初中物理人教版八年级上册第三章 物态变化第2节 熔化和凝固教案设计

第2节　熔化和凝固

                      （共2课时）

第一课时　熔化和凝固实验

【知识与技能】

1．理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态．

2．知道物质的固态和液态之间是可以相互转化的．

【过程与方法】

通过实验探究固体熔化过程，掌握使用物理仪器的基本技能和科学探究的步骤．

【情感、态度与价值观】

通过教学活动，养成学生尊重自然规律的科学态度，体会交流合作的重要性和成果共享的喜悦．

【重点】

培养学生的观察能力、实验能力和分析概括能力．

【难点】

指导学生进行实验，观察现象，并用图象将数据进行处理．

知识点一　物态变化

【自主学习】

阅读课本P53，完成以下问题：

1．物质有固态、液态、气态三种状态．

2．物质由一种状态变成另一种状态，叫做物态变化．

【合作探究】

演示一

1．天气热的时候，从冰柜中拿出的冰棒，一会儿就变成了水，再过一段时间水干了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪．这是为什么呢？

答：冰棒变成了液态的糖水，而糖水又变成了水蒸气进入了空气中．

2．以上的现象中，物质的形态发生了什么变化？

答：物质由一种形态变为另一种形态．

【教师点拨】

1．现实生活中，水的三态变化较常见．其实，除水以外，所有物质均有三态，而且相互之间可以发生转化，只是不常见而已．

2．发生物态变化时通常都伴随着温度的变化.

3．物态变化不是形状的变化，而是物质由一种物态变为另一种物态，物质的种类不变.

知识点二　熔化和凝固

【自主学习】

阅读课本P53－55，完成以下问题：

1．物质从固态变成液态 的过程叫做熔化．

2．物质由液态变成固态的过程叫做凝固．

【合作探究】

演示二　探究固体熔化时温度的变化规律

1．实验设计是怎样的？

答：取适量的海波和蜡块放在两个试管中，分别插入正在加热的热水中，用温度计测出它们的温度变化，并每隔1 min记录一次温度．

2．需要哪些实验器材？

答：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等．

3．海波和蜡在由固态变成液态时温度有什么不同的地方？

答：海波在熔化过程中，温度保持不变，而蜡在熔化过程中，温度不断上升．

4．在方格纸上画一根横轴表示时间，画一根纵轴表示温度，标出各个时刻所记的物质的温度(坐标点)，然后用平滑的曲线把这些点连接起来得到熔化图象．分析海波和蜡的熔化图象有什么不同？

答：海波的熔化图象有一横向水平线，蜡的熔化图象没有．它们的熔化图象对比如下．

海波的熔化图象

蜡的熔化图象

【教师点拨】

1．做熔化实验时，将有海波或蜡的试管放到烧杯的水中加热，而不是将试管直接放到酒精灯上加热，目的是使受热物体尽可能均匀的缓慢的受热，从而能够得出晶体熔化时温度保持不变的结论．另外，实验时还应注意酒精灯的安全使用．

2．水浴加热法：是一种给物质均匀地间接加热的方法，它能控制物体温度上升的速度，其好处是被加热物体受热均匀且温度变化平稳．

3．用图象法描述一个物理量随另一个物理量变化的情况，非常直观，在各门科学中都应用得非常广泛．

【跟进训练】

甲是小丽探究“冰的熔化规律”的实验装置，实验时，她先将冰和温度计正确放入试管内，再将试管放入大烧杯的水中加热，观察冰熔化过程中温度变化的情况.

甲

乙

(1)实验中，将盛有碎冰的试管放入烧杯内的水中加热，目的是使冰受热均匀.

(2)某时刻温度计示数如图甲所示，此时温度是－5 ℃.物质处于固态．

(3)根据实验数据，小丽作出了冰熔化的图象如图乙所示，分析图象可知，冰熔化时温度变化特点是不断吸热，温度不变.

拓展延伸　奇妙的冻雨和雨凇

在我国北方，还有南方的贵州、湖南的湘西山区，冬天里可以看到一种奇怪的雨，天上掉下来明明是雨滴，可在地上却看不到雨的痕迹，见到的到处都是冰，这种滴雨成冰的雨称为“冻雨”．这种雨掉在树枝上、电线上迅速结成一层晶莹透明的冰层，逐渐挂下来成了一条条冰柱．雨滴落在树上所成的冰称为“雨凇”．初冬时节发生冻雨或雨凇现象时，到处是晶莹剔透，景色十分诱人．置身于纯洁透明的大自然里，会使你忘却天气的寒冷，忘却生活中的烦恼，精神境界得到升华和提高.

“冻雨”和“雨凇”的形成都与水的凝固有关．气象学家在观测云层时还发现了一种“混合云”，云的中上部温度已降到—20 ℃～—30 ℃，甚至—40 ℃，但其中还有许多的雨滴并没有冻结．据说有的科学家成功地使纯净无瑕的水静置冷却到—70 ℃仍不结冰，这种温度低于0 ℃还不冻结的水叫“过冷却水”.

原来水分子结冰，除温度条件外，还要求在水中必须有冻结核，有了它，做无规则运动的水分子才能按冰的晶体结构排列起来．江河湖海里的水及自来水中都含有杂质，这些杂质就是冻结核．于是这些水在0 ℃时就结冰了．

1．物态变化：物质各种状态间的变化．

2．物质三种状态：固态、液态、气态．

3．熔化：物质从固态变为液态的过程．凝固：物质从液态变为固态的过程．

完成本课对应训练．

第二课时　熔化和凝固规律

【知识与技能】

1．知道物质熔化的规律、图象，了解晶体、非晶体的概念，知道熔化需要吸热．

2．知道物质凝固的规律、图象，知道凝固需要放热．

【过程与方法】

1．通过实验探究晶体和非晶体熔化过程，掌握使用物理仪器的基本技能和科学探究的步骤．

2．使学生能够通过图象对实验数据进行处理，理解固体熔化和液体凝固的规律．

【情感、态度与价值观】

通过教学活动，养成学生尊重自然规律的科学态度，体会交流合作的重要和成果共享的喜悦．

【重点】

晶体和非晶体熔化和凝固温度变化规律．

【难点】

指导学生通过对实验的观察，分析、概括并总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图象表示出来．

知识点一　熔点和凝固点

【自主学习】

阅读课本P55－56，完成以下问题：

1．有些固体在熔化过程中尽管不断吸热，但温度却保持不变，有固定的熔化温度，这类固体叫做晶体.晶体熔化时的温度叫做熔点.

2．有些固体在熔化过程中不断吸热，温度不断上升，没有固定的熔化温度，这类固体叫做非晶体.

3．晶体在凝固时的温度叫做凝固点.同一晶体，其熔点与凝固点相同.

【合作探究】

演示一　海波和石蜡的熔化

海波的熔化图象

石蜡的熔化图象

1．两种物质在熔化过程中，温度的变化有什么特点？

答：(1)海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到47 ℃，海波开始熔化．在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升．(2)随着不断加热，石蜡的温度升高，在此过程中，石蜡变软变稀，最后熔化为液体．

2．每段曲线对应的一段时间内，海波与石蜡各是什么状态？

答：海波：固态→固液共存→液态．石蜡：固态→变软→变稀→液态．

3．海波和石蜡的熔点各是多少摄氏度？

答：海波的熔点是47 ℃，石蜡没有熔点．

4．海波的熔化过程持续了多长时间？

答：从第3 min到第4 min，一共1 min.

演示二　晶体和非晶体的凝固图象

甲—晶体

乙—非晶体

1．在晶体凝固图象中EF、FG、GH各段分别表示温度怎样变化？物质是在吸热还是放热？物质处于什么状态？

答：EF段晶体温度逐渐降低，放热，是液态．FG段晶体温度保持不变，继续放热，是固液共存态．GH段晶体温度继续降低，仍然在放热，是固态．

2．晶体和非晶体的凝固过程有什么不同？从图象上看有什么区别？

答：晶体凝固过程中持续放热，温度不变．非晶体没有固定的凝固点，凝固放热过程中温度一直降低．晶体的凝固图象有一段平行于时间轴的水平线段，而非晶体的凝固图象没有．

演示三　认识下列晶体的熔点(凝固点)

【教师点拨】

1．判断晶体与非晶体的方法：(1)有无熔点：晶体有，非晶体无．(2)熔化过程：晶体由固→固液共存→液.非晶体由固→软→稀→液.(3)熔化图象：关键是是否存在一段平行于时间轴的线段．

2．晶体熔化条件：(1)达到熔点.(2)不断吸热

3．晶体凝固条件：(1)达到凝固点.(2)不断放热.

4．同种物质的熔化和凝固过程互为逆过程．因此，晶体熔化需要吸热，且温度不变，则晶体凝固需要放热，且温度也不变．

5．同种晶体的熔点等于它的凝固点．

【跟进训练】

1．(湖南邵阳中考)如图所示，由冰的熔化曲线可知(　B　)

A．冰是非晶体

B．冰的熔点为0 ℃

C．冰的熔化过程经历了5 min

D．冰在熔化过程中，吸收热量，温度持续升高

2．(广西柳州中考)如图所示是某种物质熔化时的温度－时间图象，从图象可知，该物质是 晶体(选填“晶体”或“非晶体”)．线段AB表明，该物质在熔化过程中，继续加热，温度不变(选填“升高”“不变”或“降低”)．

知识点二　熔化吸热 凝固放热

【自主学习】

阅读课本P56－57，完成以下问题：

1．晶体在熔化过程中要吸热，在凝固过程中要放热，但温度都保持不变.

2．非晶体在熔化过程中也要吸热，在凝固过程中也要放热，但温度都改变.

【教师点拨】

联系生活：利用冰块熔化吸热，可以给冷冻食品保鲜.北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏．现在，人们研制出一种聚乙烯材料，在15 ℃～40 ℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变．所以，人们将这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度．

【跟进训练】

1．(贵州遵义中考)毛泽东同志曾用诗词“北国风光，千里冰封，万里雪飘，望长城内外，惟余莽莽……”描述我国北方的冬天．北方冬天气温下降至0 ℃以下时，水会凝固成冰，水在凝固过程中放出热量，温度不变.

2．夏天吃冰棒感觉凉爽，是因为冰棒在熔化时要吸热；北方冬天菜窖经常要放一桶水，是因为水在凝固时要放热，使菜窖的温度不至于太低，防止菜被冻坏．(均选填“吸热”或“放热”)

1．固体

2．晶体熔化条件

3．晶体凝固条件

4．熔化吸热，凝固放热．

完成本课对应训练．

教学视频见课件．