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1、第三節(jié) 熔化和凝固 —— 初中物理第一冊教案 第三節(jié) 熔化和凝固(2課時) (一)教學(xué)目的 1.知道什么是熔化和凝固現(xiàn)象。 2.理解晶體的熔點和凝固點的物理意義。 3.知道晶體和非晶體的熔化、凝固的區(qū)別。 4.知道熔化吸熱、凝固放熱。 5.了解圖象在學(xué)習(xí)物理學(xué)中的作用。 (二)教具 學(xué)生實驗，三人一組。每組配備熔化實驗儀器、酒精燈、鐵架臺、石棉網(wǎng)、溫度計二支、海波、蠟、水、火柴、坐標(biāo)紙。 (三)教學(xué)過程 一、新課引入 教師：我們在小學(xué)自然常識課中學(xué)習(xí)過物質(zhì)存在的三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。但是物質(zhì)的狀態(tài)不是一成不變的。當(dāng)物體的溫度發(fā)生變化時，物質(zhì)的狀態(tài)也往往發(fā)生改變

2、，所以物質(zhì)狀態(tài)的變化也屬于熱現(xiàn)象。 二、進(jìn)行新課 1.熔化和凝固 教師提問：你見過哪些物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的現(xiàn)象? (學(xué)生回答) 春天來了，湖面上的冰化成水；固態(tài)的鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成了液態(tài)等等，這些都是物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的現(xiàn)象。 提問：你見過哪些物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的現(xiàn)象? (學(xué)生回答) 冬天到了，氣溫下降，湖面上的水結(jié)成冰；工廠的鑄造車間里，工人將鐵水澆在模子里，冷卻后，鐵水變成了固態(tài)的鑄件。 我們把物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的過程叫熔化。物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的過程叫做凝固。剛才我們提到的冰化成水是熔化，水結(jié)冰是凝固。鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成液態(tài)是熔化，鐵水鑄成工件是凝固。

3、 除此之外，蠟、松香、瀝青、玻璃等物質(zhì)也能熔化和凝固。 2.學(xué)生實驗：觀察海波的熔化。 (1)講述實驗的做法 各組的熔化實驗儀器中放入了少量的晶體物質(zhì)海波。 將攪拌器和溫度計的玻璃泡插入試管里的海波粉中，溫度計的玻璃泡不要接觸試管壁和底，要埋在海波粉中。 把試管放在大燒杯的水中，將燒杯放在鐵架臺的石棉網(wǎng)上，用酒精燈加熱。等水溫升至30℃以上時，用攪拌器不停地攪動，每隔半分鐘記錄一次海波的溫度，并觀察海波的狀態(tài)。最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出海波的溫度隨時間變化的圖線。 (2)注意事項 為了做好實驗，每組的三位同學(xué)要分工合作。一位同學(xué)攪動，一位同學(xué)讀數(shù)，并觀察海波的狀態(tài)，第三位

4、同學(xué)記錄溫度和狀態(tài)。實驗中，攪動必須不停地進(jìn)行，以保證海波受熱均勻。 (3)學(xué)生操作，等各組的熔化過程完成后繼續(xù)加熱，教學(xué)活動繼續(xù)進(jìn)行。 3.海波的熔化曲線的分析 (教師選擇一個組的熔化曲線，請該組同學(xué)畫在黑板上) 教師：其他各組的曲線雖然不完全相同，但是大致形狀如圖所示。我們將這一曲線分為AB、BC和CD三段，請同學(xué)們結(jié)合實驗，回答下列問題。 （1)AB段。在這段曲線對應(yīng)的一段時間內(nèi)海波是什么狀態(tài)?溫度怎樣變化?(答：AB段所對應(yīng)的時間內(nèi)海波是固態(tài)，溫度升高) (2)在曲線上的哪一點海波開始熔化?(答：B點) (3)在BC段對應(yīng)的時間內(nèi)，海波的狀態(tài)如何?溫度是否變化?這段時間是

5、否對海波加熱?(答：BC段所對應(yīng)的時間內(nèi)海波的狀態(tài)是固態(tài)和液態(tài)共存。海波的溫度保持在48℃左右不變。此時仍在繼續(xù)對海波加熱，即海波仍在吸熱) (4)在CD段對應(yīng)的時間內(nèi)海波是什么狀態(tài)?溫度如何變化?(答：海波的狀態(tài)是液態(tài)，海波已經(jīng)熔化完畢，繼續(xù)加熱，海波的溫度升高) 4.熔點 教師：除了海波以外，其他晶體物質(zhì)，如各種金屬、冰、固態(tài)酒精等，它們的熔化曲線都與海波的熔化曲線形狀相似，只是熔化時的溫度高低不同而已。這條熔化曲線反映了晶體物質(zhì)熔化的一個重要特征--晶體的熔化是在一定的溫度下完成的，即晶體在熔化過程中，溫度保持不變。 晶體熔化時的溫度叫熔點。純海波的熔點是48 ℃。我們實驗用的海

6、波不純，熔點低于48 ℃。 5.凝固曲線 教師：如果讓熔化了的海波冷卻，記下液態(tài)海波在冷卻凝固成晶體過程中的溫度隨時間變化情況，可得到凝固曲線近似下圖的形狀。請大家思考并回答： (1)DE段。海波是____態(tài)，____熱(填"吸"或"放")，溫度______。 (2)EF段。海波的狀態(tài)是______，____熱，溫度______。 (3)FG段。海波的狀態(tài)是______，____熱，溫度______。 教師：晶體的凝固也是在一定的溫度下完成。晶體凝固時的溫度叫凝固點，晶體的凝固點和它的熔點相同。 6.學(xué)生練習(xí) (1)讀物質(zhì)的熔點表。請學(xué)生看課本上的熔點表。教師讀一種物質(zhì)的熔點并

7、加以解釋。 教師：鎢的熔點是3 140 ℃。鎢在熔化時溫度保持在3 140 ℃不變。 (學(xué)生模仿教師讀幾種物質(zhì)的熔點并加以解釋) (2)學(xué)生回答 ①溫度是70 ℃的萘是____態(tài)。 ②水在-5 ℃時是____態(tài)。 ③鐵、銅、鋁在常溫下是____態(tài)。 ④水銀在-30 ℃時是____態(tài)。 ⑤酒精在-100 ℃時是____態(tài)。 ⑥錫在232 ℃時是____態(tài)。 ⑦中國北部的漠河冬季氣溫最低到-52.3℃，應(yīng)選用水銀溫度計還是酒精溫度計?為什么?(應(yīng)選用酒精溫度計。因為酒精的凝固點是-117 ℃，在-52.3 ℃的情況下，酒精是液態(tài)的。水銀的凝固點是-39 ℃，在氣溫低于-39

8、 ℃時，水銀的固態(tài)的。所以水銀溫度計在冬季的漠河無法工作。) 7.熔化吸熱和凝固放熱 教師：現(xiàn)在請大家結(jié)合熔化和凝固的實驗聽一段海波的自白，并回答問題。 “我叫海波，我的熔點和凝固點都是48 ℃。現(xiàn)在我的體溫恰好是48 ℃，請你們告訴我，我是應(yīng)該熔化，還是應(yīng)該凝固呢?只要你們說得對，我就照你們說的辦?！? (學(xué)生討論并回答) 48 ℃既是海波熔點也是它的凝固點。此時海波是熔化還是凝固，關(guān)鍵要看海波是吸熱還是放熱。固態(tài)海波在溫度到達(dá)熔點時，吸熱則熔化。液態(tài)海波在溫度到這一溫度時，放熱則凝固。所以熔化時吸熱，凝固時放熱。 8.學(xué)生實驗：非晶體的熔化和凝固 教師：物質(zhì)除了晶體還有非晶

9、體，松香、石蠟、玻璃等屬于非晶體。我們現(xiàn)在利用實驗研究石蠟的熔化和凝固。 我們所用的實驗裝置還是剛才用過的裝置，實驗步驟也完全相同。 (學(xué)生操作、實驗) 教師：請一個組把石蠟的熔化和凝固曲線畫在黑板上。 從石蠟的熔化和凝固曲線可知，非晶體的熔化和凝固跟晶體不同。非晶體沒有一定的熔點，也沒有一定的凝固點。石蠟熔化時吸熱，溫度不斷上升，固態(tài)石蠟由硬變軟，然后再變?yōu)橐簯B(tài)。凝固時放熱，石蠟由液態(tài)變?yōu)檎吵?，然后由軟變硬，形成固態(tài)。 三、歸納總結(jié) 1.物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)叫熔化。物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)叫凝固。 晶體和非晶體的熔化、凝固有明顯的區(qū)別：晶體的熔化和凝固是在一定的溫度下完成，這個溫度分別

10、叫熔點和凝固點。而非晶體沒有一定的熔點和凝固點。但是不論晶體還是非晶體，熔化時都吸熱，凝固時都放熱。所以，晶體實現(xiàn)熔化的條件可概括為兩條：一是溫度到達(dá)熔點，二是吸熱。凝固的條件是溫度到達(dá)凝固點，同時要放熱。 2.通過以上的學(xué)習(xí)，請大家考慮以下兩個問題。 (1)冰水混合物的溫度為什么是0 ℃?(學(xué)生思考并回答) 冰水混合物中有冰又有水，冰和水的物態(tài)變化有兩種可能：其一是冰尚未熔化完畢，冰熔化時溫度保持在熔點不變。另一種可能是尚未凝固完畢，溫度也應(yīng)保持在凝固不變。所以冰水混合處于熱平衡狀態(tài)，溫度為0 ℃。 (2)人們常說"下雪不冷化雪冷"，這句話是什么道理? (學(xué)生思考并回答) 雪

11、在熔化時溫度保持在0 ℃不變，但是要吸熱。雪從空氣中吸熱，氣溫下降，所以化雪時更冷。 3.北方的冬季較冷，為了妥善地保存蔬菜，多在菜窖里放幾桶水，可以利用水結(jié)冰時放出熱，窖內(nèi)溫度不致太低。現(xiàn)在，人們研制出一種聚乙烯材料，在15 ℃～40 ℃的范圍內(nèi)熔化或凝固，而熔化或凝固時，溫度保持不變。所以，人們將這種材料制成顆粒狀，摻在水泥中制成儲熱地板或墻壁，天氣熱時顆粒熔化，天氣冷時又凝固成顆粒，能調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。 四、作業(yè) 1.完成課文后的練習(xí)。 2.習(xí)題3、4、5。 (四)說明 1.本節(jié)課文內(nèi)容豐富，知識有一定的難度。教學(xué)重點應(yīng)是熔點和凝固點及熔化吸熱和凝固放熱。建議安排好學(xué)生實驗

12、，使學(xué)生充分認(rèn)識晶體熔化和凝固時的特點，對圖像分析得細(xì)致、透徹，有利于學(xué)生加深認(rèn)識、突出重點。 2.教學(xué)難點是晶體熔化或凝固時，雖然伴隨有熱的得失，但是溫度不變。受初中學(xué)生知識水平的限制，教師不必從理論上去講解，只要通過學(xué)生實驗，觀察現(xiàn)象，從事實出發(fā)，學(xué)生能記住這一事實即可。 3.突出重點、突破難點的有效方法是做好學(xué)生實驗。實驗應(yīng)注意以下幾點：一是海波的純度盡可能高。二是對海波開始加熱時，不要用溫水，溫水會使試管內(nèi)靠管壁的海波先熔化，而中央部分的海波的溫度還沒有達(dá)到48 ℃。三是攪拌要及時、不停頓。由于海波是粉末狀，導(dǎo)熱性能差，只有不停攪拌才可望實驗成功。 4.熔化吸熱、凝固放熱的教學(xué)，采用海波自白這種擬人化的方法，頗具趣味性和啟發(fā)性，教師不妨一試。 第 9 頁 共 9 頁