3.3 汽化和液化（第2课时）（教学设计）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦汽化（蒸发）和液化核心知识，通过“气态氢如何变为液态氢”的问题导入，衔接前序汽化内容，构建“液态与气态转化”知识支架，梳理蒸发特点、液化方法及吸放热规律。 资料以实验探究为核心，设计酒精蒸发吸热、影响蒸发快慢等学生实验，结合电冰箱、青藏铁路热棒等生活实例，培养科学探究与科学态度。通过比较蒸发与沸腾异同渗透科学思维，助力学生建立物理观念，为教师提供清晰教学流程与实践素材。

第3节 汽化和液化（第2课时）（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第3节 汽化和液化 教学 目标 物理观念 知道液态与气态可以相互转化，知道汽化、液化及其过程中的吸热、放热现象。知道液体沸腾前后温度变化的特点及条件。知道影响液体蒸发快慢的因素，知道液体蒸发有制冷作用。 科学思维 经历探究水在沸腾前后温度变化的特点的过程，初步体会归纳推理的思维方法。经历认识汽化、液化的两种方式的过程，体会比较与分类的方法。 科学探究 经历探究水在沸腾前后温度变化特点的实验，深化对于问题、证据、解释、交流的探究要素的认识，体会用图像描述物理规律的方法。 科学态度 与责任 在科学探究的过程中，有尊重事实、规范操作、团结协作的态度和意识；在用汽化和液化知识解释常见现象的过程中，感受物理与生活和社会的密切联系。 教材 分析 根据课程标准的要求，教材设置了沸腾、蒸发、液化三部分内容。汽化、液化和沸点是本节的重要概念。本节涉及的现象、规律等内容的学习应迁移前面学习熔化、凝固的思路和方法。通过认识汽化、液化现象的过程，使学生意识到从温度、吸热或放热两条主线认识物态变化现象的思路，为后面学习升华和凝华现象做好铺垫。 本节的“探究水在沸腾前后温度变化的特点”是课程标准要求的学生必做实验，是让学生体会归纳推理的思维方法以及进一步体会运用图像法描述物理量之间关系的良好载体。本节内容与学生的生活实际及社会生产密切相关，是让学生感悟物理学是与生活、社会、科技有紧密联系的自然科学的良好载体。 本节的重点是通过实验探究归纳水沸腾前后温度变化的特点，应让学生明确实验中需要观察和记录的物理量及实验现象，通过分析概括得出实验结论。 学情分析 本节课的授课对象为八年级学生，他们的思维正处于从具象感知向抽象逻辑过渡的关键阶段。此前学生已经掌握了温度测量、汽化现象的相关知识，对水沸腾、蒸发等生活场景有充足的感性认知，也见过雨雾、“白气”、玻璃起雾等液化现象，但大多停留在直观感受层面，并未建立起科学的物理概念。 学生普遍存在典型的认知误区，比如误将肉眼可见的“白气”当成水蒸气，无法准确判断冬季窗玻璃水雾的附着侧，也难以理解液化过程的放热本质。同时，这一阶段的学生好奇心强、乐于动手，但在现象观察的细致度、规律归纳的严谨性上仍有不足，对“高温水蒸气遇冷液化”的核心逻辑容易混淆。 因此教学中需要依托生活化的小实验，把抽象的液化原理转化为可感知的现象，针对性纠正前概念偏差，引导学生逐步完成从感性体验到理性认知的过渡。 教学重点 液化及其过程中的放热现象。 教学难点 电冰箱和热棒中的物态变化。 教学 器材 塑料袋、酒精、水槽、热水、铁架台、酒精灯、火柴、陶土网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、秒表、烧瓶等。 课件。包含视频资料：①视频演示—《观察塑料袋的变化》；②演示实验—《研究水沸腾时温度的变化规律》；③演示实验—《纸锅烧水》；④视频讲解—《熔化和凝固的条件》；⑤课堂总结—《熔化和凝固》。 教学过程 导入新课 【问题】液态氢是火箭最佳的一种液态燃料，氢在通常情况下是气态。 想一想：气态氢是怎么变为液态的呢？ 学习新课 一、蒸发 1. 蒸发 【学生活动】思考：杯子里的水、晾在阳光下的湿衣服、洒了水的地面，温度没有达到水的沸点也会变干。这是为什么？ 【师生分析归纳】 （1）这是由于水发生了蒸发，变成了气体。 蒸发：在任何温度下都能发生的汽化现象叫作蒸发。 （2）蒸发的特点 ①蒸发不受温度限制，在任何温度下都能发生。 ②蒸发只发生在液体的表面，是缓慢的汽化现象。 2. 蒸发吸热 【学生活动】实验：把酒精反复涂在温度计的玻璃泡上，用扇子扇，温度计读数有什么变化？如果温度计上不涂酒精，用扇子扇，温度计读数会变化吗？ 【师生分析归纳】 实验现象：用扇子扇，涂酒精的温度计的读数降低；不涂酒精的温度计读数不变。 实验结论：液体蒸发吸热。 液体蒸发时，要从周围的物体吸收热量，致使液体及周围的物体温度降低，因此蒸发有制冷作用。液体蒸发得越快，制冷效果越好。液体蒸发制冷有许多实际应用，如医生常用酒精擦拭人体，给发烧患者降温；夏天在地面上洒水会感到凉爽等。 3. 影响蒸发快慢的因素 【学生活动】思考：影响蒸发快慢的因素有哪些？根据生活经验分析。 ①将湿衣服晾晒在阳光下和树荫下，哪种情况下会先干呢？ ②将湿衣服分别卷起来和摊开晾晒，哪种情况下会先干呢？ ③将湿衣服分别放在通风与无风处，哪种情况下会先干呢？ 【师生分析】根据生活经验知道：蒸发的快慢可能与液体的温度、表面积和表面上气体的流动等因素有关。 【演示实验】探究影响蒸发快慢的因素。 ①在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的酒精，如图A、B、C、D所示。其中，B被摊开表面积变大；C与A的表面积相同，但用灯加热；D与A的表面积相同，用扇子使表面上方空气的流动加快。 ②并测出它们变干所用的时间分別为200s、100s、50s、80s。 【实验结论】 液体的温度越高、液体的表面积越大、液体表面上空气流动越快，蒸发越快。 4. 蒸发与沸腾的异同点 【学生活动】完成下表的填写，比较蒸发与沸腾的异同点。 蒸发 沸腾 不同点 发生的部位 只在液体表面进行 在液体内部和表面同时进行 汽化快慢 缓慢 剧烈 温度条件 在任何温度下均可发生 只在一定温度下进行，且与气压有关 相同点 物态变化类型 都属于汽化现象 吸热放热情况 都是吸热过程 【例题1】在劳动实践活动中，同学们采取了一系列的措施，其中为了加快蒸发的是（　A　） A．将收割的小麦摊开晾晒 B．植树时剪掉多余的枝叶 C．培育小麦苗时盖上地膜 D．将蔬菜裹上保鲜膜放入冰箱贮存 【详解】A．将收割的小麦摊开晾晒，加大了液体的表面积、提高了液体的温度，可加快蒸发，故A符合题意； B．植树时剪除大量多余枝叶，减小了蒸发的面积，可减慢蒸发，故B不符合题意； C．培育小麦苗时盖上地膜，是减慢了麦苗液面上方的空气流动，可减慢蒸发，故C不符合题意； D．将蔬菜裹上保鲜膜贮存，是减慢了蔬菜液面上方的空气流动，可减慢蒸发，故D不符题意。 【例题2】如图所示，《天工开物》记录了我国古代的传统手工技术。 （1）人们晾晒豆株时要尽量将豆株铺开，这是通过增大液体 的方法来加快液体蒸发的速度。 （2）小明想探究影响水蒸发快慢的其他因素，如图所示，他在三块完全相同的玻璃板上各滴一滴质量相等的水；通过A、B两图可探究水蒸发快慢与水的 是否有关。 （3）影响水蒸发快慢的因素除了题中涉及到的以外还可能与 有关。 （4）本实验用到的基本方法是 （填探究方法）。 【答案】（1）表面积；（2）温度；（3）环境湿度；（4）控制变量法。 【详解】（1）将豆株铺开，是增大了豆株与空气的接触面积，即增大了豆株上的水与空气的接触面积，即增大液体表面积，达到加快液体蒸发速度的目的。 （2）A、B两图中，只有液体的温度不同，故探究的是水蒸发快慢与水的温度的关系。 （3）A、C两图中，液体上方的空气流速不同，故可以探究“水蒸发快慢与水上方的空气流速的关系”，故本题中涉及到了水蒸发快慢的因素有液体的表面积、液体的温度和液体上方的空气流速。在阴雨天，环境湿度较大，水蒸发的较慢，在晴朗的天气，空气较干燥，环境湿度较小，水蒸发的较快，故环境湿度也会在一定程度上影响水蒸发的快慢。 （4）控制变量法就是一个因素受到多个变量的影响时，往往控制无关变量不变，仅改变目标变量进行观察分析的一种方法。本题中水的蒸发快慢与三个因素有关，在探究时，往往被探究的因素发生变化，而其他两个因素控制不变，是控制变量法的一种应用。 学习新课 二、液化 1. 液化方法 （1）探究液化的方法 【学生活动】思考以下问题并回答。 ①北方的冬天，为什么可以看到室外的人不断地呼出“白气”？这说明什么？ ②戴眼镜的人从寒冷的室外进入温暖的室内，为什么镜片上会出现一层小水珠。这说明什么？ ③液化石油气在通常情况下是气态，为什么会以液体状态储存在钢瓶内？是靠什么方法变为液态的？ ④氢和氧在通常情况下是气态，为什么会以液体状态储存在罐子中？是靠什么方法变为液态的？ 【师生分析】 ①这是因为呼出的水蒸气遇到冷空气液化成了雾状小水滴。说明降低温度，可以液化。 ②这是室内的水蒸气遇到温度比较低的镜片液化成了小水滴。说明降低温度，可以液化。 ③石油气是在一定温度下，压缩体积使气体液化。说明压缩体积，可以使气体液化。 ④氢和氧是在一定温度下，压缩它们的体积使其液化。说明压缩体积，可以使气体液化。 【师生归纳】液化的两种方法： ①降低温度。所有气体在温度降到足够低时都可以液化。 ②压缩体积。有的气体单靠压缩体积不能液化，必须同时使它降低到一定温度，如氮气。 【学生活动】列举自然界的一些液化现象。 ①露：秋天的早上，人们有时会看到路边的草、树叶或昆虫身上结有露珠。是因为傍晚或夜间，地面附近或地物的温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，依附在树叶或昆虫身上，就形成了露珠。 ②雾：雾是空气中的水蒸气遇冷液化成的小液滴附着在空气中土壤、灰尘颗粒上形成的。 2. 液化放热 【学生思考】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，为什么？ 【分析总结】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。理论与事例表明：气体液化放热。 【演示实验】探究——液化放热。 如图所示，在烧屏中注入适量的水，用酒精灯加热。在瓶口上方倾斜放置一个金属盘，观察金属盘的底面，你看到了什么现象？（室温较高时，可在金属盘上放一些冰块）用手试摸金属盘时，感觉金属盘的温度有什么变化？ 现象与分析：有许多水滴附着在金属盘的底面，并不断往下滴。用手试摸金属盘时，感觉金属盘温度升高。 【实验结论】（1）液化需要降低气体温度；（2）水蒸气液化时放热。 【例题3】如图是电影哪吒2中，海水灌入海底炼狱和高温岩浆相触瞬间产生大量“白气”的情景，下列现象中和图中“白气”产生的原因相同的是（　B　） A．湖水结成冰 B．露珠的形成 C．钢铁化成“水” D．湿衣服变干   【详解】海水灌入海底炼狱和高温岩浆相触瞬间产生大量“白气”，是液化现象； A．湖水由液体凝固成固态结冰，是凝固现象，故A不符合题意； B．露珠的形成，是空气中水蒸气遇冷后液化为液态的小水滴，故B符合题意； C．钢铁化成“水”，是由固态变为气态的熔化现象，故C不符合题意； D．湿衣服变干，是由液态变为气态的汽化现象，故D不符合题意。 故选B。 【例题4】如图所示，医学上针对外伤的疼痛常用“冷疗法”治疗。喷雾剂使用的材料是氯乙烷，它的装瓶是采用__________的方法使其在常温下液化；使用时，对准人的伤口处喷射，液态的氯乙烷在皮肤表面迅速_______（填物态变化名称）同时_______（选填“吸收”或“放出”）大量的热，起到镇痛的作用。 【答案】压缩体积，汽化；吸热 【详解】使气体液化的方法有两种：一是降低温度，二是压缩体积。要想在常温下让氯乙烷烷从气态变为液态，我们可采取加压的方法使其在常温下液化。 当液态的氯乙烷喷出遇到温度较高的皮肤时，会迅速汽化为气态，液态的氯乙烷汽化时吸收大量的热量，会使人体受伤部位的内能减小，温度降低。 【例题5】如图所示是模拟大自然中雨的形成的实验装置图。 （1）往烧瓶中注入适量的热水，点燃酒精灯给烧杯加热，观察从烧瓶口冒出时生成的“白雾”。往瓶口的上方，倾斜着放置一金属盘，一段时间后，观察到金属盘的底部出现水滴，握金属盘手的感觉是 ，说明了 ； （2）加热时烧瓶里的水发生的是 现象，金属盘底部出现的水发生的是 现象（上述两空均填物态变化）。某同学在观察烧瓶中的水沸腾时，从瓶口喷出一股“白气”，在最靠近瓶口的地方反而看不见“白气”，这是为什么？ （3）自然界中雨的形成过程所与实验展示的水的变化类似：水蒸气与热空气一起上升，在高空 液化凝结成雨落下。 【答案】（1）变热，液化放热；（2）汽化，液化；瓶口温度较高，水蒸气不容易液化；（3）遇冷。 【详解】（1）烧杯中汽化的水蒸气上升遇到冷金属盘就会液化形成小水滴，由于液化放热，金属盘吸收热量，温度升高。 （2）烧杯里的水吸热汽化变成水蒸气，水节气上升遇冷液化成小水珠。 白气是水蒸气在上升过程中遇冷液化而成的小水珠，因为最靠近瓶口的地方温度较高，所以水蒸气不容易产生液化。 （3）自然界中雨的形成是水蒸气与热空气一起上升，在高空遇冷液化凝结成雨落下。 学习新课 三、青藏高原上的“冰箱” 我国的青藏铁路是世界上海拔最高的铁路。铁路穿过多年冻土区时，为了减小冻土因融化对路基产生的影响，需要使冻土保持低温。你知道工程师是采用了什么技术攻克这个难题的吗? 在回答这个问题前，我们先来了解一下电冰箱制冷的原理。 1. 电冰箱制冷的原理 【学生活动】阅读教材第75页《青藏高原上的“冰箱”》。思考： （1）液态制冷剂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子，发生的是什么物态变化？是吸热还是放热？ （2）液态制冷剂生成的蒸气被压缩机压入冷凝器，发生的是什么物态变化？是吸热还是放热？ 【师生分析归纳】 液态制冷剂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子，在这里汽化、吸热，使冰箱内温度降低。之后生成的蒸气又被压缩机压入冷凝器，在这里液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。制冷剂这样循环流动，冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。 一种电冰箱的原理图 热棒示意图 2. 利用热管技术获得低温 【学生活动】阅读教材第75页《青藏高原上的“冰箱”》。思考：青藏铁路路基两侧的热棒中填充低沸点的液态氨，是怎样像“冰箱”一样使地下冻土层温度降低、厚度增加的？ 【师生分析归纳】 如图所示，热棒的下端插在冻土中，液态氨从冻土中吸热汽化成气态氨。在寒冷的季节，气态氨上升到热棒的上端，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，热棒就可以像“冰箱”一样使地下冻土层温度降低、厚度增加。 【例题6】如图是铺在青藏铁路冻土区路基两侧的“热棒”示意图。为了保持路基冻土不熔化，使用它能对路基进行主动 （选填“升温”或“降温”）。在热棒内封装有一定量的氨，棒内下端的氨发生的物态变化是 ；棒内上端的氨发生物态变化时 （选填“吸热”“放热”或“既不吸热也不放热”）    【答案】 降温 汽化 放热 【详解】装在热棒下端的液态氨在路基温度升高时会汽化，从路基内部吸热，使路基温度降低，冻土就不会熔化。棒内上端的氨气遇冷液化，液化过程中要放热。 【例题7】环戊烷是一种既容易液化又容易汽化的物质，而且环保。现在市场上的一种环保电冰箱就是利用环戊烷替代氟利昂进行工作的，如图所示，环戊烷液体在管子里流动，当它流到冷冻室时就会发生 变成气体，从而吸收热量，食物放入冰箱内温度逐渐下降。压缩机通过 的方法使环戊烷液化。 【答案】 汽化 压缩体积 【详解】环戊烷是一种既容易液化又容易汽化的物质，当它流经冷冻室时就会由液态变成气态，发生汽化现象，吸收热量，使冰箱内的温度降低，从而达到冷藏的效果。 压缩机通过压缩体积的方法使气态的环戊烷压缩为液态环戊烷，是液化现象。 巩固练习 1．卫星发射时，火箭点火升空刹那间，可看到发射平台升腾起大量白雾，这是喷水系统前后发生的物态变化是（　　）    A．仅液化 B．仅汽化 C．先液化后汽化 D．先汽化后液化 【答案】D 【详解】水池中的水先吸热汽化成水蒸气，水蒸气上升过程中遇冷放热成水珠，产生白气，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2．“不是省油的灯”这句俗语已经广泛流行于人们的日常交流中，那你有没有想过一个问题，“省油的灯”到底长什么样子呢？图甲即为我国古代的“省油灯”，图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水，有助于减慢油的蒸发，达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法，下列说法正确的是（　　） A．降低油的温度 B．减小油的表面积 C．减少油表面空气流动速度 D．增加油的表面积 【答案】A 【详解】油在燃烧的过程中，温度升高，会不断地蒸发，在灯盏上方容器中盛油，在夹层中注水以降低油的温度，减少了油的蒸发，达到省油的效果，故A正确，BCD错误。 故选A。 3．小铭发现，对着手吹气时会感觉凉爽，对着手哈气时，会感觉暖和。以下有关说法正确的是（　　） A．对着手吹气时，加快了空气流速和汗液的升华 B．对着手吹气时，是放热过程，有致冷作用 C．对着手哈气时，使环境中的水蒸气在手中液化 D．对着手哈气时，物态变化与露的形成相同 【答案】D 【详解】AB．对着手吹气，加快了手表面空气的流动速度，加快手面上水蒸气的蒸发，而蒸发吸热有致冷作用，所以手感觉到凉爽，故AB错误； CD．对着手哈气，哈出来的热的水蒸气遇到冷的手液化放出热量，于是手感到温暖，而露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，所以与哈气过程中的物态变化相同，故C错误，D正确。 故选D。 4．据《天工开物》记载，可从朱砂矿石中提炼水银（液态汞）。如图所示，给密闭锅内的砂矿石加热，就会在倒扣的锅壁上布满水银。在倒扣锅壁上形成水银的物态变化是（　　） A．凝固 B．凝华 C．液化 D．汽化 【答案】C 【详解】砂矿石被加热时，其中的汞元素可能会以气态的形式释放出来。这是因为加热使得汞元素获得了足够的能量，从固态或液态转变为气态。随后，这些气态的汞遇到温度较低的倒扣锅壁时，会失去能量并转变为液态，即发生液化现象。这是因为锅壁的温度低于汞的沸点，使得气态汞无法维持其气态状态，从而转变为液态。因此，在倒扣锅壁上形成水银的物态变化是液化，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 5．小华用如图所示的器材探究液体蒸发的特点。 （1）由现象 可知，酒精蒸发时会吸收热量。 （2）比较温度计b和c 的示数，可以得出：液体蒸发的快慢与 有关。 【答案】（1）温度计b的示数低于温度计a 的示数；（2）液体表面空气流动的速度 【详解】（1）温度计b蘸酒精，酒精易挥发，比较温度计a和b的示数，温度计b的示数低于温度计a的示数，则说明酒精蒸发时会吸收热量。 （2）比较温度计b和c的示数，温度计c示数低于温度计b示数，温度计b、c的主要区别是液体表面空气流速不同，说明蒸发的快慢与液体表面的空气流动速度有关，空气流速越大，蒸发越快。 6．如图所示，是“观察水蒸气液化”的实验装置图。 （1）往试管中注入适量的热水，点燃酒精灯给试管加热，往瓶口的上方，倾斜着放置一金属盘，一段时间后，观察到金属盘的底部出现水滴。金属盘底部出现的水滴是因为发生了 现象； （2）短时间内要在金属盘的底面上产生更多的水滴，可以采取的措施有： ； （3）冬天，在炉子上烧菜的时候，火焰熄灭前、后的瞬间会出现如图甲、乙所示的两种情景，你可以确定图 是火焰熄灭后的情景。 【答案】（1）液化；（2）往金属盘中加适量的冰块；（3）甲 【详解】（1）金属盘底部出现的水滴是因为水蒸气液化现象。 （2）为了产生更多的水滴，就要让更多的水蒸气发生液化，温度低一些更容易液化，所以降低金属盘底部的温度可以产生更多的水滴，可以在金属盘上放一些冰块。 （3）冬天，在炉子上烧菜的时候，火焰熄灭前温度比较高，水蒸气不容易液化，所以“白气”少；火焰熄灭后的一瞬间，锅的上方仍有大量水蒸气，但火焰熄灭后温度降低了，所以水蒸气发生液化形成了“白气”，所以“白气”多的甲是火焰熄灭后的情景。 板书设计 第3节 汽化和液化 三、蒸发  1. 蒸发：在任何温度下而且只在液体表面发生的缓慢的汽化现象。 2. 影响蒸发快慢的因素： ①液体表面的温度；②液体的表面积；③液体表面上的空气流动速度。 3. 蒸发吸热。  四、液化  1. 液化：物质从气态变成液态的过程叫做液化。  2. 液化的方法：①降低温度；②压缩体积。 3. 液化放热。 五、电冰箱与热棒  1. 电冰箱制冷原理：制冷剂在冷冻室汽化吸热；在冷凝器液化放热。  2. 热棒制冷原理：液态氨从冻土中吸热汽化成气态氨；气态氨上升到热棒的上端，通过散热片向空气中放热，变回液态氨。 课堂总结 第3节 汽化和液化 作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $