初中物理人教版八年级上册第三章 物态变化第4节 升华和凝华学案

这是一份初中物理人教版八年级上册第三章 物态变化第4节 升华和凝华学案，共13页。
环节1 课前自学准备
环节2 课堂教学展示
备课笔记
备课笔记
规律总结：
（1）在升华、凝华这两种物态变化中并不存在液态这一环节.
（2）升华、凝华的形成及其进行的快慢与温度、物质自身的性质有关，如室内的水蒸气只有遇到寒冷的窗玻璃等物体才会凝华，白炽灯中的灯丝是由金属钨制成的，只有在高温下钨才会升华，使灯丝变细.
（3）初中阶段涉及升华、凝华的现象不多，主要是碘、冰、樟脑丸、干冰这几种物质的升华；霜、雪、雾凇、冰花、冰晶等物质的形成过程是凝华.
小组问题探讨：
为什么会有“霜前冷，雪后寒”的说法？
知识拓展：
（1）我们可以把物质的三态分为低能态（固态）、中能态（液态）、高能态（气态），如图所示，当物质由低能态向高能态变化时要吸热，反之则要放热，从图中可知，吸热的过程有：熔化、汽化、升华；放热的过程有：凝固、液化、凝华.
（2）在判断物质发生的物态变化时，对物态的“称呼”日常化用语导致我们判断错误.如“烟、粉”一般由固体小颗粒组成，为固态.“雾、热气、汗”一般由小液滴组成，为液态.
备课笔记
环节3 课后反馈总结
布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.
课题
升华和凝华
课型
新授课
教
学
目
标
知识与技能
1.知道升华和凝华的概念，知道生活中的升华和凝华现象，知道升华要吸热，凝华要放热
2.知道水循环中的物态变化.
过程与方法
1.通过观察了解升华和凝华现象，培养学生的观察能力
2.通过识别生活中常见的物态变化现象，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.
3.通过介绍水循环中的物态变化，培养学生保护环境、节约用水的意识.
情感、态度与价值观
1.通过教学活动，激发学生关心环境、乐于探索、勇于实践的精神.
2.通过做碘的升华和凝华实验，培养学生欣赏色彩美的能力.
教学重点
通过碘的升华和凝华实验培养学生的观察和实验能力.通过对日常生活中实例的解释，培养学生用物理知识解决实际问题的能力.
教具准备
试管、铁架台、石棉网、酒精灯、碘、樟脑丸、水循环挂图、热水等
教学难点
理解大自然中水循环时的物态变化过程，及吸、放热情况，能正确说出云、冰、霜、雪等的形成过程.
教学课时
1课时
课前预习
1.升华：物质从 固态 直接变成 气态 的过程.升华过程要 吸热 .
2.凝华：物质从 气态 直接变成 固态 的过程.凝华过程要 放热 .
3.实验中的升华与凝华：给密闭烧瓶中的碘加热，过一会儿固态碘直接 升华 变成紫色的碘蒸气，停止加热后，直接 凝华 变成固态碘，附着在烧瓶内壁上.
4.自然界中的升华与凝华：雪、霜、冰花、雾凇的形成属于 凝华 ，冬季的冰雕逐渐变小属于 升华 .
巩固复习
教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
新课导入
我们知道冰块吸热后熔化成水，再继续吸热就变成水蒸气，这是生活中常见的现象，那么物质吸热后能不能从固态直接变为气态呢？请同学们积极思考并发言.
生：应该可以吧，比如固态空气清新剂过一段时间后变小了，甚至消失了.这就是固态的空气清新剂直接变成了气态，并飘散到空气中去了.
同学们说得很正确，固态物质是可以直接变成气态的，那么气态物质是否也可以直接变成固态呢？请大家举例说明.
生：气态物质也可以直接变成固态，比如深秋和初春时出现的霜就是水蒸气直接变成了固体小冰晶.
同学们真棒！那么今天我们就一起来学习固态和气态之间的相互转化——升华和凝华.
进
行
新
课
升华、凝华
1.升华
教师向学生演示“人造雪景”实验，激发学生学习物理的兴趣.
演示实验（人造雪景）：在一个烧瓶内放入少许樟脑丸粉末，然后加热，樟脑丸消失，再将一枯树枝放入烧瓶内，这时便可以看到气态的樟脑丸在枯树枝上变成雪花状.
学生仔细观察后，提出疑问：这个实验真神奇，樟脑丸粉末是如何跑到枯树枝上的？
同学们问得很好，这个实验涉及了两个物态变化，首先是固态的樟脑丸粉末在受热后，直接由固态变成了气态，这个过程就是升华，然后是气态的樟脑丸遇到冷的枯树枝又凝结成了固态樟脑丸，这个过程叫做凝华，我们一会儿再学.
板书：1.升华：物质由固态直接变成气态的过程.
2.识别升华现象时要抓住“两个状态，一个关键词”：初状态（固态）、末状态（气态）、关键词［直接（不经历液态）］
请同学们注意，并不是所有物质都能发生升华现象，它仅限于某些物质在一定条件下才能发生，下面请同学们举例说明生活中你见过的升华现象.
生1：冬天，放在外面的结冰的衣服，过一段时间后衣服干了（冰没有熔化）.在衣服干了的过程中，衣服上的冰直接变成了水蒸气.
生2：用久了的灯泡会变暗，仔细观察发现钨丝变细了.钨丝变细的原因是钨丝由固态直接变成了钨蒸气.
【例1】（多媒体展示）下列现象中，不属于升华现象的是（ ）
A.放在口袋里的樟脑丸变小了
B.路边的“雪人”没有融化却越变越小，最后消失不见了
C.霜的形成
D.碘放在火上烤一烤，产生紫色的气体
解析：本题的关键是辨别升华现象.升华现象就是物质直接由固态变成气态，樟脑丸、雪、碘都是固态，后来都变成气体，故选项A、B、D都是升华现象.霜是空气中的水蒸气遇冷放热凝华而成，不属于升华现象.答案：C
2.凝华
教师引导学生做教材P64“想想做做”的实验：在试管中放入少量碘，塞紧盖子后放入热水中（注：装有碘的试管一定要塞紧盖子，以防碘蒸气外泄），发现碘固体消失了，产生了紫色蒸气；再将该试管放入凉水中，紫色蒸气消失，碘蒸气变成了固体碘.
进
行
新
课
请同学们试着分析这个实验的过程.
生1：放入热水中时，固体碘不见了，试管内看到有紫色蒸气产生，这说明固态碘受热升华成碘蒸气.
生2：放入冷水中时，紫色碘蒸气消失了，试管壁上有黑色固体产生，这说明气态碘蒸气遇冷变成了固态碘.
同学们分析得很对，固态物质直接变成气态物质是升华现象，它的逆过程气态物质直接变成固态物质是凝华现象.
板书：
1.凝华：物质由气态直接变为固态的过程.
2.识别凝华现象时要抓住“两个状态，一个关键词”：初状态（气态）、末状态（固态）、关键词［直接（不经历液态）］
并不是所有物质都能发生凝华现象，它也仅限于某些物质在一定条件下才能发生.下面请同学们举例说明生活中你见过的凝华现象.
生1：冬天寒冷的早晨，室外物体上常常挂着一层霜，霜是空气中的水蒸气直接凝华而成的小冰粒.
生2：寒冷的冬天，早晨玻璃上出现冰花，这是室内的水蒸气遇到冷玻璃，凝华成固态冰，形成冰花.
【例2】（多媒体展示）在我国北方的冬季，常见的几种物态变化现象中，属于凝华现象的是（ ）
A.室外结冰的衣服变干
B.房间窗玻璃的内表面出现冰花
C.湖面结了厚厚的一层冰
D.正在跑步的人嘴中呼出“白气”
解析：A项中结冰的衣服变干的过程中，固态的冰变成水蒸气，属升华；B项中窗玻璃的内表面出现冰花的过程中，室内的空气中的水蒸气遇到冷的玻璃，直接变成冰晶（冰花），属凝华；C项中湖面的冰晶是由水冻成的，属凝固；D项中的“白气”是水蒸气液化而成的.由此可见，本题选B.
答案：B
升华吸热、凝华放热
1.升华吸热、凝华放热
我们知道汽化和液化互为相反过程，熔化和凝固互为相反过程，升华和凝华互为相反过程.已知一个过程为吸（放）热过程，则它的逆过程一定为放（吸）热过程.下面请同学们试着来分析升华和凝华的吸放热情况.
生1：我们在做碘的升华和凝华实验时，把装着固态碘的试管放入热水中后，出现了固态碘升华成碘蒸气的现象.在这个过程中热水对碘加热了，因此碘的升华过程是吸热过程.
生2：我们把装着碘蒸气的试管放入冷水中时，出现了碘蒸气凝华成固态碘的现象.在这个过程中，碘蒸气遇冷放出了热量，因此碘的凝华过程是放热过程.教师鼓励学生的发言，并进行总结和板书.
板书：升华和凝华互为逆过程.物质升华时吸收热量，凝华时放出热量.
2.物质的“三态六变”过程
教师用多媒体播放课件“物质的‘三态六变’过程”，并讲解.
进
行
新
课
水循环中的物态变化
教师引导学生阅读教材P65“科学·技术·社会——水循环”，让学生用水的三态变化解释自然界的一些水循环现象，同时了解我国水资源的紧张状况，认识水对于人类的重要作用，从而产生强烈的环保意识和节水意识.
板书：
我们要养成节约用水的好习惯.
请同学们课后查找“水资源”的相关资料，并思考和讨论四个问题：①水为何珍贵？②水能为人类做些什么？③破坏水资源会给人类带来哪些危害？④我们应该采取哪些措施节约用水？
【例3】（多媒体展示）据《××晚报》报道：2001年5月，阴天，气温约为-15°C，雪刚停，在新疆罗布泊沙漠的沙丘上覆盖着5cm~10cm厚的积雪，然而过了约20分钟雪不见了，脚下却是干爽的沙地.这一现象令在场的科考队员很惊讶.请你用所学过的知识回答下面的问题：
（1）请针对雪不见了提出你的看法.
（2）简单解释你提出的看法.
解析：根据题知，原来沙丘上覆盖着5cm~10cm厚的雪，20分钟后消失了，可能是雪熔化成水后渗入沙中；也可能是雪熔化成水再蒸发；还可能是雪直接升华为水蒸气.在这些可能中有没有发生熔化现象？答案是否定的，因为不满足雪熔化成水的条件——气温约为-15°C，远远低于雪的熔点.“脚下却是干爽的沙地”也说明雪并没有熔化成水.升华是固态直接变为气态的现象.冰雪在很冷的气温下是会发生升华现象的.尤其是在空气干燥而气温又低的沙漠地区，且升华现象是不留痕迹地悄然发生，只是这种现象平时不易看到，过程进行的时间较长，现象不明显而已.
答案：（1）雪发生了升华现象，由固态的雪直接变成了气态的水蒸气.（2）当时的气温低（-15°C）说明没有雪熔化的气温条件，“脚下干爽”说明没有留下水迹，所以不可能是雪熔化后渗入到沙中，而雪是可以由固态直接变为气态消失的，所以只可能是发生了升华现象.
教学
板书
课
堂
小
结
这节课我们学习了升华和凝华的概念，并通过实验知道了升华要吸热，凝华要放热，我们还进一步学习了水循环中的物态变化，知道了云、雾、雨、露、霜、雪、雹等的成因及它们和人类生活的关系，这节课我们就学到这，谢谢！
教
材
习
题
解
答
【教材P64“想想做做”】
在试管中放少量碘，塞紧盖子后放入热水中.当固态的碘变为紫色的碘蒸气并充满试管后，将试管从热水中拿出，再放入凉水中，碘蒸气又会变为固态的碘.
解：自己动手实验可加深我们对碘升华和凝华现象的印象，同时也让我们认识到升华和凝华是互逆过程.
教材P65“想想议议”】
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气.给右图填字，说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系.
解：如图，其中汽化与液化互逆；凝固与熔化互逆；凝华与升华互逆.
【教材P66“动手动脑学物理”】
1.使用樟脑丸可以让棉毛织物等免受虫蚁的侵害.经过一段时间以后，打开存放衣服的箱子，就会闻到刺鼻的气味，还会观察到樟脑丸变小了，甚至没有了.请你分析樟脑丸变小的原因.
解：在分析时要注意樟脑丸的初状态和末状态，樟脑丸的初状态为固态，末状态为气态，所以这个是固态直接变为气态的过程，是升华.樟脑丸变小是升华所致.
教
材
习
题
解
答
2.冻肉出冷库时比进冷库时重，这是为什么?
解：冻肉出冷库后，可见到上面有霜，这是水蒸气凝华所致.
3.二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固体.这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体，所以叫干冰.干冰具有很好的致冷作用，可用于人工降雨.这是由于干冰在常温下会迅速变为气体,吸收热量，促使水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶，从而达到降雨的条件.你能试着分析上面一段描述中包含了哪些物态变化吗？
解：二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固体，这是凝华过程；干冰在常温下会迅速变为气体是升华过程；干冰在升华的同时吸收热量，促使空气中水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶，这是液化或凝华的过程.
4.美丽的树挂、霜都是怎样形成的？请你动手做一做下面的实验，并思考形成霜的条件.
如图甲，将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐.用筷子搅拌大约半分钟，用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度，可以看到冰水混合物的温度低于0℃.这时观察易拉罐的下部和底部，就会发现白霜（图乙）.
解：美丽的树挂、霜都是空气中的水蒸气凝华形成的.
5.调查学校和家庭水的使用状况，提出在生活中节约用水的若干建议.
解：①洗手尽量用盆洗，然后用盆里的水浇花或冲厕所;②随手关水龙头；③发现水管有漏水现象，马上向有关部门反映；④洗澡时请间断放水沐浴，搓洗时应及时关水.（本题答案不唯一，合理即可）
难
题
解
答
【例4】在舞台上喷撒干冰（固态二氧化碳）可以形成白雾，这种白雾是（ ）
A.空气中的水蒸气液化形成的小水珠
B.二氧化碳气体液化形成的小液滴
C.干冰升华形成的二氧化碳气体
D.干冰熔化形成的小液滴
解析：喷撒干冰形成白雾的原理是：干冰升华吸热使周围空气的温度降低，舞台上方空气中的水蒸气降温后液化成小水珠形成“白雾”，这就是我们看到的“烟雾缭绕”的舞台效果，故选A.
答案：A
教
学
反
思
1.升华和凝华现象是学生学习中容易忽略的两种物态变化.尽管升华和凝华现象并不罕见，但却不易被学生注意，他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段，因此教学中应对其足够重视，以切实帮助学生澄清模糊的认识.
2.在教学中从升华和凝华的现象出发，让学生在观察实验的基础上，感知什么是升华，什么是凝华，在实验中用对碘加热来揭示固体升华是需要吸热的，其逆过程凝华则可通过分析推断其需要放热，由于升华、凝华现象不是学习重点，不必过多讲解实验设计.
3.因为碘蒸气有毒，用碘做升华、凝华实验时必须把它封闭起来，以免影响学生健康.
4.对于教材P65“科学·技术·社会”，着重引导学生理解水循环中的物态变化情况，进而引出水资源的保护、开发和利用的话题，引导学生关注生活、关注社会，培养其社会责任感，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯.
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结