初中物理人教版八年級上冊第三章 物態(tài)變化第4節(jié) 升華和凝華學(xué)案

這是一份初中物理人教版八年級上冊第三章 物態(tài)變化第4節(jié) 升華和凝華學(xué)案，共13頁。
環(huán)節(jié)1 課前自學(xué)準備
環(huán)節(jié)2 課堂教學(xué)展示
備課筆記
備課筆記
規(guī)律總結(jié)：
（1）在升華、凝華這兩種物態(tài)變化中并不存在液態(tài)這一環(huán)節(jié).
（2）升華、凝華的形成及其進行的快慢與溫度、物質(zhì)自身的性質(zhì)有關(guān)，如室內(nèi)的水蒸氣只有遇到寒冷的窗玻璃等物體才會凝華，白熾燈中的燈絲是由金屬鎢制成的，只有在高溫下鎢才會升華，使燈絲變細.
（3）初中階段涉及升華、凝華的現(xiàn)象不多，主要是碘、冰、樟腦丸、干冰這幾種物質(zhì)的升華；霜、雪、霧凇、冰花、冰晶等物質(zhì)的形成過程是凝華.
小組問題探討：
為什么會有“霜前冷，雪后寒”的說法？
知識拓展：
（1）我們可以把物質(zhì)的三態(tài)分為低能態(tài)（固態(tài)）、中能態(tài)（液態(tài)）、高能態(tài)（氣態(tài)），如圖所示，當物質(zhì)由低能態(tài)向高能態(tài)變化時要吸熱，反之則要放熱，從圖中可知，吸熱的過程有：熔化、汽化、升華；放熱的過程有：凝固、液化、凝華.
（2）在判斷物質(zhì)發(fā)生的物態(tài)變化時，對物態(tài)的“稱呼”日常化用語導(dǎo)致我們判斷錯誤.如“煙、粉”一般由固體小顆粒組成，為固態(tài).“霧、熱氣、汗”一般由小液滴組成，為液態(tài).
備課筆記
環(huán)節(jié)3 課后反饋總結(jié)
布置作業(yè)：教師引導(dǎo)學(xué)生課后完成本課時對應(yīng)練習(xí)，并預(yù)習(xí)下一課時內(nèi)容.
課題
升華和凝華
課型
新授課
教
學(xué)
目
標
知識與技能
1.知道升華和凝華的概念，知道生活中的升華和凝華現(xiàn)象，知道升華要吸熱，凝華要放熱
2.知道水循環(huán)中的物態(tài)變化.
過程與方法
1.通過觀察了解升華和凝華現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力
2.通過識別生活中常見的物態(tài)變化現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力.
3.通過介紹水循環(huán)中的物態(tài)變化，培養(yǎng)學(xué)生保護環(huán)境、節(jié)約用水的意識.
情感、態(tài)度與價值觀
1.通過教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生關(guān)心環(huán)境、樂于探索、勇于實踐的精神.
2.通過做碘的升華和凝華實驗，培養(yǎng)學(xué)生欣賞色彩美的能力.
教學(xué)重點
通過碘的升華和凝華實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實驗?zāi)芰?通過對日常生活中實例的解釋，培養(yǎng)學(xué)生用物理知識解決實際問題的能力.
教具準備
試管、鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈、碘、樟腦丸、水循環(huán)掛圖、熱水等
教學(xué)難點
理解大自然中水循環(huán)時的物態(tài)變化過程，及吸、放熱情況，能正確說出云、冰、霜、雪等的形成過程.
教學(xué)課時
1課時
課前預(yù)習(xí)
1.升華：物質(zhì)從 固態(tài) 直接變成 氣態(tài) 的過程.升華過程要 吸熱 .
2.凝華：物質(zhì)從 氣態(tài) 直接變成 固態(tài) 的過程.凝華過程要 放熱 .
3.實驗中的升華與凝華：給密閉燒瓶中的碘加熱，過一會兒固態(tài)碘直接 升華 變成紫色的碘蒸氣，停止加熱后，直接 凝華 變成固態(tài)碘，附著在燒瓶內(nèi)壁上.
4.自然界中的升華與凝華：雪、霜、冰花、霧凇的形成屬于 凝華 ，冬季的冰雕逐漸變小屬于 升華 .
鞏固復(fù)習(xí)
教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解布置的作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學(xué)生對知識的鞏固.
新課導(dǎo)入
我們知道冰塊吸熱后熔化成水，再繼續(xù)吸熱就變成水蒸氣，這是生活中常見的現(xiàn)象，那么物質(zhì)吸熱后能不能從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)呢？請同學(xué)們積極思考并發(fā)言.
生：應(yīng)該可以吧，比如固態(tài)空氣清新劑過一段時間后變小了，甚至消失了.這就是固態(tài)的空氣清新劑直接變成了氣態(tài)，并飄散到空氣中去了.
同學(xué)們說得很正確，固態(tài)物質(zhì)是可以直接變成氣態(tài)的，那么氣態(tài)物質(zhì)是否也可以直接變成固態(tài)呢？請大家舉例說明.
生：氣態(tài)物質(zhì)也可以直接變成固態(tài)，比如深秋和初春時出現(xiàn)的霜就是水蒸氣直接變成了固體小冰晶.
同學(xué)們真棒！那么今天我們就一起來學(xué)習(xí)固態(tài)和氣態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化——升華和凝華.
進
行
新
課
升華、凝華
1.升華
教師向?qū)W生演示“人造雪景”實驗，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.
演示實驗（人造雪景）：在一個燒瓶內(nèi)放入少許樟腦丸粉末，然后加熱，樟腦丸消失，再將一枯樹枝放入燒瓶內(nèi)，這時便可以看到氣態(tài)的樟腦丸在枯樹枝上變成雪花狀.
學(xué)生仔細觀察后，提出疑問：這個實驗真神奇，樟腦丸粉末是如何跑到枯樹枝上的？
同學(xué)們問得很好，這個實驗涉及了兩個物態(tài)變化，首先是固態(tài)的樟腦丸粉末在受熱后，直接由固態(tài)變成了氣態(tài)，這個過程就是升華，然后是氣態(tài)的樟腦丸遇到冷的枯樹枝又凝結(jié)成了固態(tài)樟腦丸，這個過程叫做凝華，我們一會兒再學(xué).
板書：1.升華：物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程.
2.識別升華現(xiàn)象時要抓住“兩個狀態(tài)，一個關(guān)鍵詞”：初狀態(tài)（固態(tài)）、末狀態(tài)（氣態(tài)）、關(guān)鍵詞［直接（不經(jīng)歷液態(tài)）］
請同學(xué)們注意，并不是所有物質(zhì)都能發(fā)生升華現(xiàn)象，它僅限于某些物質(zhì)在一定條件下才能發(fā)生，下面請同學(xué)們舉例說明生活中你見過的升華現(xiàn)象.
生1：冬天，放在外面的結(jié)冰的衣服，過一段時間后衣服干了（冰沒有熔化）.在衣服干了的過程中，衣服上的冰直接變成了水蒸氣.
生2：用久了的燈泡會變暗，仔細觀察發(fā)現(xiàn)鎢絲變細了.鎢絲變細的原因是鎢絲由固態(tài)直接變成了鎢蒸氣.
【例1】（多媒體展示）下列現(xiàn)象中，不屬于升華現(xiàn)象的是（ ）
A.放在口袋里的樟腦丸變小了
B.路邊的“雪人”沒有融化卻越變越小，最后消失不見了
C.霜的形成
D.碘放在火上烤一烤，產(chǎn)生紫色的氣體
解析：本題的關(guān)鍵是辨別升華現(xiàn)象.升華現(xiàn)象就是物質(zhì)直接由固態(tài)變成氣態(tài)，樟腦丸、雪、碘都是固態(tài)，后來都變成氣體，故選項A、B、D都是升華現(xiàn)象.霜是空氣中的水蒸氣遇冷放熱凝華而成，不屬于升華現(xiàn)象.答案：C
2.凝華
教師引導(dǎo)學(xué)生做教材P64“想想做做”的實驗：在試管中放入少量碘，塞緊蓋子后放入熱水中（注：裝有碘的試管一定要塞緊蓋子，以防碘蒸氣外泄），發(fā)現(xiàn)碘固體消失了，產(chǎn)生了紫色蒸氣；再將該試管放入涼水中，紫色蒸氣消失，碘蒸氣變成了固體碘.
進
行
新
課
請同學(xué)們試著分析這個實驗的過程.
生1：放入熱水中時，固體碘不見了，試管內(nèi)看到有紫色蒸氣產(chǎn)生，這說明固態(tài)碘受熱升華成碘蒸氣.
生2：放入冷水中時，紫色碘蒸氣消失了，試管壁上有黑色固體產(chǎn)生，這說明氣態(tài)碘蒸氣遇冷變成了固態(tài)碘.
同學(xué)們分析得很對，固態(tài)物質(zhì)直接變成氣態(tài)物質(zhì)是升華現(xiàn)象，它的逆過程氣態(tài)物質(zhì)直接變成固態(tài)物質(zhì)是凝華現(xiàn)象.
板書：
1.凝華：物質(zhì)由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)的過程.
2.識別凝華現(xiàn)象時要抓住“兩個狀態(tài)，一個關(guān)鍵詞”：初狀態(tài)（氣態(tài)）、末狀態(tài)（固態(tài)）、關(guān)鍵詞［直接（不經(jīng)歷液態(tài)）］
并不是所有物質(zhì)都能發(fā)生凝華現(xiàn)象，它也僅限于某些物質(zhì)在一定條件下才能發(fā)生.下面請同學(xué)們舉例說明生活中你見過的凝華現(xiàn)象.
生1：冬天寒冷的早晨，室外物體上常常掛著一層霜，霜是空氣中的水蒸氣直接凝華而成的小冰粒.
生2：寒冷的冬天，早晨玻璃上出現(xiàn)冰花，這是室內(nèi)的水蒸氣遇到冷玻璃，凝華成固態(tài)冰，形成冰花.
【例2】（多媒體展示）在我國北方的冬季，常見的幾種物態(tài)變化現(xiàn)象中，屬于凝華現(xiàn)象的是（ ）
A.室外結(jié)冰的衣服變干
B.房間窗玻璃的內(nèi)表面出現(xiàn)冰花
C.湖面結(jié)了厚厚的一層冰
D.正在跑步的人嘴中呼出“白氣”
解析：A項中結(jié)冰的衣服變干的過程中，固態(tài)的冰變成水蒸氣，屬升華；B項中窗玻璃的內(nèi)表面出現(xiàn)冰花的過程中，室內(nèi)的空氣中的水蒸氣遇到冷的玻璃，直接變成冰晶（冰花），屬凝華；C項中湖面的冰晶是由水凍成的，屬凝固；D項中的“白氣”是水蒸氣液化而成的.由此可見，本題選B.
答案：B
升華吸熱、凝華放熱
1.升華吸熱、凝華放熱
我們知道汽化和液化互為相反過程，熔化和凝固互為相反過程，升華和凝華互為相反過程.已知一個過程為吸（放）熱過程，則它的逆過程一定為放（吸）熱過程.下面請同學(xué)們試著來分析升華和凝華的吸放熱情況.
生1：我們在做碘的升華和凝華實驗時，把裝著固態(tài)碘的試管放入熱水中后，出現(xiàn)了固態(tài)碘升華成碘蒸氣的現(xiàn)象.在這個過程中熱水對碘加熱了，因此碘的升華過程是吸熱過程.
生2：我們把裝著碘蒸氣的試管放入冷水中時，出現(xiàn)了碘蒸氣凝華成固態(tài)碘的現(xiàn)象.在這個過程中，碘蒸氣遇冷放出了熱量，因此碘的凝華過程是放熱過程.教師鼓勵學(xué)生的發(fā)言，并進行總結(jié)和板書.
板書：升華和凝華互為逆過程.物質(zhì)升華時吸收熱量，凝華時放出熱量.
2.物質(zhì)的“三態(tài)六變”過程
教師用多媒體播放課件“物質(zhì)的‘三態(tài)六變’過程”，并講解.
進
行
新
課
水循環(huán)中的物態(tài)變化
教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P65“科學(xué)·技術(shù)·社會——水循環(huán)”，讓學(xué)生用水的三態(tài)變化解釋自然界的一些水循環(huán)現(xiàn)象，同時了解我國水資源的緊張狀況，認識水對于人類的重要作用，從而產(chǎn)生強烈的環(huán)保意識和節(jié)水意識.
板書：
我們要養(yǎng)成節(jié)約用水的好習(xí)慣.
請同學(xué)們課后查找“水資源”的相關(guān)資料，并思考和討論四個問題：①水為何珍貴？②水能為人類做些什么？③破壞水資源會給人類帶來哪些危害？④我們應(yīng)該采取哪些措施節(jié)約用水？
【例3】（多媒體展示）據(jù)《××晚報》報道：2001年5月，陰天，氣溫約為-15°C，雪剛停，在新疆羅布泊沙漠的沙丘上覆蓋著5cm~10cm厚的積雪，然而過了約20分鐘雪不見了，腳下卻是干爽的沙地.這一現(xiàn)象令在場的科考隊員很驚訝.請你用所學(xué)過的知識回答下面的問題：
（1）請針對雪不見了提出你的看法.
（2）簡單解釋你提出的看法.
解析：根據(jù)題知，原來沙丘上覆蓋著5cm~10cm厚的雪，20分鐘后消失了，可能是雪熔化成水后滲入沙中；也可能是雪熔化成水再蒸發(fā)；還可能是雪直接升華為水蒸氣.在這些可能中有沒有發(fā)生熔化現(xiàn)象？答案是否定的，因為不滿足雪熔化成水的條件——氣溫約為-15°C，遠遠低于雪的熔點.“腳下卻是干爽的沙地”也說明雪并沒有熔化成水.升華是固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的現(xiàn)象.冰雪在很冷的氣溫下是會發(fā)生升華現(xiàn)象的.尤其是在空氣干燥而氣溫又低的沙漠地區(qū)，且升華現(xiàn)象是不留痕跡地悄然發(fā)生，只是這種現(xiàn)象平時不易看到，過程進行的時間較長，現(xiàn)象不明顯而已.
答案：（1）雪發(fā)生了升華現(xiàn)象，由固態(tài)的雪直接變成了氣態(tài)的水蒸氣.（2）當時的氣溫低（-15°C）說明沒有雪熔化的氣溫條件，“腳下干爽”說明沒有留下水跡，所以不可能是雪熔化后滲入到沙中，而雪是可以由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)消失的，所以只可能是發(fā)生了升華現(xiàn)象.
教學(xué)
板書
課
堂
小
結(jié)
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了升華和凝華的概念，并通過實驗知道了升華要吸熱，凝華要放熱，我們還進一步學(xué)習(xí)了水循環(huán)中的物態(tài)變化，知道了云、霧、雨、露、霜、雪、雹等的成因及它們和人類生活的關(guān)系，這節(jié)課我們就學(xué)到這，謝謝！
教
材
習(xí)
題
解
答
【教材P64“想想做做”】
在試管中放少量碘，塞緊蓋子后放入熱水中.當固態(tài)的碘變?yōu)樽仙牡庹魵獠⒊錆M試管后，將試管從熱水中拿出，再放入涼水中，碘蒸氣又會變?yōu)楣虘B(tài)的碘.
解：自己動手實驗可加深我們對碘升華和凝華現(xiàn)象的印象，同時也讓我們認識到升華和凝華是互逆過程.
教材P65“想想議議”】
水的三種狀態(tài)分別是冰、水和水蒸氣.給右圖填字，說明它們?nèi)咧g轉(zhuǎn)化過程的名稱以及吸熱、放熱的關(guān)系.
解：如圖，其中汽化與液化互逆；凝固與熔化互逆；凝華與升華互逆.
【教材P66“動手動腦學(xué)物理”】
1.使用樟腦丸可以讓棉毛織物等免受蟲蟻的侵害.經(jīng)過一段時間以后，打開存放衣服的箱子，就會聞到刺鼻的氣味，還會觀察到樟腦丸變小了，甚至沒有了.請你分析樟腦丸變小的原因.
解：在分析時要注意樟腦丸的初狀態(tài)和末狀態(tài)，樟腦丸的初狀態(tài)為固態(tài)，末狀態(tài)為氣態(tài)，所以這個是固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程，是升華.樟腦丸變小是升華所致.
教
材
習(xí)
題
解
答
2.凍肉出冷庫時比進冷庫時重，這是為什么?
解：凍肉出冷庫后，可見到上面有霜，這是水蒸氣凝華所致.
3.二氧化碳氣體若被加壓、降溫到一定程度，就會形成白色的、像雪一樣的固體.這種固體在常溫下不經(jīng)熔化就會直接變成氣體，所以叫干冰.干冰具有很好的致冷作用，可用于人工降雨.這是由于干冰在常溫下會迅速變?yōu)闅怏w,吸收熱量，促使水蒸氣遇冷凝結(jié)成水滴或小冰晶，從而達到降雨的條件.你能試著分析上面一段描述中包含了哪些物態(tài)變化嗎？
解：二氧化碳氣體若被加壓、降溫到一定程度，就會形成白色的、像雪一樣的固體，這是凝華過程；干冰在常溫下會迅速變?yōu)闅怏w是升華過程；干冰在升華的同時吸收熱量，促使空氣中水蒸氣遇冷凝結(jié)成水滴或小冰晶，這是液化或凝華的過程.
4.美麗的樹掛、霜都是怎樣形成的？請你動手做一做下面的實驗，并思考形成霜的條件.
如圖甲，將冰塊放于易拉罐中并加入適量的鹽.用筷子攪拌大約半分鐘，用溫度計測量罐中冰與鹽水混合物的溫度，可以看到冰水混合物的溫度低于0℃.這時觀察易拉罐的下部和底部，就會發(fā)現(xiàn)白霜（圖乙）.
解：美麗的樹掛、霜都是空氣中的水蒸氣凝華形成的.
5.調(diào)查學(xué)校和家庭水的使用狀況，提出在生活中節(jié)約用水的若干建議.
解：①洗手盡量用盆洗，然后用盆里的水澆花或沖廁所;②隨手關(guān)水龍頭；③發(fā)現(xiàn)水管有漏水現(xiàn)象，馬上向有關(guān)部門反映；④洗澡時請間斷放水沐浴，搓洗時應(yīng)及時關(guān)水.（本題答案不唯一，合理即可）
難
題
解
答
【例4】在舞臺上噴撒干冰（固態(tài)二氧化碳）可以形成白霧，這種白霧是（ ）
A.空氣中的水蒸氣液化形成的小水珠
B.二氧化碳氣體液化形成的小液滴
C.干冰升華形成的二氧化碳氣體
D.干冰熔化形成的小液滴
解析：噴撒干冰形成白霧的原理是：干冰升華吸熱使周圍空氣的溫度降低，舞臺上方空氣中的水蒸氣降溫后液化成小水珠形成“白霧”，這就是我們看到的“煙霧繚繞”的舞臺效果，故選A.
答案：A
教
學(xué)
反
思
1.升華和凝華現(xiàn)象是學(xué)生學(xué)習(xí)中容易忽略的兩種物態(tài)變化.盡管升華和凝華現(xiàn)象并不罕見，但卻不易被學(xué)生注意，他們總認為固態(tài)和氣態(tài)之間的變化必須經(jīng)過液態(tài)階段，因此教學(xué)中應(yīng)對其足夠重視，以切實幫助學(xué)生澄清模糊的認識.
2.在教學(xué)中從升華和凝華的現(xiàn)象出發(fā)，讓學(xué)生在觀察實驗的基礎(chǔ)上，感知什么是升華，什么是凝華，在實驗中用對碘加熱來揭示固體升華是需要吸熱的，其逆過程凝華則可通過分析推斷其需要放熱，由于升華、凝華現(xiàn)象不是學(xué)習(xí)重點，不必過多講解實驗設(shè)計.
3.因為碘蒸氣有毒，用碘做升華、凝華實驗時必須把它封閉起來，以免影響學(xué)生健康.
4.對于教材P65“科學(xué)·技術(shù)·社會”，著重引導(dǎo)學(xué)生理解水循環(huán)中的物態(tài)變化情況，進而引出水資源的保護、開發(fā)和利用的話題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注社會，培養(yǎng)其社會責(zé)任感，從而在實際生活中養(yǎng)成節(jié)約用水的良好習(xí)慣.
教學(xué)過程中老師的疑問：
教師點評和總結(jié)