材料成形基础试题

第二章 物态变化
四、升华和凝华
南京市第十三中锁金分校 邹林林
〔设计意图〕
升华和凝华是生活中常见的物理现象，但学生对升华和凝华的概念却很陌生。所以设计了关于升华、凝华的演示实验，分别引入升华和凝华的概念。使学生通过观察实验获得感性认识，加深对概念的理解，同时也激发了学生的学习兴趣。能用物理语言解释生活中的升华、凝华现象是本节课的难点，通过实验和图片向学生展示物态变化的过程，注重培养学生能够清晰描述物态变化过程的语言表达能力。
〔教学目标〕
1．知识目标：(1)知道升华和凝华的概念，知道升华要吸热、凝华要放热．
(2)能用物理语言解释生活中的升华、凝华现象．
2．能力目标：(1)培养学生的观察实践能力．
(2)培养学生根据观察结果进行间接分析，从而推断出物理过程的思维
3．情感目标：结合升华和凝华的教学，渗透事物间相互联系、转化的辩证唯物主义观点，
培养学生严谨、求实的科学态度．
〔教学ZD和难点〕
ZD：对升华和凝华现象的认识
难点：能用物理语言解释生活中的升华、凝华现象．
〔教具和学具〕
不锈钢饭盒、水槽、黑色小托盘、干冰、酒精灯、铁架台、石棉网、锥形瓶、瓶塞、松树枝、樟脑丸、碘锤、火柴、胶头滴管、烧杯、水、新、旧灯泡（发黑）各一个、投影片投影设备
〔课前准备〕
思考：生活中有哪些升华和凝华的现象？
〔教学过程〕
教学阶段与时间分配 教师主导 学生主体 点评
一、引入新课（3分钟） 首先，请大家来观察一个小实验：这里有一只干燥的不锈钢容器，现在将装有某种物质(干冰)的塑料袋放入其中，请大家观察一下，一会儿在容器壁上有什么现象产生？大家观察到了什么？这种白色的物质是什么状态的？请大家猜猜看，这种白色的固体可能是什么？它又是由什么物质形成的？水蒸气是水的气态形式，在实验中水由气态直接变成了固态。由此可见，气态与固态之间也存在着某种联系，也可能发生某些变化，这就是今天我们这节课要来共同研究的。 学生观察、回答请学生摸一摸生：水蒸气 激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力，使学生获得感性认识
二、新课教学（38分钟）1、升华2、凝华3、升华和凝华的条件4、解释生活中的物理现象 物质可以由气态直接变为固态，那么反过来，是否也可以由固态直接变为气态呢？在日常生活中，大家见到过物质由固态直接变为气态的现象吗?像以上这些物质由固态直接变为气态的现象，我们称之为升华。【投影】固态 气态升华：物质由固态直接变为气态的现象【投影】冰雪的图片这是一幅关于什么的图片？冰和雪有什么相同之处吗？再请大家比较一下，冰和雪有什么不同之处吗？【投影】雪花的照片冰、雪之所以有这些不同之处，大家猜猜看可能会与什么有关？常见的冰是由水凝固而成的，那么雪呢？也是由水凝固而成的吗？下面我们来做一次人工造“雪”的实验，看看“雪”究竟是怎样形成的。【演示实验】人工造“雪”在锥形瓶内放人少许樟脑丸粉末，用酒精灯微微加热，待瓶口有白气冒出后，将一根细的松树枝放人。几秒钟后停止加热，使其冷却．将干枝从瓶中取出，仔细观察又有什么现象发生．实验过程中，教师提问：加热一会儿，大家观察到了什么现象？ 大家猜猜看，这种白色的气体可能是什么？树枝上的“雪”是什么物质？那么，“雪”是怎样形成的呢？【投影】“雪”是樟脑由气态直接变成固态而形成的。像这样物质由气态直接变成固态的现象，称之为凝华。【投影】气态 固态凝华：物质有气态直接变为固态的现象 现在，请大家思考一下，自然界中的雪又是怎样形成的呢？ 在日常生活中，大家还见到过哪些凝华的现象呢？通过前面的学习，大家知道物质有几种状态？分别是什么？固态和液态之间可以通过哪些物态变化，使它们之间发生相互转化？液态和气态之间可以通过哪些物态变化，使它们之间发生相互转化？通过今天的学习，我们又知道了固态通过升华可以直接变成气态，而气态可以通过凝华直接变为固态。【投影】在前面的学习中，大家了解了在发生每种物态变化时，都需要一定的条件。那么发生升华和凝华时，需要什么条件呢？教师出示碘锤。大家知道这个实验装置叫什么吗？在前面的学习中，大家有没有做过碘锤的实验？请大家注意观察，在玻璃壁上有许多深紫色的小颗粒，这些小颗粒是什么？给碘锤的一端微微加热。大家观察到什么现象？碘锤的哪一端变成紫色了？紫色的物质有什么变化？紫色的物质由下向上运动，由此可见紫色物质是什么状态的？这种紫色的气态物质是什么？在加热过程中，碘由固态直接变为气态，这是什么现象？对固态的碘加热，使碘发生了升华现象，由此可见物质在升华时，需要什么条件？【投影】升华时吸热停止加热，并在碘锤的上端内凹部分滴入少量冷水。大家观察到了什么现象？在这个过程中，碘发生了什么物态变化？实验表明，碘在凝华时需要什么条件？ 【投影】凝华时放热欣赏文艺演出时，人们常常会看到舞台上烟雾缭绕，犹如在仙境中一般，来渲染气氛。【投影】舞台烟雾的图片大家知道烟雾是怎样形成的吗？大家知道干冰是什么物质吗？二氧化碳在常温下是气态的，大家见过二氧化碳气体吗？或者大家接触过二氧化碳气体吗？我们周围的空气中就含有二氧化碳气体，我们在呼吸时，吸入的是氧气而呼出的是二氧化碳气体。与此可知，这种气体是无色无味的。今天我们就让大家亲身体验一下，“烟雾”是如何形成的。【演示】用干冰制造“烟雾”（将不锈钢容器中的干冰倒入水槽中抖动）大家看到的滚滚白烟是二氧化碳气体吗？那么白色的烟雾究竟是什么？【投影】舞台上的烟雾究竟是什么？是怎样形成的？【投影】演示：取一块干冰放在黑色碟子中，请大家观察一下，干冰有什么变化？减少的干冰，到哪里去了？在这个过程中，干冰发生了什么物态变化？【投影】干冰 气体 干冰升华时吸热，周围空气的温度降低。看到的白色烟雾又是什么？【投影】 水蒸气 小水珠教师出示两个小灯炮，请大家帮我辨别一下，哪只是新的，哪只是旧的？你是怎么知道的？用久的灯泡不但会发黑而且灯丝也会变细，大家知道这是为什么吗？【投影】为什么用久了的灯泡会发黑，而灯丝会变细？你知道灯泡上黑色的物质是什么吗？【投影】钨 钨蒸气钨蒸气 钨在日常生活中伴随着许多物理现象，你仔细观察过吗?盛夏，将冰棒从冰箱中取出，揭开包装纸，冒白烟；再仔细看看，冰棒上有一层“”；放入玻璃杯中，几分钟之后，杯壁上有水珠，冰棒已熔化了。【投影】讨论：上述过程中，有哪些物态变化？“白烟”：空气中的水蒸气放热，液化而形成的小水珠“”：空气中的水蒸气放热，凝华而形成的小冰晶“小水珠”：水蒸气 小水珠“冰棒化了”：冰棒吸热熔化【投影】农谚：“霜前冷，雪后寒”，你认为这一说法有道理吗？为什么？ 学生讨论、并回答学生举例例如：樟脑丸变小了，变小的樟脑丸由固态直接变为气态。冰冻的衣服变干了。气温降到零摄氏度以下，而冰冻的衣服却能变干，固态的冰直接变为气态的水蒸气。堆雪人，一段时间后雪人变小了，固态的雪直接变为了气态的水蒸气。生：冰、雪生：都是水的固态形式生：冰的表面光滑、质地坚硬，而雪的表面粗糙、质地疏松，雪花还具有一定的形状生：瓶内有白色的气体产生生：气态的樟脑生：固态的樟脑学生回答生：雪是由水蒸气凝华而成的学生举例：霜、冰花、雾凇生：固态、液态、气态生：熔化和凝固生：汽化和液化 生：固态的碘生：碘锤里的气体变紫了生：向上端运动，紫色逐渐变深生：气态生：碘蒸气生：升华生：加热生：紫色气体逐渐变淡，在内凹部分有大量的固态碘析出生：碘由气态凝华成固态生：放热生：在舞台上撒干冰生：固态的二氧化碳生：不是。二氧化碳是无色无味的。生：逐渐减少生：变成二氧化碳气体学生讨论：空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。学生回答生：灯泡发黑学生思考、回答生：固态的钨学生解释现象：通电后，灯丝发热发光。由钨作成的灯丝吸热后升华成钨蒸气。灯泡内的钨蒸气放热凝华成固态的钨，附着在玻璃泡上。学生讨论，并回答问题。学生回答：有道理。因为霜是空气中的水蒸气遇冷放热凝华而成的。雪后将发生熔化，雪在熔化时要吸热；同时雪也会发生升华，升华时也要吸热。 培养学生逆向思维的能力利用学生已有的生活经验，引入概念通过归纳总结，得到概念培养学生观察能力和分析比较能力培养学生的实验观察能力培养学生的推断能力通过归纳总结，得到概念，培养学生归纳能力使学生将积累的生活经验与所学的知识相联系通过回顾、总结、归纳，构建一个完整的知识体系，帮助学生掌握各知识点培养学生观察实验的能力培养学生推断的能力考查学生生活经验是否丰富及对所学的知识能否灵活运用培养学生观察实验的能力培养学生的语言表述能力注重将物理与生活实际相联系，解释身边的物理现象培养学生养成注重观察身边的物理现象的习惯，学会观察、思考问题
三、课堂小结（4分钟） 请同学们小结一下，通过这节课的学习，大家学到了哪些知识？【投影】课外实践：如何利用电冰箱制造出露、雾和霜？现在，请大家讨论一下，有哪些方法？这节课我们利用干冰制造了烟雾，大家知道干冰除此之外，还有哪些用途？【投影】课外调查：人工降雨阅读教材“生活·物理·社会” 请大家收集一些关于人工降雨的资料，在下节课进行交流。 请学生进行小结学生讨论生：降温、保鲜、清洁、人工降雨
〔教学资源〕在“人工造雪”的实验中，建议使用纯樟脑制成的樟脑丸，实验效果较好。在利用干冰制造烟雾的实验中，建议采用粉状的干冰。
〔教学评析〕从简单易做的小实验入手，让学生参与、体验激发了学生的学习兴趣，把学生的注意力集中到本课堂所要探究和解决的问题上。引导学生自主学习，充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，从学生身熟悉的事例入手，通过实验探究，探索物理现象，揭示物理规律。通过巧妙设计的、能就地取材、简单易做的课后探究实验，培养学生的探索乐趣和初步的科学实践能力。