摘要:
该初中物理第三章“物态变化”知识清单系统覆盖温度、熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华四大核心内容,构建了从概念定义(如温度、物态变化)到测量工具(温度计、体温计)、实验规律(熔化凝固特点、沸腾条件)再到生活应用(常见温度值、自然现象)的递进式学习支架。
清单以分类梳理和实验导向呈现知识体系,如将温度计按用途分为体温计、实验室温度计等,熔化实验强调“水浴法加热”“搅拌器作用”等科学探究细节,通过晶体与非晶体熔化图像对比培养科学思维。特别设计“温度计使用‘一估二看五注意’步骤”“物态变化吸放热应用实例”(如夏天吃雪糕利用熔化吸热),帮助学生高效掌握重难点,教师可直接用于课堂教学或学生自主复习,提升学习实效。
内容正文:
第三章 物态变化教案
(一)温度
1,温度
(1)概念:物理学中通常把物体的冷热程度叫做温度。热的物体温度高,冷的物体温度低,温度相同的物体冷热程度相同。
(2)符号:摄氏温标用t表示,热力学温标用K表示(国际温标),华氏温标用℉表示。
(3)单位:摄氏度(℃)(摄氏温标),开尔文(K)(热力学温标),华氏度(℉)( 华氏温标)。
换算:开尔文=273.15+摄氏度; 摄氏度 = (华氏度-32)÷1.8
2.摄氏温度:
(1)规定:把标准大气压下或一个大气压下,冰水混合物的温度规定为 0℃,沸水的温度规定为 100℃,在 0℃-100℃之间分成 100 等份,每一等份就是 1℃。
(2)表示和读数规则:
0℃以上的温度,书写时可省略数字前面的“+”号,读作 “XX 摄氏度”或“零上 XX 摄氏度”;
0℃以下的温度,书写时数字前面加 “-” 号,读作 “负 XX 摄氏度” 或 “零下 XX 摄氏度”。
(3)宇宙中的最低温度为 - 273.15℃,这是一个只能无限接近而不能达到的最低温度,单位为开尔文(K)。0K=-273.15℃。(了解为主)
3.测量工具:
温度计, 寒暑表,电子数显温度,测温枪,热电偶温度计等。
4.生活中常见的温度值:
(1)标准大气压下冰水混合物的温度:0°C
(2)人的正常体温约:37°C
(3)标准大气压下沸水的温度:100°C
(4)水结冰时的温度:0°C
(5)人体感觉最舒适的温度:23°C左右
(6)绝对零度:−273.15°C
5,温度计
(1)用途:用来准确判断物体的冷热程度。
(2)工作原理:根据液体的热胀冷缩制成的。
由液柱长短体现温度高低即转换法
(3)构造:玻璃外壳、毛细玻璃管、玻璃泡、刻度、测温物质和单位。
毛细玻璃管 刻度 单位
玻璃泡 测温物质 玻璃外壳
(4)测温物质:一般为水银、酒精(乙醇)或煤油。
(5)分类:
按测温物质分:水银温度计、酒精温度计、煤油温度计。
按用途分:体温计、实验室温度计、寒暑表。
(6)温度计的构造特点:
细玻璃管的内径很细:其目的是能够通过玻璃管中液柱的变化显示被测物体温度的细微变化;因此可以使用更细的玻璃管提高精度。
玻璃泡的容积较大:其目的是在玻璃管的内径一定的情况下,由相同温度变化引起的液柱长度的变化越大,测量结果越准确, 因此可以使用更大的玻璃泡提高精度。
6,温度计的使用:
(1)使用前:“一估二看”
估计被测物体的温度,选择量程、分度值合适的温度计。
观察温度计的量程,即明确它所能测量的最高温度和最低温度,所测温度不能超出此范围。
观察温度计的分度值,即温度计上一小格所表示的数值,它反映了温度计的准确程度。
分度值为1℃
量程为-20至110℃
(2)使用时:要做到 “五注意”
手要拿温度计的上部,注意不能触及温度计的玻璃泡;
温度计的玻璃泡应全部浸入被测液体中;温度计的玻璃泡不能碰触容器壁或容器底;
温度计竖直放置,有刻度的一侧面向观察者;
待温度计的示数稳定后再读数;
读数时玻璃泡不能离开被测液体,视线要与温度计中液柱的上表面相平。
(3)使用后:要 “会记”
首先要确定零刻度线的位置
在用摄氏温度记录读出的温度值时,一定要注意温度有 “正”“负” 之分、即要区分零上温度值和零下温度值 (数字前要带负号)。
记录温度数值,不可漏写或错写单位。
7,体温计
(1)用途:测量人体的温度。
(2)认识体温计:测量液体,水银;量程,35-42℃;分度值,0.1℃。
(3)特殊构造:
体温计的玻璃泡与玻璃直管的连接处有一段特殊结构的狭道 —— 缩口,测量体温时,水银热膨胀可以通过细管;体温计离开人体时,水银冷收缩,从细管处断开,玻璃直管中的水银不能退回玻璃泡,故其离开人体也能显示人体的温度。
(4)使用方法:
(1) 使用前,应用力甩几下,使玻璃直管中的水银退回玻璃泡。
(2) 在给体温计消毒时,不可以用火焰、开水等高温物体消毒,需要使用酒精棉擦拭。
(3)读数时,应把体温计从腋下或口腔中取出;体温计的分度值是 0.1℃,读数时精确到 0.1℃。
(4)体温计在正常使用时,示数只升不降,当人体的温度高于体温计原示数时,体温计的示数上升,能够测量出人体的实际温度。
(二) 熔化和凝固
1. 物质的三种状态:
(1)固态:形状和体积固定,如钢铁、木头等。
(2)液态:体积固定,形状不固定,如水、酒精、汽油等。
(3)气态:形状和体积都不固定,如氢气、氧气等。
2. 物态变化:物质各种状态之间的相互转化叫物态变化。
固态
液态
气态
3. 水的三态及变化:
水有三种状态,分别是固态,如冰,霜冰,雹,雪,冰花等;液体,如水,露珠,雾;气态,如水蒸气,白气。这三种状态在一定的条件下,可以相互转化。
4. 辨析:
(1)物态变化只是物质的状态发生变化(物理变化有变),物质的种类没有发生变化(化学变化没有变)。
(2)物体只是形状发生改变不是物态变化。
(3)物态变化通常与物体的温度有关。
5.熔化和凝固
(1)熔化:物质从固态变成液态的过程叫熔化。如冰化成水。
凝固:物质从液体变成固态的过程叫凝固。如炽热的铁水冷却后变成各种零件。
(2)固体熔化时温度的变化规律:
有的物质(如海波),在熔化过程中虽然继续对它加热,但温度保持不变;
晶体熔化的条件:温度达到熔点,并持续吸热。
有的物质(如石蜡),在熔化过程中先变软,后变稀,最后熔化为液态,且持续加热,温度一直升高。
(5)液体凝固时温度的变化规律:
有的物质,如海波,在凝固过程中,持续对外放热,但温度保持不变。
晶体凝固的条件:温度达到凝固点,并持续放热。
有的物质,如石蜡,在凝固过程中,由稀变软,再变硬,不断向外放热,温度持续降低。
(3)熔化实验的注意事项极其特点
装置的组装顺序:自下而上;
水浴法加热:在探究固体熔化时温度的变化规律实验中,利用热水给加装入试管中的海波和石蜡,这种方法叫水浴法。优点:使物体均匀受热,减慢熔化过程,便于观察;
搅拌器的作用是使物质受热均匀;
陶土网的作用是使烧杯受热均匀。
相同点:
从固态变成了液态;
在熔化过程中都需要吸热。
不同点:
海波熔化时温度保持不变;(有固定的熔化温度)
石蜡熔化时,温度不断升高。(没有固定的熔化温度)
6.熔点和凝固点
(1)晶体和非晶体:
固体可分为晶体和非晶体。
晶体:有固定熔化温度的固体叫做晶体。如冰、萘、石英、明矾、海波、食盐、各种金属等。
非晶体:没有固定熔化温度的固体叫非晶体。如松香、玻璃、沥青、橡胶、塑料、石蜡、蜂蜡等。
晶体的熔化图像 非晶体的熔化图像
(2)熔点和凝固点:
熔点:晶体熔化时的温度叫熔点,非晶体没有确定的熔点。
凝固点:液体凝固成晶体时的温度叫做凝固点,非晶体没有固定的凝固点。
同一种晶体的熔点和凝固点相同。
7.熔化吸热和凝固放热
(1)熔化吸热
概述:固体在熔化过程中都要吸收热量,常用于制冷。
实例:夏天吃雪糕感觉凉快,是因为雪糕熔化时要吸收热量。
(2)凝固放热
概述:液体凝固时都要放出热量,常用于保温。
实例:冬天,北方地窖口放几桶水,目的是水凝固放热,使地窖中的蔬菜保存较长时间。
非晶体在熔化或凝固时也要吸热或放热,只是温度改变。
(3)晶体和非晶体在熔化(凝固)时的比较
相同点:熔化都要吸热;凝固都要放热。
晶体
熔化:有熔点,吸热,温度不变,固液共存
凝固:有凝固点,放热,温度不变,固液共存
非晶体
熔化:无熔点,吸热,温度升高,逐渐变软、变黏稠,最后成液态
凝固:无凝固点,放热,温度下降,逐渐变稠、变硬,最后成固态
(三) 汽化和液化
1.汽化
(1)汽化:物质从液体变为气态的过程叫汽化。
(2)汽化有两种方式,蒸发和沸腾。
(3)汽化要吸热。
2.沸腾
(1)概念:在一定温度下,发生在液体表面和内部剧烈的汽化现象。
(2)水沸腾前后的现象:
水沸腾前后的声音:水沸腾前声音大;水沸腾时声音小。
水沸腾前后的气泡的变化:沸腾前,气泡自下而上逐渐变小;
沸腾时,气泡自下而上逐渐变大。
水沸腾前后温度的变化:沸腾前温度不断升高;沸腾时不断吸热但温度不变。
3. 实验注意事项:
(1)安装装置时应自下而上。
(2)酒精灯应用外焰加热,因为外焰温度最高。
(3)杯中水量要合适:水量太少不容易测量水温,且沸腾现象不明显;水量太多会造成加热时间长。
(4)缩短加热时间的方法:①适当减少水量;②给杯口加盖,减少热量的散失。
4. 水沸腾的特点:
沸腾前不断吸热、温度升高;
水沸腾时不断吸收热量,但温度不变。
5. 沸点:液体沸腾时的温度叫沸点。
(1)不同的液体沸点不同;
(2)同种液体沸点与气压有关:气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。
(3)标准大气压下,水的沸点为 100℃。
6. 沸腾的条件:
(1)温度达到沸点;(2)继续吸热。
7. 液体沸点与气压的关系:
液体上方气压越大,沸点越高;
气压越小,沸点越低。
8.蒸发
(1)概念:在任何温度下只发生在液体表面的缓慢的汽化现象叫蒸发。
(2)蒸发的特点:
在任何温度下都可以发生;
只发生在液体的表面;
汽化速度缓慢;
9. 影响蒸发快慢的因素:
(1)温度:其它条件相同的情况下,温度越高,蒸发越快;温度越低,蒸发越慢。
(2)表面积:其它条件相同的情况下,液体表面积越大,蒸发越快;液体表面积越小,蒸发越慢。
(3)液体表面上方的空气流速:其它条件相同的情况下,液体表面上方的空气流速越大,蒸发越快;液体表面上方的空气流速越小,蒸发越慢。
10. 蒸发吸热致冷:
蒸发过程要吸热,可使周围的物体或环境的温度降低,所以蒸发有吸热致冷的作用。
11.液化
(1)概念:物体由气态变为液态的过程叫液化.液化放热。
(2)液化有两种方式:
降低温度:所有气体在温度足够低的情况下都可以液化。
压缩体积:在常温下,用压缩体积的方法可以使一部分气体液化。
12. 液化的优点:使体积缩小,便于储存和运输。
13. 生活实例:
露,雾.白气等。
(四) 升华和凝华
1.升华:物质从固态直接变成气态的过程叫升华, 升华吸热。
2. 常见的升华现象:樟脑丸变小到消失;白炽灯丝变细;固态碘变为碘蒸气;冰变为水蒸气;干冰消失; 冰冻的衣服晾干等;日光灯会变黑。
3. 应用
冷冻疗法,冷藏食物,舞台烟雾,消防灭火,人工降雨等。
4.凝华:物质从气态直接变成固态的过程叫凝华, 凝华放热。
5. 凝华和凝固所形成的固体特征不同,凝华形成的固体疏松多孔,如雪、雾凇、冰花(温度高的一侧)、霜等,而凝固形成的固体坚硬、结实,如冰。
6. 常见的凝华现象:凡涉及霜、冰晶、冰花、雾凇、灯泡变黑、碘蒸气凝结都属于凝华现象。
7. 自然现象相关
(1)霜、雪:霜是地表水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶;高空的水蒸气凝华成小冰晶,聚集后降落形成雪。
(2):地面水汽化成水蒸气,热空气上升遇冷,水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶,大量小水滴、小冰晶悬浮高空形成云。
8. 吸放热总结:升华吸热,凝华放热。
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