《物理3.4《升华和凝华》教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理3.4《升华和凝华》教案（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、八年级物理科第三章第 4 单元导学案课题升华和凝华1、知识目标 ： 知道升华和凝华的概念。知道升华要吸热，凝华要放热。知道生活中的升华和凝华现象2、能力目标: 观察实验，认识物体变化，形成初步的观察、实验能力情感态度与价值观目标3、情感目标：教 学 目 标通过教学活动，激发学生探索一些自然现象奥秘的兴趣及培养学生关心环境的环保 意识。引导学生关注生活、关注社会、培养其社会责任感。1、重点：识别生产和生活中的物态变化是本节的主要内容，也是通过这个培养学生的分析能力和判断能力2、难点：教学重点难点用升华和凝华解释生活中的常见现象.要弄清开始的状态和最终的状态，再根据物态变化的定义来判断是属于何种物
2、态变化课时安排1 课时【教学过程】 一、引入新课播放“人造雪景”实验的录象.引起学生的兴趣和学习的欲望. 二、进行新课教学 实验一: 学生分组实验探究：研究碘的物态变化 要求：1、实验前，你在碘升华管内看到什么状态的碘？ 2、猜想给碘加热会变成什么：液态还是气态？ 3、实验过程中给升华管中的碘加热，你观擦到什么？ 4、停止加热，在管壁和棉线上你又看到什么？ 5、实验中你最感兴趣的是什么？ 三、通过实验，引出升华和凝华的概念 1升华：物质直接由固态变成气态的过程，是一个吸热的过程 2凝华：物质直接由气态变成固态的过程，是一个放热的过程 四、列举生活中有关升华和凝华的例子实验二：“神秘的指纹” 从
3、前曾经发生一起盗窃案，窃贼将屋内的财物洗劫一空后，留下了一张写有威 胁话语的纸条.警官察看了现场后发现，这个窃贼手法高明，没留下什么痕迹.可 窃贼留下的纸条让警官如获至宝，最终使警官顺利的抓到了窃贼.那么是谁暴露 了窃贼了？ 在一张白纸上轻轻按下几个指印，打开请同学们观察，白纸上没有任何痕迹. 在白纸下方放一烧杯，烧杯中放几粒碘，加热烧杯发现纸上出现指印. 让同学们分析碘的物态变化课后补记 （或教学反思）碘在加热时发生了怎样的物态变化？ 在白纸上析出的碘是什么状态的？知识的扩展和迁移 1、用旧的日光灯管两端为什么发黑？ 2、保存衣物用的樟脑丸为什么会消失？ 3、严冬玻璃窗为什么会结一层冰花？
4、4、干冰撒在空中会发生什么样的情况？ 5、冰棍外表的“白粉”是怎样形成的？ 6、针状雾凇（人造雪景）是怎样形成的？ 7、介绍长征三号火箭所使用的固体发动机（固态氢和固态氧升华后燃烧） 三、综合应用 云的形成 雪的形成 雾的形成 露的形成 霜的形成 雨的形成 冰雹的形 成 四、总结物体的三态变化关系要求学生总结，老师补充。【活动与探究】 课题露、霜、雾、雨、云、雹和雪的成因 内容自然界中有很多自然现象都和物理有关其中的雾、露、云、霜、雪、 雹是常见的自然现象，那么它们是怎么形成的？ 过程提出问题后，学生们开始思考，讨论 师如果要解决，就要弄清几个问题 第一：空气中总是含有水蒸气的，这是江、河、湖
5、、海以及大地表层中的水， 不断地蒸发而来的，当含有很多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气温度降低液 化成小水滴或凝华成小冰晶，这些很微小的颗粒，能被空气中上升气流顶起， 形成浮云，所以云是由大量的小水滴和小冰晶组合而成的第二：云中的小水珠和小冰晶越来越大，达到一定程度时，上升气流无法 支持，就会下落在下落过程中，冰晶熔化成水滴；与原来的水滴一起落到地 面，就形成了雨 第三：露是水蒸气液化形成的小水珠在地面上草、木、石块等固体由于辐射 热量，它们的温度下降速度快于空气温度的下降，当草、木、石块等物降到某 一温度而使附近的空气达到露点时，则有水珠凝结在这些物体上形成露 霜是水蒸气凝华形成小冰晶，出现在
6、地面上当露点低于 0 时，则水蒸气直 接凝华在地面物体上形成霜人们有这样的经验：有风或有云的夜间不会有霜 有露，这是由于有风时地面的空气不易达到饱和；有云时也有热量辐射到地面， 地面温度不易达到露点的缘故 雾是水蒸气液化成小水珠，附着在离地面稍远的空气中的尘埃上形成的 如果雨在落下时骤然遇到 0 以下的冷空气，雨便凝固成冰块，冰块若遇地面 向上的风暴把冰块向上吹入热空气层中，这层空气中的水蒸气便凝结在冰块四 周，下落时又遇有 0 以下的冷空气上升时，冰块外面又结一层冰，如此反复 上下，到冰块很大时，形成雹落下，这就是可怕的冰雹 如果露点低于 0 ，在高空中的水蒸气便直接凝成小冰晶，这就是美丽的
7、雪花 了 【备课资料】课后补记 （或教学反思）1什么是干冰 二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固 体这种固体不经熔化就可直接变成气体所以叫“干冰” 干冰具有很好的致冷作用，如制造冰淇淋 “干冰”还是良好的保鲜剂鱼、肉 和其他易腐烂的食物装船运送几千里远，可用“干冰”保鲜这些食品鸡蛋用 “干冰”冷冻保鲜几乎是无限期的把玫瑰花放在二氧化碳气体中，花蕾可保 持三天不开花 “干冰”可用于人工降雨闷热的夏天迟迟不下雨，就可将装有“干冰”的炮 弹射到乌云密布的天空不一会儿，瓢泼大雨倾盆而下这是由于“干冰”气 化吸热，促使水蒸气凝结成水滴，造成了人工降雨 2升华和凝华 物态的变
8、化并不总是按照固态、液态、气态或者气态、液态、固态的顺序进行， 有的时候，有些物体的物态变化也可以在固态和气态之间直接进行在热学上， 物体由固态直接转化为气态，叫做升华；物体由气态直接转化为固态，叫做凝 华 升华或凝华现象，在我们的日常生活中常常可以看到在严寒的冬天，洗后的 衣服挂在室外，由于气温在 0 以下，湿衣服上的水很快就结为冰尽管这些 冰不会熔化，但时间长了，衣服还是会干的，这就是因为冰升华为水气跑掉 了放置在衣箱里的卫生球或樟脑块，会逐渐变小，最后完全消失，只剩下一 些黑色粉末状杂质，这也是升华现象春天和秋冬早晨出现的霜，这是在温度 下降到 0 以下时，由水蒸气直接凝固而成的，是一种
9、凝华现象 大多数固体物质的升华现象很不明显，只有部分固体物质容易升华在生产中， 人们常常用升华的方法来提纯一些容易升华的物质例如，在化工生产中，就 是利用升华的方法来提纯樟脑、碘、硫等物质早在两千多年前，我国古代的 一些人就会利用升华和凝华的方法，来提纯一些化学药品所谓的“炼丹”就 是一个例子，具体方法是： 把天然的红色硫化汞放进炼丹鼎里煅烧，硫被氧化成二氧化硫，分离出金属汞； 汞又和硫黄化合，生成黑色硫化汞黑色硫化汞受热后升华，把它的蒸气收入 一个容器中冷却凝华，就形成了结晶的红色硫化汞 结晶的红色硫化汞可以说是人类最早通过化学方法制成的产品之一，也是我国 古代“炼丹”活动中的一项重要成果虽
10、然炼丹家在炼丹活动中渗进了一些迷 信色彩，如把红色硫化汞叫做还丹，反复加热和凝华后，又叫做九转还丹，还 说人吃了它会长生不老，这是错误的，骗人的，应该摒弃但是古代的“炼丹” 活动，还是为人类积累了不少有用的知识，提供了一些化学药物 3玻璃窗上结的冰，为什么会有各种各样的花纹？ 数九寒天，早晨起床一看玻璃窗，呀！上面净是白花花；有的像兰花，有的像 马尾松，也有的像一朵朵的花 是谁在一夜之间，在玻璃上描绘了这么美丽的图画呢？ 除了大自然，还有谁呢？这是严寒用冰描绘出来的 冰吗，我们谁都看到过，要不是结在水里一块一块的，就是像雪花那样六角形 的，可谁看到还像兰花，马尾松那样的冰呢？ 是的，结在水里的
11、冰是一块一块的，那是因为水分子比较密，大量的水在结冰 的时候，冰晶都互相缠结起来了；雪花是六角形，主要是水蒸气分子比较疏， 在凝结时，又没有受到外界不均衡的压力，冰晶以它自有的角度构成它的外课后补记 （或教学反思）形其实，大块的冰，它的冰晶也是六角形的，因为彼此纠缠着，我们看不出 罢了；就像小粒的盐，我们可以看出它是呈六面形的结晶体，而大块的盐，看 不出它的本来面目一样 玻璃窗上的冰花，原来也是六角形，当最初的冰晶形成之后，就逐渐向四周发 展，这时候的情况就复杂起来了；有的时候风力大，有的时候风力小；而且玻 璃有的光滑，有的毛糙，有的玻璃上积有微垢，有的一尘不染这样水蒸气蒙 上去的时候，就不均
12、匀了；有的地方水蒸气积得多些，有的地方少些，也有的 地方十分少当冰晶向四周延伸的时候，遇到水蒸气积聚多的地方，水就结得 厚些，少的地方就薄些，十分少的地方就结不起来，或者是结了，遇到一点点 热或压力，又融化了，因此形成了各种各样的花纹这就跟我们画画一样，颜 料用的多些，画上的颜色就浓些，少些就淡些，不着颜料的地方，就只剩画纸 的原来颜色 4冬季话雪 我们都知道，云是由许多小水滴和小冰晶组成的，雨滴和雪花是由这些小水滴 和小冰晶增长变大而成的那么雪是怎么形成的呢？ 在水云中，云滴都是小水滴它们主要是靠继续凝结和互相碰撞合并而增大成 为雨滴的 冰云是由微小的冰晶组成的这些小冰晶在互相碰撞时，冰晶表
13、面会增热而有 些融化，并且会相互沾合而重新冻结起来这样重复多次，冰晶便增大了另 外在云内也有水汽，所以冰晶也能靠凝华继续增长但是，冰云一般都很高， 而且也不厚，在那里水汽多，凝华增长很慢，相互碰撞的机会也不多，所以不 能增长到很大而形成降水即使引起降水，也往往在下降途中被蒸发掉，很少 能落到地面 最有利于云滴增长的是混合云混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成 的当一团空气对于冰晶来说已经达到饱和的时候，对于水滴来说却还没有达 到饱和这时云中的水汽向冰晶表面上凝华，而过冷却水滴在蒸发，这时就产 生了冰晶从过冷却水滴上“吸附”水汽的现象在这种情况下，冰晶增长的很 快另外，过冷却水是很不稳定的，一碰
14、它，它就要冻结起来所以，在混合 云里，当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候，就会冻结附在冰晶表面上，使它迅 速增长当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时，便落到地面上，这就 是雪花 在初春和秋末，靠近地面的空气在 0 以上，但是这层空气不厚，温度也不高， 会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面，这叫做降“湿雪”或“雨雪并降” 这种现象在气象学里叫做“雨夹雪” 同样，雪的大小也按降水量分类雪可分为小雪、中雪和大雪三类，24 小时降 水量小雪 25 以下，中雪 2650，大雪 50 以上；几小时降水量小雪 10 以下，中雪 1130，大雪大于 30 那为什么雪花的基本形态是六角形的柱状或片状呢？ 这和
15、水汽凝华结晶时的晶体习性有关水汽凝华结晶成雪花和天然水冻结的冰 都属于六方晶系我们在博物馆里很容易被那纯洁透明的水晶所吸引水晶和 冰晶一样，都是六方晶系，不过水晶是二氧化硅的结晶，冰晶是水的结晶罢 了 六方晶系具有 4 个结晶轴，其中 3 个辅轴在一个基面上，互相以 60 度的角度相 交，第 4 轴(主晶轴)与 3 个辅轴形成的基面垂直六方晶系最典型的代表就是几课后补记 （或教学反思）何学上的一个正六面柱体当水汽凝华结晶的时候，如果主晶轴在其他 3 个辅 晶轴发育的慢，并且很短，那么晶体就形成片状；倘若主晶轴发育很快，延伸 很长，那么晶体就形成柱状雪花之所以一般是六角形的，是因为沿主晶轴方 向
16、晶体生长的速度要比沿 3 个辅晶轴方向慢的多的缘故 对于一片六角形的雪片来说，由于它表面曲率不等(有凸面、平面和凹面)，各面 上的饱和水汽压力也不同，因此产生了相互间的水汽密度梯度，使水汽产生定 向转移水汽产生转移的方向是凸面平面凹面，也就是从曲率大的表面、 移向曲率小的表面六角形雪片六个棱角上的曲率最大，边棱部分的平面次之， 中央部分曲率最小这样就使六角形雪花一直处在定向的水汽迁移过程中由 于棱角上的水汽向边棱及中央输送，棱角附近的水汽饱和程度下降因而产生 升华现象中央部分由于得到源源不断的水汽而达到饱和，产生凝华作用这 种凝华结晶的过程不断进行，六角形雪片逐渐演变成为六棱柱状雪晶 这是假定外部不输送水汽的理想状况事实上，事物与周围环境保持着密切的 联系，空气中总是或多或少存在着水汽的如果周围空气输入水汽较少，少
