水的表面积来加快蒸发的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．夏天天气比较炎热，小华放学后从冰箱内拿出一瓶可乐，一段时间后观察到可乐瓶外侧出现了小水滴，如图所示。这些小水滴是 液化形成的，该现象是 （选填“吸热”或“放热”）过程。 【答案】 空气中的水蒸气 放热 【详解】[1][2]从冰箱冷藏室取出一瓶矿泉水，会看到瓶的表面出现小水珠，这是空气中的水蒸气遇到冷的瓶壁在其表面液化成小水滴，这个过程需要放热。 5．关于蒸发和沸腾，下列说法错误的是（　　） A．蒸发可以在任何温度下进行，而沸腾是在一定温度下进行 B．蒸发只在液体表面发生，而沸腾在液体表面和内部同时进行 C．蒸发是放热过程，而沸腾是吸热过程 D．蒸发和沸腾都是汽化现象 【答案】C 【详解】A．蒸发可在任何温度下进行，沸腾则需要在特定的温度下才会发生，沸腾的条件是达到沸点，持续吸热，故A正确，不符合题意； B．蒸发是在液体表面进行的汽化现象，沸腾是在液体内部和表面同时进行的汽化现象，故B正确，不符合题意； C．蒸发和沸腾是汽化的两种方式，汽化是液态变成气态，都是吸热过程，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 6．对下列生活中的现象解释正确的是（    ） A．清晨，山间升起了飘渺的雾是液化现象 B．已经沸腾的水，继续加热温度会升高 C．寒冷的冬天，水结成冰的过程需要吸收热量 D．夏天吹风扇感觉凉快，是因为风扇降低了周围空气的温度 【答案】A 【详解】A．清晨，山间升起了飘渺的雾是水蒸气遇冷液化形成的，故A正确； B．已经沸腾的水，继续加热温度不变，故B错误； C．寒冷的冬天，水结成冰的过程是凝固过程，需要放出热量，故C错误； D．电风扇吹出的风加快了人体汗水表面的空气流动速度，使汗水的蒸发加快，蒸发过程要吸热，有致冷作用，所以使用电风扇人会感觉凉快，但室内温度不变，故D错误。 故选A。 7．小军同学在A、B、C、D四块相同的玻璃板上用相同的滴管各滴相同滴数的水，进行如图所示的实验探究，得出水蒸发快慢与水的温度、水的表面积和水面上方空气流动快慢有关。 (1)通过 两图的对比，可以得出水蒸发的快慢与水面上方的空气流速有关； (2)通过 两图的对比，可以得出水蒸发快慢与水的温度有关； (3)通过 两图的对比， 可以得出水蒸发快慢与水的表面积有关。 【答案】(1)A、D (2)A、C (3)A、B 【详解】（1）根据控制变量法的思想，要想探究水蒸发的快慢与水面上方的空气流速的关系，应控制水的温度和水的表面积相同，因此应通过A、D两图。 （2）根据控制变量法的思想，要想探究水蒸发的快慢与水的温度的关系，应控制水面上方的空气流速和水的表面积相同，因此应通过A、C两图。 （3）根据控制变量法的思想，要想探究水蒸发的快慢与水的表面积的关系，应控制水的温度和水面上方的空气流速相同，因此应通过A、B两图。 8.小致和小知同学做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。 (1)实验中某时刻温度计的示数如图甲所示，此时水的温度为 ℃； (2)图乙中a、b所示是水中气泡上升情况，则图 （选填“a”或“b”） 是水沸腾时的情况。烧杯中的水沸腾时不停地冒出“白气”，这些“白气”实际上是烧杯 （选填“内”或“外”） 水蒸气液化成的小水珠，是采用 方法使水蒸气液化的； (3)水沸腾时继续加热，水的温度 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。两名同学用相同的酒精灯完成实验，分别绘制了水的温度随时间变化的图像（如图丙所示），则d同学所用水的质量 （选填“较大”或“较小”）； (4)另一同学查阅资料得到下表信息，本次实验中应选用测温物质为 （选填“水银”或“酒精”） 的温度计。 测温物质 凝固点/℃ 沸点/℃ 水银 -39 357 酒精 -117 78 (5)老师将装有酒精的试管放入装有亚麻籽油的烧杯中（如图丁所示），用酒精灯给烧杯加热，发现当试管内的酒精沸腾时，烧杯中的亚麻籽油却没有沸腾，由此可知酒精的沸点比亚麻籽油的沸点 （选填“高”或“低”）。 【答案】(1)87 (2) a 内 降低温度 (3) 不变 较小 (4)水银 (5)低 【详解】（1）由图甲可知，温度计的分度值为1℃，读数为87℃。 （2）[1]沸腾前，气泡中的水蒸气上升时，遇冷液化成水，所以气泡变小，所以（b）图是沸腾前的现象；（a）图气泡在上升过程中气泡体积增大，是因为沸腾时水的温度相同，上面的水产生的压强小一些，所以气泡由小变大，是沸腾时的情况。 [2][3]烧杯中冒出的“白气”是烧杯内的水汽化成的水蒸气在空气中液化形成的小水珠；是采用降低温度方法使水蒸气液化的。 （3）[1]从图丙可知，水加热到98℃温度就不再上升，说明水已经沸腾，水沸腾时继续加热，水吸收热量，温度保持不变。 [2]由图像可知，c和d吸收相同的热量，c的温度变化较慢，故c的质量较大，d的质量较小。 （4）水的沸点高于酒精的沸点，故酒精温度计不能用，而水银的沸点高于水的沸点，即可判断选用的是水银温度计。 （5）烧杯中的酒精沸腾了，而亚麻仁油却没有沸腾，说明酒精温度达到沸点，而亚麻油没有达到沸点且能给酒精提供热量，所以酒精的沸点比亚麻仁油低。 课 堂 小 结 板 书 设 计 作业 布置 1. 配套同步分层作业 教学反思 在本节课的教学中教师善于启发学生，发扬民主，鼓励并尊重每一位学生发表的个人见解，重视培养学生的个性发展和创新意识。这一环节中，学生有许多创新的想法。在整堂课中师生情感交流充分，信息反馈及时，学生积极思维，主动探究，争相举手发言，学生主动学习的积极性和自信心得到充分的调动。 / 学科网（北京）股份有限公司 $