第四章 物态变化 跨学科实践 对冰箱中热现象的探究 导学案-2026-2027学年苏科版物理八年级上学期

第四章 物态变化 跨学科实践 对冰箱中热现象的探究 跨学科实践 冰箱具有食品保鲜等功能，它给人们的生活带来了便捷。冰箱一般包括冷藏室和冷冻室，且它们内部通常被分隔成多层。小刚与小健在家用冰箱研究物态变化现象。 任务一：了解电冰箱的“前世今生” 1 人类用冰的历史十分久远，《周礼》里就有有关“冰鉴”的记载。所谓“冰鉴”就是暑天用来盛冰，并置食物于其中的容器，如图所示。算起来，“冰鉴”是人类最早使用的“冰箱”了。“冰鉴”利用冰块 (填物态变化名称)吸热的原理，来达到降低食物周围温度的目的，从而起到食物保鲜的功能。 2在没有冰块时，也可以通过如图所示的简易冰箱来保存食物。纱布袋上的水发生 (填物态变化名称)时会吸收热量，使篮子里的食物温度降低。 3如图是冰箱制冷剂循环路线示意图，气态的制冷剂通过压缩机压缩体积后在散热片 (填物态变化名称)，此过程 (填“吸热”或“放热”)，在冷冻室内，液态制冷剂 (填物态变化名称)变成气态制冷剂，此过程 (填“吸热”或“放热”)。 任务二：了解电冰箱中的物态变化现象 4小健打开冰箱冷藏室和冷冻室的门发现，有的地方产生了水珠(如图甲)，有的地方产生了霜(如图乙)。水珠产生的原因是水蒸气遇冷 (填物态变化名称)，霜产生的原因是水蒸气遇冷 (填物态变化名称)。两过程都是水蒸气遇冷发生的物态变化，产生的现象却不同，原因是 。 5 小健从冰箱中拿出被保鲜膜包裹的西瓜和一罐饮料，发现都有水珠，如图所示。图甲中的水珠在保鲜膜的 (填“内侧”或“外侧”)，是西瓜中的水分 (填物态变化名称)形成的 ，遇到保鲜膜 (填物态变化名称)形成的。图乙中的水珠是冰箱 (填“内”或“外”)的水蒸气，遇到冷的饮料罐 (填物态变化名称)形成的。 6小刚家把食物放进冰箱时喜欢盖起来或用保鲜膜包起来，因此小刚家的冰箱内应该更 (填“容易”或“不容易”)产生霜。小刚觉得这些霜会影响冰箱的工作，他就关闭冰箱的电源，取出食物，再打开电吹风，将热风吹向霜，可以使霜较快 。 任务三：利用冰箱制作冻豆腐 7豆腐作为一种传统豆制品美食，有各种各样的吃法，其中炸豆腐和冻豆腐是常见的两种。 (1)制作炸豆腐时将豆腐放入油锅中能听到“呲啦”声，该现象是豆腐中的水分遇热油发生了 (填物态变化名称)造成的。 (2)小刚与小健制作“冻豆腐”，制作过程如图所示。 ①将新鲜豆腐切成正方体后放入电冰箱的冷冻室，一天后取出来观察，发现冷冻后的豆腐变得硬邦邦的，这是由于豆腐内的水发生了 ；冷冻后表面有白色的霜出现，原因是 ; ②冻豆腐从冷冻室里取出时会冒“白气”，这些“白气”是向 (填“上飘”或“下落”)的。解冻后，和普通豆腐相比较，“冻豆腐”表面和内部有蜂窝状结构出现，这是豆腐内部的冰 后形成的。 任务四：探究冰箱内外的热环境 8小星所在物理兴趣小组以“冰箱内外热环境”为主题，用电子温度计(精度为0.1 )、红外线测温仪、秒表等器材开展系列探究实验，请你完成相关内容。 (一)探究冷藏室内层温度分布 关闭冰箱门静置1 小时，在冷藏室的上、中、下层各设置1个测温点，将3支相同的电子温度计分别放置在对应测温点，5分钟后读取示数，重复测量3次，记录数据填入表1。 (二)探究冰箱外部温度分布 如图1 所示为某小组拍摄的冰箱外部红外照片。 (三)探究开门对周围环境的影响 关闭室内门窗，测量冰箱门正前方1m 处的初始环境温度；打开冰箱门，静置10分钟后，测量冰箱门正前方1m 处不同点的温度，记录数据填入表2。 实验分析与讨论 (1)分析表1数据，冷藏室内温度分布特点是：上层温度最高，依据此特点，需要低温保鲜的肉类适合放在冷藏室 (填“上”“中”或“下”)层。 (2)分析图1可知，冰箱侧壁温度最高，这是因为气态制冷剂(环戊烷)通过压缩机 ，再被散热降温从而使其 (填物态变化名称)将其吸收的食物的热量通过位于冰箱两侧的散热管道排出。如图2，现在新房装修流行冰箱全嵌入柜子，从散热角度来说你认为这种做法 (填“合理”或“不合理”)。 (3)分析表2数据并结合生活实际，打开冰箱门10 min时间内室内温度的变化规律是 ，冰箱与空调制冷原理相似，打开冰箱门 (填“能”或“不能”)使室内持续降温，若要将冰箱改造成制冷空调，请提出一种解决方案： 。 任务五：了解冷链运输中的物态变化 9在包装冷冻食品时，往往选择用泡沫保温箱(如图甲)，原因是泡沫的 性能好，然后再放上密闭的冰袋(袋中是冻好的冰)，如图乙所示，这是利用冰 来保持低温。或者在泡沫保温箱中放入干冰，如图丙所示，这是利用干冰 来保持低温。(注意不要用手直接接触干冰！) 同学们可以调查一下，在运输冷冻食品时，除包装外，其他环节都做了哪些措施?(自主交流) 第四章物态变化 跨学科实践 对冰箱中热现象的探究 答案 跨学科实践 冰箱具有食品保鲜等功能，它给人们的生活带来了便捷。冰箱一般包括冷藏室和冷冻室，且它们内部通常被分隔成多层。小刚与小健在家用冰箱研究物态变化现象。 任务一：了解电冰箱的“前世今生” 1 人类用冰的历史十分久远，《周礼》里就有有关“冰鉴”的记载。所谓“冰鉴”就是暑天用来盛冰，并置食物于其中的容器，如图所示。算起来，“冰鉴”是人类最早使用的“冰箱”了。“冰鉴”利用冰块 熔化 (填物态变化名称)吸热的原理，来达到降低食物周围温度的目的，从而起到食物保鲜的功能。 2在没有冰块时，也可以通过如图所示的简易冰箱来保存食物。纱布袋上的水发生 汽化 (填物态变化名称)时会吸收热量，使篮子里的食物温度降低。 3如图是冰箱制冷剂循环路线示意图，气态的制冷剂通过压缩机压缩体积后在散热片液化 (填物态变化名称)，此过程 放热 (填“吸热”或“放热”)，在冷冻室内，液态制冷剂 汽化 (填物态变化名称)变成气态制冷剂，此过程 吸热 (填“吸热”或“放热”)。 任务二：了解电冰箱中的物态变化现象 4 小健打开冰箱冷藏室和冷冻室的门发现，有的地方产生了水珠(如图甲)，有的地方产生了霜(如图乙)。水珠产生的原因是水蒸气遇冷 液化 (填物态变化名称)，霜产生的原因是水蒸气遇冷凝华 (填物态变化名称)。两过程都是水蒸气遇冷发生的物态变化，产生的现象却不同，原因是温度差不同 。 5 小健从冰箱中拿出被保鲜膜包裹的西瓜和一罐饮料，发现都有水珠，如图所示。图甲中的水珠在保鲜膜的内侧(填“内侧”或“外侧”)，是西瓜中的水分 汽化(填物态变化名称)形成的水蒸气 ，遇到保鲜膜 液化 (填物态变化名称)形成的。图乙中的水珠是冰箱 外 (填“内”或“外”)的水蒸气，遇到冷的饮料罐液化(填物态变化名称)形成的。 6 小刚家把食物放进冰箱时喜欢盖起来或用保鲜膜包起来，因此小刚家的冰箱内应该更不容易(填“容易”或“不容易”)产生霜。小刚觉得这些霜会影响冰箱的工作，他就关闭冰箱的电源，取出食物，再打开电吹风，将热风吹向霜，可以使霜较快 熔化 。 任务三：利用冰箱制作冻豆腐 7豆腐作为一种传统豆制品美食，有各种各样的吃法，其中炸豆腐和冻豆腐是常见的两种。 (1)制作炸豆腐时将豆腐放入油锅中能听到“呲啦”声，该现象是豆腐中的水分遇热油发生了汽化 (填物态变化名称)造成的。 (2)小刚与小健制作“冻豆腐”，制作过程如图所示。 ①将新鲜豆腐切成正方体后放入电冰箱的冷冻室，一天后取出来观察，发现冷冻后的豆腐变得硬邦邦的，这是由于豆腐内的水发生了凝固 ；冷冻后表面有白色的霜出现，原因是 冰箱内的水蒸气凝华成小冰晶，附着在豆腐表面形成霜 ； ②冻豆腐从冷冻室里取出时会冒“白气”，这些“白气”是向 下落 (填“上飘”或“下落”)的。解冻后，和普通豆腐相比较，“冻豆腐”表面和内部有蜂窝状结构出现，这是豆腐内部的冰熔化 后形成的。 任务四：探究冰箱内外的热环境 8小星所在物理兴趣小组以“冰箱内外热环境”为主题，用电子温度计(精度为0.1° )、红外线测温仪、秒表等器材开展系列探究实验，请你完成相关内容。 (一)探究冷藏室内层温度分布 关闭冰箱门静置1小时，在冷藏室的上、中、下层各设置1个测温点，将3支相同的电子温度计分别放置在对应测温点，5分钟后读取示数，重复测量3次，记录数据填入表1。 (二)探究冰箱外部温度分布 如图1 所示为某小组拍摄的冰箱外部红外照片。 (三)探究开门对周围环境的影响 关闭室内门窗，测量冰箱门正前方1m 处的初始环境温度；打开冰箱门，静置10分钟后，测量冰箱门正前方1m 处不同点的温度，记录数据填入表2。 实验分析与讨论 (1)分析表1数据，冷藏室内温度分布特点是：上层温度最高，依据此特点，需要低温保鲜的肉类适合放在冷藏室 下 (填“上”“中”或“下”)层。 (2)分析图1可知，冰箱侧壁温度最高，这是因为气态制冷剂(环戊烷)通过压缩机压缩体积 ，再被散热降温从而使其 液化 (填物态变化名称)将其吸收的食物的热量通过位于冰箱两侧的散热管道排出。如图2，现在新房装修流行冰箱全嵌入柜子，从散热角度来说你认为这种做法不合理 (填“合理”或“不合理”)。 (3)分析表2数据并结合生活实际，打开冰箱门10 min时间内室内温度的变化规律是先短暂降低，随后持续升高(整体呈上升趋势)，冰箱与空调制冷原理相似，打开冰箱门 不能 (填“能”或“不能”)使室内持续降温，若要将冰箱改造成制冷空调，请提出一种解决方案：将冰箱的冷凝器(散热部分)移到室外，只把蒸发器(制冷部分)留在室内 。 任务五：了解冷链运输中的物态变化 9在包装冷冻食品时，往往选择用泡沫保温箱(如图甲)，原因是泡沫的 隔热 性能好，然后再放上密闭的冰袋(袋中是冻好的冰)，如图乙所示，这是利用冰 熔化吸热 来保持低温。或者在泡沫保温箱中放入干冰，如图丙所示，这是利用干冰 升华吸热 来保持低温。(注意不要用手直接接触干冰！) 同学们可以调查一下，在运输冷冻食品时，除包装外，其他环节都做了哪些措施?(自主交流) 学科网（北京）股份有限公司 $