1.4 升华和凝华（教学设计）物理新教材北师大版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦升华和凝华核心知识点，通过“泼水成冰”情景导入引发疑问，以碘的物态变化实验为核心，衔接已学的固液、液气变化，构建完整的六种物态变化知识体系。 此资料以科学探究为特色，通过碘锤实验让学生观察固气直接转化，结合干冰应用实例培养科学思维，人造雾凇实践活动强化物理观念，既提升学生学习兴趣和探究能力，也为教师提供丰富教学资源，助力高效课堂。

1.4 升华和凝华（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 1.4 升华和凝华 教学 目标 物理观念 能说出升华、凝华的定义，列举生活中的实例，明确升华吸热、凝华放热；能把六种物态变化及其吸放热情况归纳成整体。 科学思维 能分析较复杂情境中的物态变化，把升华、凝华与熔化、凝固、汽化、液化区分开。 科学探究 经历“探究碘的物态变化”的观察过程，能根据碘的熔点设计避免熔化的加热方案，学会从现象推断物态变化。 科学态度 与责任 了解升华和凝华在水循环中的作用以及干冰在生产生活中的应用，增强节水意识和用物理知识解释自然现象的兴趣。 教材 分析 本节是北师大版八年级上册第一章《物态及其变化》的第四节，也是六种物态变化的最后一环。前面三节学生已经学过固液之间、液气之间的转化，本节研究固态与气态之间的直接转化。教科书以“探究碘的物态变化”为核心活动，让学生亲眼看到固态碘不经过液态直接变成紫色蒸气、蒸气遇冷又直接变回固态，从而建立升华和凝华的概念；再通过樟脑丸变小、冰冻衣服变干、霜和冰花的形成等实例加以巩固。学完本节应及时把六种物态变化连成一个整体，这既是本章的收尾，也是中考的高频考点。 本节内容由“探究碘的物态变化”“升华”“凝华”三部分构成。升华和凝华的定义、实例及吸放热规律是这节课的重点；判断复杂情境中的升华、凝华现象并理解它们在水循环中的作用是这节课的难点。 学情分析 1. 知识储备分析：学生已经掌握熔化、凝固、汽化、液化四种物态变化，具备了从现象判断状态变化的基本经验；但对“固态可以不经过液态直接变成气态”缺乏直观印象，容易把樟脑丸变小误认为先熔化再蒸发。 2. 思维能力分析：八年级学生能模仿前几节的分析方法判断状态变化，但遇到“雾、露、霜、雪、冰花”等相似现象时容易混淆，需要抓住“变化前是什么状态、变化后是什么状态”这一根本方法逐一辨析。 3. 学习兴趣与态度分析：碘锤实验现象鲜明、干冰实验效果震撼，学生兴趣浓厚；但要提醒学生碘蒸气有毒、干冰会冻伤皮肤，实验时必须遵守安全规范。 教学重点 升华和凝华的定义及生活中的实例；升华吸热、凝华放热；六种物态变化及其吸放热规律的整体梳理。 教学难点 判断较复杂情境中的升华、凝华现象，把它们与熔化、汽化、液化区分开；理解升华、凝华在水循环中的作用。 教学 器材 碘锤（或装有碘的玻璃管）、烧杯、热水、冷水、酒精灯；樟脑丸、干冰、镊子、耐热玻璃瓶、松枝；白炽灯泡（用旧的、内壁发黑的）。 多媒体ppt，包含视频：《碘的升华与凝华》《干冰的妙用》等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【情景】在东北的严冬，人们把一杯滚烫的开水用力泼向空中，水立刻化作漫天白雾——这就是美丽的“泼水成冰”。 【提出问题】“泼水成冰”真的是水直接变成了冰吗？这中间发生了怎样的物态变化？ 【引入】要回答这个问题，先要认识两种新的物态变化。这节课我们就通过碘的实验来研究固态与气态之间的直接转化。 观看“泼水成冰”的情景，产生疑问。 猜想其中包含的物态变化。 进入新课情景。 学习新课 一、探究碘的物态变化 1. 实验过程 把装有少量固态碘的玻璃管（碘锤）放入热水中加热，观察碘的变化；再把它放入冷水中，观察管内的变化。 【现象】加热前，管内是紫黑色的固态碘；受热后，管内出现紫色的碘蒸气，固态碘逐渐减少；放入冷水后，紫色的碘蒸气逐渐消失，管壁上出现细小的碘颗粒。 2. 分析 整个过程中始终没有看到液态的碘。已知碘的熔点是113.5 ℃，实验用热水加热，水温不超过100 ℃，达不到碘的熔点，碘不可能熔化。 【结论】固态的碘可以直接变成气态，气态的碘也可以直接变回固态。 【安全提醒】碘蒸气有毒，实验时要用封闭的碘锤，不能打开玻璃管闻或触摸。 观察碘锤中碘的三次变化并描述现象。 根据碘的熔点分析实验中碘有没有熔化。 归纳出固态与气态可以直接转化。 学习新课 二、升华 1. 定义 物质由固态直接变为气态的过程，称为升华。升华过程要吸收热量。 2. 生活中的升华现象 （1）固态碘受热时直接变成紫色的碘蒸气； （2）放在衣柜里的樟脑丸过一段时间变小，最后消失； （3）冬天室外结冰的衣服，温度在0 ℃以下也能慢慢变干——冰直接变成了水蒸气。 3. 升华的应用——干冰 干冰是固态二氧化碳，在常温下会迅速升华并吸收大量热量。 （1）降温保鲜：食品运输中放入干冰，干冰升华吸热使周围温度降低，食品得以保鲜； （2）舞台造景：干冰升华吸热使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成大量小水滴，就形成了舞台上的“白雾”； （3）人工降雨：把干冰撒入高空云层，干冰升华吸热使云层温度骤降，高空的水蒸气凝华成小冰晶、水滴凝固成小冰粒，下落过程中熔化成雨水。 【注意】舞台上的“白雾”不是二氧化碳气体，而是空气中的水蒸气液化成的小水滴。 说出升华的定义，知道升华吸热。 举出生活中的升华实例。 解释干冰保鲜、舞台白雾、人工降雨的原理。 学习新课 三、凝华 1. 定义 物质由气态直接变为固态的过程，称为凝华。凝华过程要放出热量。 2. 生活中的凝华现象 （1）碘蒸气遇冷后直接变成固态的碘附着在管壁上； （2）秋冬早晨草叶上的霜、树枝上的雾凇； （3）冬天玻璃窗内侧的冰花——是室内的水蒸气遇到冷玻璃凝华形成的，所以冰花长在玻璃的内侧。 3. 解密“泼水成冰” 泼出去的热水会更快地蒸发，产生大量水蒸气；这些水蒸气遇到极冷的空气时，直接由气态变成微小的冰晶（凝华），形成“雾状冰粒”，看起来蓬松、范围大。所以“泼水成冰”并不是那杯水整体冻成了冰。 4. 灯泡为什么会变黑 白炽灯泡的钨丝在高温下升华变成钨蒸气，灯丝因此变细；钨蒸气遇到温度较低的玻璃泡后放热凝华，变成固态的钨颗粒附着在内壁上，灯壁就变黑了。灯泡变黑同时包含了升华和凝华两个过程。 5. 实践活动——人造雾凇 准备耐热玻璃瓶、一小段松枝、适量樟脑球。把研磨后的樟脑球放入瓶中，放入小松枝后盖上瓶盖，用酒精灯对玻璃瓶缓慢加热。可以看到瓶内壁浮现出冰花，松枝上挂满洁白的“霜”，宛如雾凇——樟脑先升华成蒸气，遇到较冷的瓶壁和松枝又凝华成固态。 【例题1】　如图所示的物理现象，下列说法正确的是（　　） A．甲图中江面上的雾是汽化现象 B．乙图中蜡烛燃烧流出的“烛泪”是液化现象 C．丙图中寒冷的冬季玻璃上的“冰花”是凝固现象 D．丁图中寒冷的冬季雪人逐渐变小是升华现象 【答案】D 【详解】甲图中江面上的雾，是空气中的水蒸气遇冷变成的小水滴，由气态变为液态，是液化现象，A错误；乙图中蜡烛燃烧流下的“烛泪”，是固态的蜡受热变成了液态，是熔化现象，B错误；丙图中冬季玻璃上的“冰花”，是室内温度较高的水蒸气遇到冰冷的玻璃直接变成的小冰晶，由气态直接变为固态，是凝华现象，C错误；丁图中寒冷的冬季气温在0 ℃以下，雪人不会熔化却一天天变小，是固态的冰直接变成了水蒸气，是升华现象，D正确。故选D。 说出凝华的定义，知道凝华放热。 举出霜、雾凇、冰花等凝华实例。 解释“泼水成冰”和灯泡变黑的成因。 动手做人造雾凇实验，做例题1。 学习新课 四、六种物态变化的梳理 1. 六种物态变化 熔化：固态→液态，吸热；凝固：液态→固态，放热。 汽化：液态→气态，吸热；液化：气态→液态，放热。 升华：固态→气态，吸热；凝华：气态→固态，放热。 2. 记忆方法 把固、液、气三态排成一行：固—液—气。凡是向“气”的方向变化（熔化、汽化、升华）都要吸热；凡是向“固”的方向变化（凝固、液化、凝华）都要放热。判断时只要问两句话：变化前是什么状态？变化后是什么状态？ 3. 常见现象的归类 雾、露、“白气”——水蒸气液化成的小水滴；霜、雾凇、冰花、雪——水蒸气凝华成的小冰晶；冰冻衣服变干、樟脑丸变小、干冰变少——升华。 4. 水循环中的物态变化 江河湖海中的水汽化成水蒸气上升到高空；水蒸气遇冷液化成小水滴、凝华成小冰晶，聚成云；小水滴变大后降落成雨，小冰晶下落时熔化成雨、不熔化则成雪；落到高山上的冰雪又会熔化或直接升华。水就这样在自然界中不停地循环。 【节水提示】水的总量虽然在循环中不变，但可供人类直接使用的淡水很少，我们要节约用水。 把六种物态变化连成整体，记住吸放热规律。 用“变化前后是什么状态”的方法判断现象。 给雾、露、霜、雪等常见现象归类。 说出水循环中包含的物态变化。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．二十四节气是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶。对下列节气涉及的物态变化分析，正确的是（　　） A．立春时节，冰融化成水的过程属于汽化现象 B．小暑时节，空气中的水蒸气遇冷液化成水珠 C．白露时节，空气中的水蒸气遇冷凝华成露珠 D．大寒时节，飘落的雪花是水蒸气升华形成的 【答案】B 【详解】立春时冰融化成水，是固态变液态，属于熔化现象而不是汽化，A错误；小暑时节气温高、空气中水蒸气多，水蒸气遇到较冷的物体变成小水珠，是液化现象，B正确；白露时节的露珠是水蒸气遇冷变成的小水滴，是液化而不是凝华（凝华得到的是固态的霜），C错误；雪花是高空中的水蒸气遇冷直接变成的小冰晶，是凝华而不是升华，D错误。故选B。 2．常温下，小明取一个不漏水的空易拉罐，将干冰（固态二氧化碳，熔点－75.5 ℃，沸点－57 ℃）放入易拉罐中，过一会儿干冰变少了，这是干冰发生了升华（填物态变化名称），此过程吸收（选填“吸收”或“放出”）热量；易拉罐的底部有白霜生成，白霜是凝华形成的。 【答案】升华；吸收；凝华 【详解】干冰是固态的二氧化碳，在常温下不经过液态直接变成二氧化碳气体，这是升华，升华过程要吸收热量。干冰升华时从易拉罐吸走大量热量，罐底温度变得很低，空气中的水蒸气遇到冰冷的罐底直接变成固态的小冰晶附着在上面，形成白霜，这是凝华。 3．小明在探究物态变化的实验中，设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。 (1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃，标准大气压下，碘的熔点为113.5℃。上述设计中，更合理的方案是 _________（甲/乙），此方案可防止碘发生 _________现象。 (2)为了进一步探究此类现象，小明用干冰（固态二氧化碳）进行了下列实验：小明观察盛有干冰的容器外壁出现一层白霜的现象，白霜是 _________（填物态变化）形成的，接着他用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中，令人惊讶的现象出现了，如图丙所示，水立刻剧烈“沸腾”起来，内部有大量气泡产生，这个气泡主要是 _________（空气/水蒸气/二氧化碳气体）。 【答案】(1)乙；熔化　(2)凝华；二氧化碳气体 【详解】（1）[1][2]从固态直接变成了气态的过程叫升华；甲的实验中酒精灯火焰温度约为400℃，在加热过程，温度已经超过了碘的熔点，碘可能先熔化，由固态变成液态，再汽化，由液态变成气态的碘蒸气，不一定是碘由固态直接变成气态的升华现象，故甲实验并不能得出碘升华的结论；乙实验将碘升华管放在水中进行水浴加热，这是因为在标准大气压下，水的沸点为100℃，碘达不到熔点，不会发生熔化现象，出现的碘蒸气只能是固态直接变成的，能更好地说明碘的升华。 （2）[1]盛有干冰的容器外壁出现一层白霜的现象，这是由于容器中的干冰在升华的过程中，吸收热量，导致容器壁的温度变得很低，当空气中的水蒸气遇到冷的容器壁时，会凝华形成白霜，同时会放出热量。 [2]干冰放入装有常温水的烧杯中，干冰会升华成气态二氧化碳，故气泡是二氧化碳。 板 书 设 计 1.4 升华和凝华 一、碘的实验：固态碘 ⇄ 碘蒸气（不经过液态） 二、升华：固→气，吸热 　　实例：樟脑丸变小、冰冻衣服变干、干冰 　　应用：保鲜、舞台白雾、人工降雨 三、凝华：气→固，放热 　　实例：霜、雾凇、冰花、雪；灯泡变黑 四、六种物态变化 　　固→液→气：熔化、汽化、升华——吸热 　　气→液→固：液化、凝固、凝华——放热 课 堂 小 结 1.4 升华和凝华 1. 升华——物质由固态直接变为气态，要吸热；如樟脑丸变小、冰冻衣服变干、干冰变少。 2. 凝华——物质由气态直接变为固态，要放热；如霜、雾凇、冰花、雪的形成。 3. 干冰的应用——升华吸热用于冷藏保鲜、舞台造景、人工降雨；舞台“白雾”是水蒸气液化成的小水滴。 4. 六种物态变化——向气态方向变化吸热（熔化、汽化、升华），向固态方向变化放热（凝固、液化、凝华）。 5. 判断方法——先看变化前是什么状态，再看变化后是什么状态。 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 $