.第三節(jié) 熔化和凝固

1 / 9 .第三節(jié) 熔化和凝固 m 第三節(jié)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(xiàn)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(qū)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(wǎng)、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(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。但是物質的狀態(tài)不是一成不變的。當物體的溫度發(fā)生變化時，物質的狀態(tài)也往往發(fā)生改變，所以物質狀態(tài)的變化也屬于熱現(xiàn)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(tài)變成液態(tài)的現(xiàn)象 ? 2 / 9 (學生回答 ) 春天來了，湖面上的冰化成水；固態(tài)的鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成了液態(tài)等等，這些都是物質由固態(tài)變成液態(tài)的現(xiàn)象。 提問：你見過哪些物質由液態(tài)變成固態(tài)的現(xiàn)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(tài)的鑄件。 我們把物質由固態(tài)變成液態(tài)的過程叫熔化。物質由液態(tài)變成固態(tài)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(tài)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(wǎng)上，用酒精燈加熱。等水溫升至 30 以上時，用攪拌器不停3 / 9 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(tài)。最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)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(shù)，并觀察海波的狀態(tài)，第三位同學記錄溫度和狀態(tài)。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(xù)加熱，教學活動繼續(xù)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(tài) ?溫度怎樣變化 ?(答： AB 段所對應的時間內海波是固態(tài)，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(tài)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(tài)是固態(tài)和液態(tài)共存。海波的溫度保持 在 48 左右4 / 9 不變。此時仍在繼續(xù)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(tài) ?溫度如何變化 ?(答：海波的狀態(tài)是液態(tài)，海波已經(jīng)熔化完畢，繼續(xù)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(tài)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(tài)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(tài)， _熱 (填 吸 或 放 )，溫度 _。 (2)EF 段。海波的狀態(tài)是 _， _熱，溫度 _。 (3)FG 段。海波的狀態(tài)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。 5 / 9 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 3140 。鎢在熔化時溫度保持在3140 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 溫度是 70 的萘是 _態(tài)。 水在 -5 時是 _態(tài)。 鐵、銅、鋁在常溫下是 _態(tài)。 水銀在 -30 時是 _態(tài)。 酒精在 -100 時是 _態(tài)。 錫在 232 時是 _態(tài)。 中國北部的漠河冬季氣溫最低到 - ，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 - 的情況下，酒精是液態(tài)的。水銀的凝固點是 -39 ，在氣溫低于 -39 時，水銀的固態(tài)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(xiàn)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。 6 / 9 “ 我叫海波，我的熔點和凝固點都是 48 。現(xiàn)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(tài)海波在溫度到達熔點時，吸熱則熔化。液態(tài)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(xiàn)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(tài)石蠟由硬變軟，然后再變?yōu)橐簯B(tài)。凝固時放熱，石蠟由液態(tài)變?yōu)檎吵?，然后由軟變硬，形成固態(tài)。 三、歸納總結 7 / 9 1.物質由固態(tài)變成液態(tài)叫熔化。物質由液態(tài)變成固態(tài)叫凝固。 晶體和非晶體的熔化、凝固有明顯的區(qū)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(xiàn)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(tài)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(tài)，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(xiàn)在，人們研制出一種聚乙烯材料，在 15 40 8 / 9 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(jié)室內的溫度。 四、作業(yè) 1.完成課文后的練習。 2.習題 3、 4、 5。 (四 )說明 1.本節(jié)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(xiàn)象，從事實出發(fā)，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