第三章 物態變化第2節 熔化和凝固設計說明關于“熔化和凝固”這一節是讓學生能區別物質的三態，知道什么是熔化和凝固，理解熔點和凝固點的概念，掌握晶體熔化和凝固時的特點，知道晶體和非晶體的區別。本節教學中要注重體現從生活走向物理，以學生非常熟悉的冰變成水、水變成冰和水變成水蒸氣的現象為例，引導學生認識到物質的三態，以及三態之間是可以相互轉化的，得出物態變化的概念。對于“探究固體熔化時溫度的變化規律”，可以采用海波和石蠟對比實驗的方法，讓學生在實驗活動中將兩者進行對比，可以發現它們之間的差異。在教學中，為了使探究的方向更加明確，可以將要觀察的現象、要記錄的問題、要注意的事項，比如水浴加熱法等問題，在探究前就引導學生進行討論，做到心中有數。對實驗現象和數據的分析，引導學生利用圖像法把溫度和時間（代表吸放熱）的關系描述出來。對于凝固現象可以讓學生明白凝固是熔化的反過程，通過推理并繪出溫度時間圖像的方法進行學習。知道固體熔化和凝固的曲線特征不同，并了解熔化和凝固曲線上每段的意義。總結熔化和凝固規律，及時引導學生走向社會、了解熔化和凝固在社會生活中的應用。教學目標1.通過生活中的實例、多媒體等區別物質的三種形態，知道物質的固體和液態之間可以相互轉化。2.通過實驗探究知道熔化和凝固的含義。3.通過實驗比較海波與石蠟的熔化和凝固過程，知道晶體和非晶體熔化與凝固過程的區別。4.會利用記錄的實驗數據繪制圖像，并歸納固體熔化規律。5.利用實驗推理得到凝固過程的特點和圖像。6.通過實驗探究活動、交流討論活動提高學生的合作能力和團隊精神。教學重點難點1.重點：固體在熔化時溫度變化規律的探究。2.難點：晶體和非晶體熔化、凝固圖像的特點與區別。教具學生用：鐵架臺、試管、大燒杯、酒精燈、海波、石蠟、水、溫度計、石棉網、火柴、停表等。教師用：多媒體、燒杯、酒精燈、冰塊。教學過程回顧思考1.攝氏溫度的規定：把在標準大氣壓下冰水混合物的溫度定為________，沸水的溫度定為________；0 和100 之間分成________個等份，每個等份代表________，如人的正常體溫在“37 ”左右，讀做________。2.正確使用溫度計時要注意：被測溫度不能超過溫度計的________；玻璃泡要________被測液體中；讀數時，玻璃泡________離開被測物體，而且要待玻璃管內液柱________后再讀數，視線要跟液柱的液面________。導入新課1.實驗導入本節課的導入主要通過學生認真觀察老師的演示實驗“冰的變化”，并積極思考老師的問題引入新課。教師演示：將一較小的冰塊放入燒杯，用酒精燈給冰塊加熱，觀察冰塊的變化，等冰塊全部化成水之后，繼續加熱，觀察燒杯內水量多少的變化。教師：請同學們描述看到的現象。引導學生從冰塊的大小變化、水量的多少變化、水是由誰變來的、最后水沒了又是怎么一回事等幾個方面回答。根據學生的回答，教師總結：我們熟知物質有三種存在狀態，如固態的冰、液態的水、氣態的水蒸氣，而這三態之間又有什么樣的變化規律呢？這是我們這一節要研究的問題。2.多媒體導入我國研制的一種聚乙烯材料，可以在15 40 之間發生物態變化，把它摻在水泥中，制成的墻壁和地板，可以使房間“冬暖夏涼”。你想知道這種材料調節溫度的奧秘嗎？通過本節的學習我們就可以解開這種材料可調節溫度的奧秘。進行新課探究點一物態變化提出問題：我們的生活離不開水，水是生命之源，那么自然界里的水都有哪些存在形式呢？分別是什么狀態呢？它們之間能否相互轉化呢？答案點撥：冬天，湖面上的水結成冰，到了春天冰又融化成水；掃地時在地面上灑一些水，一會兒，水就不見了，變成了水蒸氣，水蒸氣又變成云，云又會形成雨降下來。如秋天的早晨草葉上出現的露，就是空氣中的水蒸氣變成的；水蒸氣也能變成冰，如寒冷的冬天，早晨出現的霜就是由空氣中的水蒸氣變成的固態的“冰”。歸納總結：綜上所述，物質的存在有三種狀態，即固態、液態、氣態，物質的三種狀態是可以相互轉化的。物質各種狀態間的變化叫做物態變化。探究點二熔化和凝固1.概念（1）小組引導羅列物態變化的實例（讓學生舉例）如：春天，冰雪消融；修公路時加熱瀝青，瀝青變軟最后變成液體，倒在公路上又慢慢變硬成為固體；冬天晾在屋外的濕衣服結冰；加熱熔化后的石蠟倒入玩具模子，冷卻后做出各種各樣的玩具；熔化后的鐵水冷卻后變成鐵鍋；夏天，從冰箱中拿出的雪糕化了。（2）引導歸納：像上面的實例中，物質能夠從固態變成液態，也能夠從液態變成固態，我們將物質從固態變成液態的過程叫做熔化，從液態變成固態的過程叫做凝固。2.固體熔化時溫度的變化規律（1）提出問題：熔化需要什么條件呢？不同物質熔化時溫度會如何變化呢？（2）設計實驗自主學習教材中的熔化和凝固。小組討論實驗方案：從下面幾個方面考慮：A.實驗選用一種固體進行還是兩種對比進行好？B.什么方法可讓固體熔化？C.如何測固體的溫度？D.我們要觀察的現象、要記錄的數據分別是什么？E.教材第54頁設計的實驗數據記錄表格，能否改進一下，使我們記錄的數據更加完善？F.為了節約實驗時間，使固體熔化得更快，實驗使用溫水還是涼水？G.我們的實驗器材是什么？H.怎樣組裝？（3）教師引導歸納：利用海波和石蠟進行對比實驗；將固體放入試管對試管加熱可讓固體熔化；用溫度計插入試管內的固體中央測溫度；實驗過程我們要觀察固體的物態變化情況并記錄溫度的變化；我們設計的表格加兩行，記錄海波狀態、石蠟狀態；實驗中為了節約時間，選溫水更好；我們需要酒精燈、燒杯和水（用水浴法加熱的目的是使物體受熱均勻且緩慢）、試管、溫度計、石棉網、鐵架臺、海波和石蠟、停表等。按如圖所示組裝。（4）進行實驗并收集數據學生分組進行實驗，將收集的數據填入所設計的表格內。（5）分析與論證根據表格的數據繪制時間和溫度的圖像，如圖所示。甲 乙分析圖像得出結論：海波固體吸熱溫度上升，達到一定的溫度開始出現液體，繼續吸熱但溫度不變，而且液體越來越多，直到所有固體完全變成液體，溫度才繼續上升；石蠟的熔化過程則不同，隨著溫度不斷上升，石蠟由硬變軟變稀，最后熔化為液體。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例1某同學用如圖甲所示的裝置研究冰熔化時的特點，請回答下列問題：（1）實驗中，將盛有碎冰的試管放入燒杯內的水中加熱，目的是________。（2）某時刻溫度計示數如圖甲所示，此時溫度是________，物質處于________態。（3）根據實驗數據，小麗作出了冰熔化的圖像如圖乙所示。分析圖像可知，冰熔化時溫度變化特點是________。熔化用了________min，第8 min冰處于________狀態。甲乙解析：（1）把試管放入水中，能使試管內的冰均勻受熱；（2）由圖甲可知液柱在0 以下，溫度計的示數為-5 ，從圖乙可以看出，冰的熔點是0 ，故-5 的冰處于固態；（3）從圖乙可以看出，從第4 min到第10 min，冰處于熔化狀態，故熔化用了6 min，此時冰吸收熱量，溫度保持不變，第8 min冰處于固液共存狀態。答案：（1）使冰均勻受熱（2）-5固（3）保持不變6固液共存注意：（1）加熱時，為了使各部分受熱均勻應用攪拌棒不斷地輕輕攪拌。（2）物質盡可能選擇粉末狀的或小塊狀的，如碎冰。（3）加熱時，要觀察物質的狀態變化及溫度變化。探究點三熔點和凝固點教師引導學生結合數據記錄對圖像進行細致分析1.提出問題：海波的熔化圖像根據其特征可分為幾段？每段對應的海波是什么狀態？隨加熱時間的增加，海波吸熱，溫度是否升高？海波有沒有確定的熔化溫度？石蠟的熔化圖像根據其特征有無明顯分段？石蠟隨加熱時間的增加，石蠟的狀態變化是怎樣的？在吸熱過程中，溫度怎樣變化？石蠟有沒有確定的熔化溫度？引導歸納波的熔化圖像可分為三段AB段、BC段、CD段。（見圖甲海波的熔化圖像）AB段：是固態，隨著加熱時間的增加，海波吸熱，溫度升高。BC段：是固液共存狀態，隨加熱時間的增加，海波吸熱，但溫度不變。CD段：是液態，隨加熱時間的增加，海波吸熱，溫度升高。海波有確定的熔化溫度。石蠟的熔化圖像無明顯分段（見圖乙石蠟的熔化圖像），隨加熱時間的增加，石蠟由固態慢慢變軟、變稀最后變為液態。整個過程一直吸熱，溫度一直升高。2.自主學習教材第55頁“熔點和凝固點”回答下列問題：提出問題：（1）什么是晶體？你知道生活中有哪些晶體？（2）什么是非晶體？你還知道生活中有哪些非晶體？（3）什么是晶體的熔點和凝固點？引導歸納晶體：有固定的熔化溫度的固體叫做晶體。如冰、海波、各種金屬等。非晶體：沒有固定的熔化溫度的固體叫做非晶體。如石蠟、松香、玻璃、瀝青等。熔點：晶體熔化時的溫度叫做熔點。非晶體沒有確定的熔點。凝固點：液體凝固形成晶體時也有確定的溫度，這個溫度叫做凝固點。同一種物質的凝固點和它的熔點相同。非晶體沒有確定的凝固點。3.分組討論（1）閱讀教材第56頁“小資料”，了解幾種晶體的熔點。（2）思考教材第56頁“想想議議”的問題。引導歸納：凝固是熔化的反過程，液體凝固成為晶體的條件是溫度降低到凝固點并且要繼續放熱，雖放熱但溫度不會降低。當物質的溫度高于凝固點時是液態，當溫度低于凝固點時是固態。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例2（2019湖南湘潭中考）某固態物質加熱時，其溫度隨時間的變化關系如圖乙所示，請分析并回答：（1）這是________（選填“晶體”或“非晶體”）的________（選填“熔化”或“凝固”）圖像。（2）第10 min時該物質處于________（選填“固”或“液”）態。（3）該物質的熔點是________。（4）組裝圖甲中的實驗器材時，應該________（選填“從上往下”或“從下往上”）組裝。甲乙解析：（1）由圖像可知，第3 min時這種物質開始熔化，在第9 min熔化結束，該過程中溫度保持在80 不變，所以這是晶體的熔化過程。（2）由圖像可知，在第9 min熔化結束，第10 min時該物質處于液態。（3）由（1）分析可知，該物質的熔點是80 。（4）安裝實驗器材時需要先固定下面器材的位置，能夠利用酒精燈的外焰給燒杯充分加熱，然后再調整上面器材的位置，使溫度計的玻璃泡完全浸入水中，并且不要碰到燒杯壁和燒杯底，故從下往上安裝。答案：（1）晶體熔化（2）液（3）80（4）從下往上探究點四熔化吸熱凝固放熱分組討論：閱讀教材第56頁“熔化吸熱凝固放熱”部分內容，并思考：（1）固體熔化的條件是什么？生活中有哪些實例？（2）液體凝固的條件是什么？引導歸納：固體熔化過程必須吸熱，比如夏天喝飲料時加入了冰塊，應用了熔化吸熱的原理；液體凝固必須放熱，比如北方冬天的菜窖內為防止蔬菜凍壞放入幾桶水，應用了水凝固放熱的原理。現在人們研制出一種聚乙烯材料，在1540 的范圍內熔化或凝固，可以調節室內溫度，就是利用了溫度高時會由固體熔化為液體需要吸熱，而溫度低時會由液體凝固為固體需要放熱的原理。課堂小結1.固態、液態和氣態是物質常見的三種狀態、物質各種狀態間的變化叫做物態變化。2.物質從固態變成液態的過程叫做熔化。物質熔化的過程需要吸收熱量。3.物質從液態變成固態的過程叫做凝固，物質凝固的過程放出熱量。4.晶體和非晶體晶體非晶體示例金屬、海波、水松香、玻璃、瀝青特點有確定的熔點沒有確定的熔點熔化條件溫度達到熔點，且繼續吸熱持續吸熱凝固條件溫度降到凝固點且繼續放熱持續放熱圖像晶體的熔化和凝固非晶體的熔化和凝固5.同種晶體的熔點和凝固點相同。當堂達標（見導學案“當堂達標”）參考答案1.D2.B3.A4.C5.B6.如圖所示（2）晶體7.熔化保持不變布置作業教材第57頁“動手動腦學物理”第1至4題。板書設計一、物態變化：物質各種狀態間的變化二、熔化和凝固1.熔化：物質從固態變成液態的過程叫做熔化。2.凝固：物質從液態變成固態的過程叫做凝固。三、熔點和凝固點1.晶體和非晶體晶體：有確定的熔化溫度，熔化過程吸熱但溫度不變的固體。舉例：海波、冰、各種金屬非晶體：沒有確定的熔化溫度，熔化過程吸熱升溫的固體。舉例：蠟、松香、玻璃2.熔點和凝固點熔點：晶體熔化時的溫度。凝固點：液體凝固形成晶體時的溫度。同種晶體熔點和凝固點相同。四、熔化吸熱，凝固放熱.教學反思____ _____ __________ _________ ____