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熔化和凝固

    06-21 12:36:14    瀏覽次數: 405次    欄目:高三物理教案

標簽:高三物理復習教案,高三物理復習課教案,http://www.562527.site 熔化和凝固,




第三節 熔化和凝固(2課時)
(一)教學目的
  1.知道什么是熔化和凝固現象。
  2.理解晶體的熔點和凝固點的物理意義。
  3.知道晶體和非晶體的熔化、凝固的區別。
  4.知道熔化吸熱、凝固放熱。
  5.了解圖象在學習物理學中的作用。
(二)教具
  學生實驗,三人一組。每組配備熔化實驗儀器、酒精燈、鐵架臺、石棉網、溫度計二支、海波、蠟、水、火柴、坐標紙。
(三)教學過程
一、新課引入
  教師:我們在小學自然常識課中學習過物質存在的三種狀態:固態、液態和氣態。但是物質的狀態不是一成不變的。當物體的溫度發生變化時,物質的狀態也往往發生改變,所以物質狀態的變化也屬于熱現象。
二、進行新課
  1.熔化和凝固
  教師提問:你見過哪些物質由固態變成液態的現象?
  (學生回答)
  春天來了,湖面上的冰化成水;固態的鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成了液態等等,這些都是物質由固態變成液態的現象。
  提問:你見過哪些物質由液態變成固態的現象?
  (學生回答)
  冬天到了,氣溫下降,湖面上的水結成冰;工廠的鑄造車間里,工人將鐵水澆在模子里,冷卻后,鐵水變成了固態的鑄件。
  我們把物質由固態變成液態的過程叫熔化。物質由液態變成固態的過程叫做凝固。剛才我們提到的冰化成水是熔化,水結冰是凝固。鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成液態是熔化,鐵水鑄成工件是凝固。
  除此之外,蠟、松香、瀝青、玻璃等物質也能熔化和凝固。
2.學生實驗:觀察海波的熔化。
(1)講述實驗的做法
  各組的熔化實驗儀器中放入了少量的晶體物質海波。
將攪拌器和溫度計的玻璃泡插入試管里的海波粉中,溫度計的玻璃泡不要接觸試管壁和底,要埋在海波粉中。
  把試管放在大燒杯的水中,將燒杯放在鐵架臺的石棉網上,用酒精燈加熱。等水溫升至30℃以上時,用攪拌器不停地攪動,每隔半分鐘記錄一次海波的溫度,并觀察海波的狀態。最后根據記錄的數據在坐標紙上畫出海波的溫度隨時間變化的圖線。
(2)注意事項
  為了做好實驗,每組的三位同學要分工合作。一位同學攪動,一位同學讀數,并觀察海波的狀態,第三位同學記錄溫度和狀態。實驗中,攪動必須不停地進行,以保證海波受熱均勻。
(3)學生操作,等各組的熔化過程完成后繼續加熱,教學活動繼續進行。
3.海波的熔化曲線的分析
(教師選擇一個組的熔化曲線,請該組同學畫在黑板上)
  教師:其他各組的曲線雖然不完全相同,但是大致形狀如圖所示。我們將這一曲線分為AB、BC和CD三段,請同學們結合實驗,回答下列問題。
 。1)AB段。在這段曲線對應的一段時間內海波是什么狀態?溫度怎樣變化?(答:AB段所對應的時間內海波是固態,溫度升高)
  (2)在曲線上的哪一點海波開始熔化?(答:B點)
  (3)在BC段對應的時間內,海波的狀態如何?溫度是否變化?這段時間是否對海波加熱?(答:BC段所對應的時間內海波的狀態是固態和液態共存。海波的溫度保持在48℃左右不變。此時仍在繼續對海波加熱,即海波仍在吸熱)
  (4)在CD段對應的時間內海波是什么狀態?溫度如何變化?(答:海波的狀態是液態,海波已經熔化完畢,繼續加熱,海波的溫度升高)
4.熔點
  教師:除了海波以外,其他晶體物質,如各種金屬、冰、固態酒精等,它們的熔化曲線都與海波的熔化曲線形狀相似,只是熔化時的溫度高低不同而已。這條熔化曲線反映了晶體物質熔化的一個重要特征--晶體的熔化是在一定的溫度下完成的,即晶體在熔化過程中,溫度保持不變。
  晶體熔化時的溫度叫熔點。純海波的熔點是48 ℃。我們實驗用的海波不純,熔點低于48 ℃。
5.凝固曲線
  教師:如果讓熔化了的海波冷卻,記下液態海波在冷卻凝固成晶體過程中的溫度隨時間變化情況,可得到凝固曲線近似下圖的形狀。請大家思考并回答:
  (1)DE段。海波是____態,____熱(填"吸"或"放"),溫度______。
  (2)EF段。海波的狀態是______,____熱,溫度______。
  (3)FG段。海波的狀態是______,____熱,溫度______。
  教師:晶體的凝固也是在一定的溫度下完成。晶體凝固時的溫度叫凝固點,晶體的凝固點和它的熔點相同。
6.學生練習
  (1)讀物質的熔點表。請學生看課本上的熔點表。教師讀一種物質的熔點并加以解釋。
  教師:鎢的熔點是3 140 ℃。鎢在熔化時溫度保持在3 140 ℃不變。
  (學生模仿教師讀幾種物質的熔點并加以解釋)
  (2)學生回答
 、贉囟仁70 ℃的萘是____態。
 、谒-5 ℃時是____態。
 、坭F、銅、鋁在常溫下是____態。
 、芩y在-30 ℃時是____態。
 、菥凭-100 ℃時是____態。
 、掊a在232 ℃時是____態。
 、咧袊辈康哪佣練鉁刈畹偷-52.3℃,應選用水銀溫度計還是酒精溫度計?為什么?(應選用酒精溫度計。因為酒精的凝固點是-117 ℃,在-52.3
℃的情況下,酒精是液態的。水銀的凝固點是-39 ℃,在氣溫低于-39 ℃時,水銀的固態的。所以水銀溫度計在冬季的漠河無法工作。)
7.熔化吸熱和凝固放熱
  教師:現在請大家結合熔化和凝固的實驗聽一段海波的自白,并回答問題。
  “我叫海波,我的熔點和凝固點都是48 ℃,F在我的體溫恰好是48 ℃,請你們告訴我,我是應該熔化,還是應該凝固呢?只要你們說得對,我就照你們說的辦!
  (學生討論并回答)
  48
℃既是海波熔點也是它的凝固點。此時海波是熔化還是凝固,關鍵要看海波是吸熱還是放熱。固態海波在溫度到達熔點時,吸熱則熔化。液態海波在溫度到這一溫度時,放熱則凝固。所以熔化時吸熱,凝固時放熱。
8.學生實驗:非晶體的熔化和凝固
  教師:物質除了晶體還有非晶體,松香、石蠟、玻璃等屬于非晶體。我們現在利用實驗研究石蠟的熔化和凝固。
  我們所用的實驗裝置還是剛才用過的裝置,實驗步驟也完全相同。
(學生操作、實驗)
  教師:請一個組把石蠟的熔化和凝固曲線畫在黑板上。
  從石蠟的熔化和凝固曲線可知,非晶體的熔化和凝固跟晶體不同。非晶體沒有一定的熔點,也沒有一定的凝固點。石蠟熔化時吸熱,溫度不斷上升,固態石蠟由硬變軟,然后再變為液態。凝固時放熱,石蠟由液態變為粘稠,然后由軟變硬,形成固態。
三、歸納總結
  1.物質由固態變成液態叫熔化。物質由液態變成固態叫凝固。
  晶體和非晶體的熔化、凝固有明顯的區別:晶體的熔化和凝固是在一定的溫度下完成,這個溫度分別叫熔點和凝固點。而非晶體沒有一定的熔點和凝固點。但是不論晶體還是非晶體,熔化時都吸熱,凝固時都放熱。所以,晶體實現熔化的條件可概括為兩條:一是溫度到達熔點,二是吸熱。凝固的條件是溫度到達凝固點,同時要放熱。
  2.通過以上的學習,請大家考慮以下兩個問題。
  (1)冰水混合物的溫度為什么是0 ℃?(學生思考并回答)
  冰水混合物中有冰又有水,冰和水的物態變化有兩種可能:其一是冰尚未熔化完畢,冰熔化時溫度保持在熔點不變。另一種可能是尚未凝固完畢,溫度也應保持在凝固不變。所以冰水混合處于熱平衡狀態,溫度為0
℃。
  (2)人們常說"下雪不冷化雪冷",這句話是什么道理?
  (學生思考并回答)
  雪在熔化時溫度保持在0 ℃不變,但是要吸熱。雪從空氣中吸熱,氣溫下降,所以化雪時更冷。
  3.北方的冬季較冷,為了妥善地保存蔬菜,多在菜窖里放幾桶水,可以利用水結冰時放出熱,窖內溫度不致太低,F在,人們研制出一種聚乙烯材料,在15 ℃~40
℃的范圍內熔化或凝固,而熔化或凝固時,溫度保持不變。所以,人們將這種材料制成顆粒狀,摻在水泥中制成儲熱地板或墻壁,天氣熱時顆粒熔化,天氣冷時又凝固成顆粒,能調節室內的溫度。
四、作業
  1.完成課文后的練習。
  2.習題3、4、5。
(四)說明
 
1.本節課文內容豐富,知識有一定的難度。教學重點應是熔點和凝固點及熔化吸熱和凝固放熱。建議安排好學生實驗,使學生充分認識晶體熔化和凝固時的特點,對圖像分析得細致、透徹,有利于學生加深認識、突出重點。
 
2.教學難點是晶體熔化或凝固時,雖然伴隨有熱的得失,但是溫度不變。受初中學生知識水平的限制,教師不必從理論上去講解,只要通過學生實驗,觀察現象,從事實出發,學生能記住這一事實即可。

  3.突出重點、突破難點的有效方法是做好學生實驗。實驗應注意以下幾點:一是海波的純度盡可能高。二是對海波開始加熱時,不要用溫水,溫水會使試管內靠管壁的海波先熔化,而中央部分的海波的溫度還沒有達到48
℃。三是攪拌要及時、不停頓。由于海波是粉末狀,導熱性能差,只有不停攪拌才可望實驗成功。
  4.熔化吸熱、凝固放熱的教學,采用海波自白這種擬人化的方法,頗具趣味性和啟發性,教師不妨一試。





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