资源描述
第三节 汽化和液化
【教学目标】
一、知识与能力
1.知道什么是汽化和液化,知道汽化吸热、液化放热.
2.知道蒸发和沸腾是液体汽化的两种方式.
3.知道沸腾现象和沸腾的特点；知道什么是沸点；了解沸点与气压的关系.
4.能用汽化和液化的知识解释有关的简单热现象.
二、过程与方法
1.经历水的沸腾实验的探究过程,观察液体沸腾时的现象和特点.
2.经历用图像描述水沸腾前后温度随时间变化的过程.
三、情感、态度与价值观
1.把生活现象和自然现象与物质的沸点联系起来,乐于探索自然现象和日常生活中的物理知识.
2.在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识.
【教学重点】
观察水的沸腾,知道沸腾现象及其特点.
【教学难点】
绘制沸腾的图像.
【教学突破】
比较准确地测量出水在沸腾前到沸腾时的温度是进行描绘图像的关键,因此在学习过程中,要引导学生正确使用温度计,认真观察和实验,同时结合数学上的相关知识,描绘出水的沸腾图像,从而突破难点.
【教学准备】
教师准备：酒精、棉花、课件等.
学生准备：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、酒精温度计、硬纸板、玻璃片、火柴、酒精、棉花、注射器、乙醚、水等.
┃教学过程设计┃
教学过程
设计意图
一、情境导入
情境：用“酒精棉花”在黑板上写题目“第三节 汽化和液化”.
问题：黑板上的字怎么不见了？这说明了什么？
提出问题：你知道水有哪几种状态？别的物质是否也有这几种状态？请举例说明.
通过录像、幻灯片等多媒体手段展示生活中的物态变化现象.
展示后组织学生讨论：你观察到了哪些现象？这些现象的共同点是什么？学生通过描述现象后就能总结出：物质的状态都发生了变化.
再补充几个其他的物态变化现象,例如物质由气态变为固态(如雾凇现象),或由液态变为固态(如水在低温下结冰)的例子.
小结：固态、液态和气态是自然界物质常见的三种状态.固体、液体和气体在一定条件下都会发生状态的变化.
二、进行新课
从液体到气体
1.沸腾
开展活动,观察水的沸腾现象,也可以结合教学课件,展示水在沸腾时的情景.
观察水的沸腾现象,你看到了什么？
总结：沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象.
2.蒸发
(1)学生实验——酒精的蒸发：在塑料袋中滴入几滴酒精,排尽空气后把口扎紧,放入80℃以上的热水中.让学生观察后回答：你看到了什么现象？你想提出什么疑问？你的想法是什么？
学生活动：列举一些汽化现象的例子.
(2)根据日常观察和生活经验讨论：①蒸发在什么温度下发生？②蒸发发生在液体的什么位置？请说出支持你的观点的理由.
利用多媒体教学手段投影土地干裂的图片.
启发学生思考：土地为什么干裂？(水分蒸发)在哪儿干裂？(表面)说明蒸发发生在液体的什么位置？(表面)
然后总结出蒸发的定义：在任何温度下,只在液体表面进行的汽化现象叫做蒸发.
(3)讨论：老师昨天洗了一堆衣服,家里没有脱水机,可是明天要穿,同学们帮老师想一个办法,怎么才能让衣服快点干？
学生分组,展开讨论.
结论：影响液体蒸发的快慢的因素有：
①液体的温度越高,蒸发越快；
②液体的表面积越大,蒸发越快；
③液体的表面空气流动越快,蒸发越快.
思考：我国西部地区,为什么要采用管道输水？
例：农民在收割后,把谷放在通风的操场上、太阳底下摊开来晒,然后隔段时间会去翻翻谷子,这里面用到了哪些原理？
提出问题：要使一杯水汽化,有几种方法？
学生思考,交流方法.
情境：先出示一杯冷水,再出示一杯正在加热的沸水.
提出问题：这两杯水过一段时间会怎样？会减少吗？为什么？
总结：汽化的两种方式——蒸发和沸腾.
3.探究水的沸腾
(1)提出问题：对于沸腾现象,你了解哪些？你能描述一下沸腾现象吗？比一比,看谁说得全面.
(2)制订计划与设计实验
明确实验目的后,学生自己就可说出需要的器材,如烧杯、水、温度计、铁架台、石棉网、酒精灯、火柴、钟表等.
引导学生思考：为让学生有充分的时间观察水沸腾时发生的现象,应尽量缩短水沸腾前的加热时间.如何提高实验进程,节省时间呢？
引导学生思考讨论并总结出：a.减少烧杯中水的质量,但为了便于观察,水还应有相当的深度(约10cm左右),所以建议用小号烧杯,或使用大号试管(水约150ml)做此实验；b.实验中用热水进行加热；c.从开始加热起至95℃左右,必须在烧杯或试管上加纸盖,95℃以后将纸盖拿掉；d.拉长酒精灯灯芯,同时剪断烧焦的灯芯,在灯芯中加入细铜丝,使火焰比较猛烈；e.注意调整酒精灯和石棉网之间的距离,用酒精灯温度最高的外焰加热.
(3)进行实验与收集证据
教师及时解决学生在实验中遇到的困难,注意发现学生操作上的错误并给予纠正,还要提醒学生：读数时要迅速准确,以减小实验误差；注意比较水在沸腾前、后的不同之处；沸腾现象产生后不要立即停止实验,要继续观察并记录水温有无变化.
绘制“温度——时间”图像.实验结束后,让学生根据记录的数据,在教材第102页上面的“水沸腾时的温度——时间的关系图像”中标出相应的坐标点,用平滑的曲线把这些点连接起来,就得到水的沸腾图像.
图像绘制完成后,利用多媒体、幻灯等手段展示学生绘制的“水沸腾的温度——时间图像”(如图5－3－1所示,各组的曲线虽然不完全相同,但是大致相同),让学生感受到成功的喜悦.
完成以上步骤后,组织学生讨论以下问题：
a.水沸腾时,你从水中和水面各看到了什么现象？水中气泡内的气体是从哪儿来的？
b.水沸腾时,继续加热,水的温度变化吗？
c.曲线上的哪一段表示水沸腾前的过程？水的温度怎样变化？曲线上的哪一段对应水的沸腾过程？水的温度怎样变化？
d.根据观察的现象,结合图像分析液体沸腾有什么特点.
(4)得出实验结论
根据讨论,请学生总结出液体沸腾的特点.
结论：沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象.沸腾时,继续加热,液体的温度保持不变.
(5)反思：请回忆自己在实验中测得的水在沸腾时的温度,会发现几乎所有的小组测出的都不是100℃.这是什么原因呢？教师可向学生说明：其部分原因是由于温度计本身的质量问题造成的误差,还有可能是本地的大气压影响了测量值.
小结：蒸发和沸腾,请找出它们的相同点和不同点,如下表所示.
两种方式
蒸发
沸腾
共同点
由液态变为气态
不
同
点
发生地点
液体表面
液体内部和表面
温度条件
任何温度
只在一定温度(沸点)时发生
汽化速度
缓慢的汽化
剧烈的汽化
4.液体沸腾与气压的关系
(1)利用课件展示,结合课本学习,了解液体沸腾与气压的关系.
(2)学生活动：实验研究水沸腾的温度与气压有什么关系.
(3)总结：气压减小,液体沸腾时的温度降低；气压增大,液体沸腾时的温度升高.
5.沸点
(1)液体沸腾时的温度叫做液体的沸点.
(2)活动：阅读教材第103页的“几种物质的沸点”表格,讨论以下问题：
a.酒精的沸点是多少？能否用酒精温度计测量开水的温度？
b.你实验所用的温度计里的工作物质是什么？为什么要用这种温度计？
c.液态氢的沸点是－253℃,表示什么含义？常温下的氢是什么状态,为什么？
学生讨论与交流.
三、反思总结,布置思考题
1.总结本节课的主要内容,教师再作适当的补充.
2.教师进一步强调本节课的重点、难点和关键点.请学生反思自己本节课的学习情况,谈谈收获和体会.
3.布置课后作业：教材第106页“自我评价”第2题.
通过生活中常见的一些物态变化现象,使学生认识到自然界存在的三种物质状态,联系学生的实际生活,体现从生活走向物理的教育理念.
该实验所用塑料袋要透明,且尽量薄,使滴入的酒精清晰可见.为了使塑料袋排尽空气,可将塑料袋像拧麻花一样拧紧,再把口用线或橡皮筋扎紧.当把有酒精的塑料袋一角沉入热水中,塑料袋便马上鼓起.这时学生看不到液体的酒精,自然会产生“酒精到哪里去了”的疑问,经过思考后,学生会很快意识到,酒精并没有消失,而是由于受热变成了气体,所以看不到了.
通过此部分的教学,使学生初步理解影响蒸发的因素,对生活中常见的现象进行观察,让学生讨论管道输水的优点,既能进一步复习影响蒸发快慢的三个因素,又能培养学生珍惜水资源的意识,同时体现学以致用的物理理念.
要进一步研究沸腾现象.还需要通过实验仔细观察.明确观察的重点——温度随时间的变化情况,气泡的生成和变化情况.
组织学生分组进行实验.每组两三位同学分工合作：有的负责看表计时,有的测量温度,有的记录数据(教材上要求从水温达到80℃时开始记录温度,每1min记一次,一直记到水沸腾后5min左右停止.也可采用下面的调整方案：水温升到90℃时开始记录温度,每半分钟记一次,一直记到水沸腾后3min左右停止).大家共同观察水沸腾时发生的现象,特别是水中气泡的多少、大小、位置的变化.即实验小组成员既要分工又要合作,每个成员都要对沸腾的现象进行认真的观察.
通过对蒸发和沸腾两种现象的比较,找出它们的相同点和不同点,使学生对这两种汽化方式加深了认识.
【板书设计】
第三节 汽化和液化(1)
从液体到气体
1.汽化
(1)蒸发：定义 (2)沸腾：定义
(3)蒸发和沸腾的比较(见下表)
两种方式
蒸发
沸腾
共同点
由液态变为气态
不
同
点
发生地点
液体表面
液体内部和表面
温度条件
任何温度
只在一定温度(沸点)时发生
汽化速度
缓慢的汽化
剧烈的汽化
2.液体沸腾与气压的关系
气压减小,液体沸腾时的温度降低；气压增大,液体沸腾时的温度升高.
3.沸点
液体沸腾时的温度叫做沸点.不同的液体的沸点一般不同.
┃教学过程设计┃
教学过程
设计意图
一、情境导入
在烧水的时候,可以看到水壶壶嘴的地方会冒出大量的“白气”；在做饭的时候,也会看到大量的“白气”冒出来；在炎热的夏天,我们在吃冰棒的时候也可以看到冰棒在冒“白气”；在寒冷的冬季,我们在室外时,从嘴里呼出的气体也是些“白气”；在舞台演出时,也会看到舞台上烟雾缭绕的效果,就是大量的“白气”冒出来的.这些“白气”是怎样形成的呢？它们是不是一样的呢？它们属于气体吗？
二、进行新课
从气体到液体
1.液化
(1)课件展示生活中的液化现象：朝桌子或窗户呵气,可以看见上面有小水珠出现.天气冷时,朝空气中吐气,也可以看到“白气”.“白气”其实是小水珠,水蒸气是看不见的.
(2)观察液化现象
学生分组实验,观察液化现象.
在试管中装入少量水,大约3cm左右深,等水烧至剧烈沸腾后,拿一块玻璃靠近管口,会发现玻璃板上有一层水,并向下滴.为了让学生真切地体会气态水变为液态水的过程,可让学生尝试描述该实验现象.描述的过程中一定要提醒学生：水蒸气是看不见的,管口处的“白气”是一些小水珠.然后仿照汽化的定义,尝试给液化下定义,经过这个过程,学生就能意识到：液化是汽化的相反过程.
气体液化的条件可由上述实验经讨论得出：水蒸气遇冷,降低到一定温度时,就会液化.
2.液化的方式
(1)降低温度
(2)压缩体积(压缩气体的体积：乙醚液化实验).
日常应用：气体打火机,液化石油气等.
学生思考：(1)冬天,空调房间的玻璃上会有一些“水雾”,这些“水雾”是出现在玻璃窗的内表面还是外表面？为什么？
(2)牙医用小镜子检查患者的牙齿时,先要把它放在火上烤一烤,为什么？
讨论：列举生活中看到的液化现象,并解释其原因,进一步体会液化现象及液化的条件.
例如：掀开沸水锅盖,上面有水滴下；冬天,室外的人讲话时呼出“白气”；戴眼镜的人从寒冷的室外进入室内,镜片会变“模糊”等.
多媒体展示：气体液化的历史.
阅读教材,或通过课件展示,了解气体液化的历史.
3.汽化吸热 液化放热
(1)汽化吸热
液体沸腾有何特点？(沸腾过程中吸热而温度保持不变；停止加热,沸腾随即停止)
观察现象：在温度计测温泡上裹上用水或酒精浸湿的棉球,温度计的示数有什么变化？在手背上涂些酒精,感受如何？
思考：通过以上现象,你有什么发现？
总结：蒸发和沸腾都需要吸热,汽化吸热.
(2)液化放热
活动：完成教材第104页图5—3—8所示的实验.
观察实验现象,你有什么发现？实验说明了什么问题？[左右试管初始状态相同,左试管加热沸腾、水量减少(温度维持在沸点)；右试管通入从左管中导入的水蒸气,温度升高,水量增加]
总结：液化放热
(3)物态变化中的能量变化
阅读教材,了解物态变化中存在的能量变化.
三、反思总结,布置思考题
1.总结本节课的主要内容,教师再作适当补充.
2.教师进一步强调本节课的重点、难点和关键点.请学生反思自己本节课的学习情况,谈谈收获和体会.
3.布置课后作业：教材中第106页“自我评价”第1题.
通过生活中常见的一些事例引导学生思考,激发学生的求知欲.
要注意在教学中调动学生的经验积累,引导他们关注水蒸气液化的细节.
通过了解气体液化的历史,尤其是空气液化的历史,从而激发学生探索物理的兴趣,展现人类探索气体液化的艰难历程和美好前景.
【板书设计】
第三节 汽化和液化(2)
从气体到液体
(1)液化：物质由气态变为液态的现象叫液化.
(2)液化的方式
①降低温度；
②压缩体积.
【教学反思】
本节课需要学生探究观察水的沸腾现象,还要理解汽化和液化的其他重点知识,内容较多,故安排两个课时.在教学中,一定要组织学生开展好活动,通过活动,充分调动学生学习的积极性,让学生享受到学习的乐趣,体验到成功的喜悦.教学中,还要多展示其他丰富的材料,说明物理就在我们身边.
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