3.3 汽化和液化（课件，教材配套版）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理课件聚焦汽化和液化，通过塑料袋装酒精实验引入，引导学生观察状态变化，衔接物态变化知识，搭建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，如“水沸腾温度变化”实验含数据记录、图像分析，培养科学探究能力。结合纸锅烧水、酒精擦手背等生活实例，渗透科学态度与责任，小结结构化呈现知识助建物理观念，学生能提升探究能力，教师可高效教学。

第3节 汽化和液化 Vaporization and Liquefaction 人教版 物理 八年级上册 第三章 物态变化 01 同学们，今天我们来学习第三章第三节——汽化和液化。在日常生活中，我们经常会看到水变成水蒸气，或者水蒸气凝结成小水滴的现象。这些现象背后蕴含着怎样的物理规律呢？让我们一起探究。 要点：(1) 引入汽化和液化的概念 (2) 激发学习兴趣 时长：1 分钟 问题引入 02 图3.3-1 滴入酒精的塑料袋 问题 在塑料袋中滴入几滴酒精，将塑料袋 挤瘪，排出空气后用绳把袋口扎紧 （图3.3-1），然后放入开水中。 你会看到塑料袋有什么变化？从开水 中拿出塑料袋，过一会儿它又有什么 变化？ 在整个过程中，酒精的状态发生了 哪些变化？ 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 在学习新知识之前，我们先来做一个小实验观察。 请同学们看这个问题：如果在塑料袋中滴入几滴酒精，放入开水中，塑料袋会有什么变化？拿出来后又有什么变化？ [停顿] 思考一下，酒精的状态发生了哪些变化？ 要点：(1) 通过实验引入汽化和液化的概念 (2) 引导学生观察物态变化 时长：2 分钟 汽化与液化 03 从实验中我们可以看到，挤瘪的塑料袋受热后膨胀，降温后重新变瘪。这是 因为，塑料袋中的液态酒精受热后变成了气态酒精，降温后气态酒精又变成 了液态酒精。物质的液态和气态可以相互转化。 液态 ↔ 气态 汽化 物质从液态变为气态 的过程叫作汽化 （vaporization） 液化 从气态变为液态 的过程叫作液化 （liquefaction） 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 从刚才的实验中，我们看到酒精从液态变成了气态，又从气态变回了液态。 物质从液态变为气态的过程叫作汽化，从气态变为液态的过程叫作液化。这两个过程是可逆的。 要点：(1) 汽化的定义 (2) 液化的定义 (3) 两者是可逆过程 时长：2 分钟 沸腾 04 沸腾（boiling） 我们在生活中常会将冷水烧开，所谓烧开就是将冷水加热到有大量的气泡冒出。 水"开"了这一生活用语在物理学中叫作沸腾（boiling），沸腾是液体内部和表面 同时发生的剧烈汽化现象。 问题 你认真观察过水的沸腾吗？将冷水加热至沸腾的过程中，水的温度升高了。 如果持续加热，水的温度是不是会越来越高？水在沸腾前后温度变化有什么 特点？同学之间相互讨论，说出你的猜想。 注意观察身边的现象，发现并提出要探究的物理问题， 根据经验和已有知识作出猜想和假设。 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 汽化有两种形式，我们先来学习第一种——沸腾。 同学们都见过水烧开的情景吧？在物理学中，水"开"了叫作沸腾。那么，水在沸腾前后温度变化有什么特点呢？ [互动] 请大家猜想一下：如果持续加热，水的温度会不会越来越高？ 要点：(1) 沸腾的定义 (2) 引导学生提出猜想 时长：2 分钟 实验 探究水在沸腾前后温度变化的特点 05 图3.3-2 观察水沸腾的实验装置 实验 实验思路 与上一节的固体熔化实验类似，我们可以通过将水加热至 沸腾，测量水的温度，根据记录的数据绘制图像， 得出水在沸腾前后温度变化的特点。 实验过程 如图3.3-2所示，用酒精灯（或家庭常用的电磁炉、 电热水壶等）将水加热，使其沸腾。用实验室用 温度计测量水温，当水温接近90°C时开始计时， 每隔0.5 min读数一次并将温度填入下表中， 直到水沸腾4~5 min后为止。 注意：注意避免烫伤。 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 为了验证我们的猜想，我们来设计一个实验。 这个实验的思路是：将水加热至沸腾，测量水温，记录数据，绘制图像。实验装置如图3.3-2所示。注意，当水温接近90°C时开始计时，每隔0.5分钟记录一次温度。 [停顿] 特别要注意安全，避免烫伤。 要点：(1) 实验思路 (2) 实验步骤 (3) 安全注意事项 时长：3 分钟 证据 06 证据 根据对问题的猜想，设计实验方案，选用相应的实验器材进行实验，正确读取和记录实验数据。实验数据是科学探究的重要证据。 水沸腾前后温度变化数据记录表 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 … 温度/°C （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） … 每隔0.5 min记录一次温度，直到水沸腾4~5 min后为止 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 好，现在我们开始记录实验数据。 请同学们将测量的温度数据填入表格中。时间从0开始，每隔0.5分钟记录一次，直到水沸腾4-5分钟后为止。 要点：(1) 数据记录方法 (2) 培养科学探究能力 时长：2 分钟 解释 07 图3.3-3 水沸腾前后温度变化的图像 解释 根据实验目的用简单的表格、 图像等描述信息，通过信息比较、 图像分析等方法发现其中的规律， 形成结论并作出解释。 通过上表，你能直接看出水在 沸腾前后温度变化的特点吗？ 为了进一步发现规律，我们还 可以在图3.3-3中绘制水沸腾前后 温度与时间关系的图像。 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 有了数据，我们如何分析呢？ 仅仅看表格可能不够直观。我们可以将数据绘制成温度-时间图像，如图3.3-3所示。通过图像，我们能更清楚地看出水在沸腾前后温度变化的特点。 要点：(1) 图像分析方法 (2) 从图像中发现规律 时长：2 分钟 实验结论 08 根据你对实验数据的整理和分析，总结水在沸腾前后温度变化的特点： ________ 将你的实验思路与实验过程、实验结论等写成科学探究报告，与其他同学交流，进一步完善你的实验。 实验结论 实验表明，水在沸腾前，温度不断升高；水在沸腾后，温度保持不变。 从实验中还可以看到，水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。这时形成的大量 气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。 在沸腾的过程中，虽然水的温度保持不变，但要用酒精灯持续加热，所以 说水在沸腾的过程中不断吸热。 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 根据实验数据和图像，我们来总结实验结论。 实验表明：水在沸腾前，温度不断升高；水在沸腾后，温度保持不变。虽然温度不变，但水需要持续吸热才能保持沸腾状态。这就是沸腾的特点。 要点：(1) 沸腾前温度升高 (2) 沸腾后温度不变 (3) 沸腾需要持续吸热 时长：3 分钟 沸点 09 沸点（boiling point） 各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫作沸点（boiling point）。 不同液体的沸点不同。液体在沸腾的过程中不断吸热。 家里煮饺子、蒸馒头时，在水沸腾后仍然要继续加热，就是为了使水能够继续吸热，保持沸腾。 小资料 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫作沸点。 不同液体的沸点不同。请看小资料中的沸点表格。水的沸点是100°C（标准大气压下），酒精的沸点是78°C。 [停顿] 想一想，为什么煮饺子时水沸腾后还要用小火保持沸腾？ 要点：(1) 沸点的定义 (2) 不同液体沸点不同 (3) 生活中的应用 时长：2 分钟 想想做做 10 图3.3-4 烧开水用的小纸锅 想想做做 着火点是物质可以燃烧的最低温度。纸的着火点 大约是183°C，就是说，当纸的温度达到183°C时， 它会燃烧起来，而火焰温度通常比纸的着火点高得多。 想一想：我们能用纸做的锅在火上把水烧开吗？ 取一张光滑的厚纸，照图3.3-4那样做成一个小 纸锅。小纸锅里装些水，放到火上加热。注意不 要让火苗烧到水面以上的纸。过一会儿水就会 沸腾，而小纸锅不会燃烧。 实际做一做，说一说小纸锅为什么不会燃烧。 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 现在我们来做一个有趣的思考实验。 纸的着火点大约是183°C，而火焰温度比这个高得多。那么，我们能用纸做的锅在火上把水烧开吗？ [互动] 请同学们思考：为什么小纸锅不会燃烧？ 要点：(1) 着火点的概念 (2) 水沸腾时温度保持100°C (3) 纸锅温度不会超过100°C 时长：3 分钟 蒸发 11 蒸发（evaporation） 生活中我们会发现，洒在地上的水过一会儿就不见了，晾在太阳下的湿衣服 不久后也干了。水为什么会不见了呢？这是因为，虽然没有达到沸点，但是水也 发生了汽化，变成了气体。这种在任何温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。 蒸发只发生在液体的表面。要加快液体的蒸发，可以： 升高液体的温度 增大液体的表面积 加快液体表面上的 空气流动 而要减慢蒸发，应该采取相反的措施。蒸发和沸腾是汽化的两种形式。 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 汽化的另一种形式是蒸发。 蒸发和沸腾有什么不同呢？蒸发在任何温度下都能发生，只发生在液体表面。而沸腾只在特定温度（沸点）发生，在液体内部和表面同时进行。 要点：(1) 蒸发的定义 (2) 蒸发与沸腾的区别 (3) 影响蒸发的因素 时长：3 分钟 想想做做 12 想想做做 你可能有过用医用酒精擦拭皮肤消毒的经历。 把酒精擦在手背上，手背有什么感觉？ 这可能是什么原因引起的？ 把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上，用扇子扇， 温度计的示数有什么变化？ 如果温度计上不涂酒精，用扇子扇， 温度计的示数会变化吗？ 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 我们来体验一下蒸发的致冷作用。 把酒精擦在手背上，有什么感觉？凉凉的，对吧？这是因为酒精蒸发时吸热。如果把酒精涂在温度计上，用扇子扇，温度计的示数会下降。 要点：(1) 蒸发吸热的体验 (2) 蒸发致冷作用 时长：2 分钟 蒸发吸热 13 蒸发吸热原理 手背擦上酒精后，随着酒精的蒸发，人会感到擦酒精的位置变凉。这是因为酒精在 蒸发过程中吸热，致使酒精及与酒精接触的物体温度下降。 生活中的蒸发现象 夏天向地面上洒水会感到凉快， 是利用水在蒸发时吸热来降低温度。 人们在高温的天气里大汗淋漓， 汗液蒸发吸热，使体温不致升得太高。 人体自我保护的生理现象 ——汗液蒸发吸热降温 思考： 人游泳之后刚从水中出来，会感觉很冷。天热时，狗常把舌头伸出来。你能解释这些现象吗？ 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 蒸发吸热在生活中有很多应用。 夏天洒水降温、人体出汗散热，都是利用蒸发吸热的原理。人游泳后感觉冷，也是因为身上的水蒸发吸热。天热时狗伸舌头，也是为了加快唾液蒸发来散热。 要点：(1) 蒸发吸热的原理 (2) 生活中的应用实例 时长：2 分钟 液化 14 液化现象 在北方的冬天，可以看到户外的人不断呼出"白气"， 这是呼出的水蒸气遇到冷空气凝结成的小雾滴； 戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内，镜片会 蒙上一层小水珠，这是室内空气中的水蒸气遇到冷 镜片凝结成的。 液化的方法 实验表明，所有气体在温度降到足够低时都可以液化。 另外，在一定的温度下，压缩气体的体积也可以使 气体液化。 将气体液化的最大好处是体积缩小，便于储存和运输。 火箭中用作燃料和助燃剂的氢和氧，都是以液体状态 装在火箭里的。有些家庭利用石油加工时产生的可燃气 体做饭，这些气体也是液化后储存在钢瓶内的，称作 液化石油气 （图3.3-6）。 图3.3-5 昆虫和植物上的露珠 图3.3-6 液化石油气 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 学习了汽化，我们再来学习液化。 冬天呼出的"白气"、眼镜片上的水珠、清晨的露珠，都是液化现象。气体液化的方法有两种：降低温度和压缩体积。 要点：(1) 液化现象 (2) 液化的方法 (3) 液化石油气的应用 时长：3 分钟 液化放热 15 汽化吸热 ↔ 液化放热 液体汽化时要吸热，与此相反，气体液化时要放热。 注意 烧水、做饭的时候，水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重， 这是因为水蒸气和开水的温度虽然差不多，但是水蒸气液化的 时候还要放出大量的热。 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 与汽化相反，液化是放热过程。 这就是为什么水蒸气引起的烫伤往往比开水烫伤更严重——水蒸气液化时还要放出大量的热。同学们在生活中一定要注意安全。 要点：(1) 液化放热 (2) 水蒸气烫伤更严重的原因 时长：2 分钟 科学·技术·社会·环境 16 青藏高原上的"冰箱" 电冰箱制冷原理 电冰箱利用制冷剂作为热的"搬运工"， 把冰箱里的"热""搬运"到冰箱的外面。 制冷剂采用既容易汽化又容易液化的 物质，汽化时它吸热，液化时它放热。 图3.3-7是一种电冰箱的构造和原理图。 图3.3-7 一种电冰箱的原理图 热棒技术 热管技术不使用压缩机也能达到 同样的目的。在青藏铁路工程中， 铁路两侧竖立了许多热管。这种 热管又被称为热棒（图3.3-8）。 热棒是封闭的中空长棒，里面一般 填充低沸点的液态氨作为"制冷剂"。 图3.3-8 青藏铁路路基两侧的热棒 图3.3-9 热棒示意图 热棒工作原理 热棒下端插在冻土中，液态氨从冻土中吸热汽化成气态氨。 在寒冷的季节，气态氨上升到热棒上端，通过散热片向空气 中放热，变回液态氨，又沉入棒底。如此循环，冻土中的热 不断被散发出去，使地下冻土层温度降低、厚度增加。 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 汽化和液化的知识在生活中有很多重要应用。 电冰箱利用制冷剂的汽化和液化来搬运热量。青藏铁路的热棒技术，利用液态氨的汽化和液化来保持冻土低温，保护路基稳定。 要点：(1) 电冰箱制冷原理 (2) 热棒技术的应用 时长：3 分钟 练习与应用 17 1 清晨在校园里，我们经常会看到绿叶上有 晶莹的露珠，而课间活动时露珠又不见了。 在上述现象中，发生了哪些物态变化？ 2 在煎中药时，人们一般先用武火（大火）使 药液迅速沸腾，再改用文火（小火）使药液 保持沸腾。改用文火使药液保持沸腾时， 药液的温度会降低吗？为什么？ 3 在炎热、干燥的夏天，以前有人用以下方法 保存剩饭、剩菜。在通风的地方放一盆水， 在盆里放两块高出水面的砖头，砖头上搁一 只比盆小一点的篮子。篮子里放剩饭、剩菜， 再把一个薄毛巾或纱布袋罩在篮子上，并使 其边缘浸入水里（图3.3-10）。用这种方法保 存的食物，不容易因气温过高而很快变质。 试分析其中的物理原理。 图3.3-10 4 夏天，某同学从冰箱的冷藏室里取出一瓶 水。不一会儿，他发现瓶壁变湿了。如果马 上用毛巾擦，能将瓶壁擦干吗？为什么？ 5 吐鲁番是全国有名的"火炉"，常年高温少雨。 当地流行使用坎儿井，它大大减少了输水过 程中水的蒸发和渗漏。坎儿井由明渠、暗渠 和竖井组成（图3.3-11）。暗渠即地下水道， 是坎儿井的主体，宽约1.2 m。井的深度因 地势和地下水位的高低不同而有深有浅，最 深的井深度超过90 m。井内的水在夏季比 外界低5~10°C。请你分析一下坎儿井是如 何减少水的蒸发的。 图3.3-11 物理 八年级上册 | 第三章 物态变化 [过渡] 下面我们来做几道练习题，巩固今天所学的知识。 请同学们思考：露珠的形成和消失涉及哪些物态变化？煎中药时改用文火，药液温度会降低吗？坎儿井是如何减少水蒸发的？ 要点：(1) 巩固汽化和液化的概念 (2) 应用所学知识解决实际问题 时长：5 分钟 本节小结 汽化 物质从液态变为气态的过程 沸腾 液体内部和表面同时 发生的剧烈汽化现象 沸腾时温度保持不变（沸点） 需要不断吸热 蒸发 在任何温度下都能发生 只发生在液体表面 蒸发吸热有致冷作用 加快蒸发：升温、增大表面积、加快空气流动 液化 物质从气态变为液态的过程 液化方法 ① 降低温度 ② 压缩体积 液化放热 气体液化时要放热 水蒸气烫伤比开水更严重 核心规律 汽化吸热 ⇅ 液化放热 液态 ↔ 气态 相互转化的物态变化 18 [过渡] 最后，我们来总结一下今天学习的内容。 汽化是液态变气态，包括沸腾和蒸发两种形式，都需要吸热。液化是气态变液态，需要放热。记住：汽化吸热，液化放热。 要点：(1) 汽化和液化的定义 (2) 沸腾和蒸发的特点 (3) 汽化吸热、液化放热 时长：2 分钟 $