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1、熔化和凝固【教学目标】了解熔化的含义，了解晶体和非晶体的区别，知道物质的固态和液态之间是可以转化的。通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件。了解熔化曲线和凝固曲线的物理意义，通过探究活动，使学生进一步感知用图象法研究物理量变化的优点。通过对比，了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法。通过探究活动激发学生对自然现象的关心和乐于探索自然现象奥秘的情感。【教材说明】教材将探究冰的熔化特点和松香的熔化特点的实验放在一起进行，让同学们在实验活动中，自然地将两者进行对比，可以较为方便地发现它们之间的差异，降低了引入晶体和非晶体两概念的难度。教材依然围绕“水”展开，冰的熔化在
2、生活中常见，其熔化特点具有典型性。冰的制作虽然有一些难度，但只要掌握了第一节所讲的制作方法，则容易获得。在制冰困难的学校，教材在“注”中指出，仍可对松香的熔化进行探究。对于凝固过程的特点，教材采用实验推论的方法，也是学生可接受的。给出晶体和非晶体凝固时的特点，教材在这里没有深究，留有一定的空间让学生继续探究。教材以图代文，形象地叙述了熔化、凝固的应用，而熔化、凝固对人们带来的不利，教材同样地把空间留给了学生。【教具】学生实验：三人一组。每组配备熔化实验仪器、酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、冰、松香、水、火柴、坐标纸。【教学过程】一、引入新课：长江是我国的第一大河。“不尽长江滚滚来”，望着这
3、气势磅礴、奔腾万里的滔滔大江，你可曾想到过，这万古不竭的巨流最初的水源竟是各拉丹冬雪山消融后的点点水滴，这是什么原因造成的呢？今天我们就来学习固态变为液态和液态变为固态的情况。二、新课教学：熔化教师提问：你见过哪些物质由固态变成液态的现象?学生回答：春天来了，湖面上的冰化成水；固态的铁、铝等金属块在高温下变成了液态等等，这些都是物质由固态变成液态的现象。教师提问：你见过哪些物质由液态变成固态的现象? 学生回答：冬天到了，气温下降，湖面上的水结成冰；工厂的铸造车间里，工人将铁水浇在模子里，冷却后，铁水变成了固态的铸件。故此我们得出两个概念：把物质由固态变成液态的过程叫熔化；物质由液态变成固态的过
4、程叫做凝固。刚才我们提到的冰化成水是熔化，水结冰是凝固。铁、铝等金属块在高温下变成液态是熔化，铁水铸成工件是凝固。除此之外，蜡、松香、沥青、玻璃等物质也能熔化和凝固。教师出示一装有碎冰的烧杯，问：我能否随意地将冰变成水，然后再将水变成冰，就像魔术师表演一样？然后引导学生讨论、思考、猜想。教师提问：现在，每人桌上都有冰块和松香这两种物质，我们要使它们熔化并研究其过程，找到熔化和凝固的规律，根据同学们刚才的猜想内容，你们认为固态怎样才能变成液态？在变化过程中其温度将怎样变化？应该需要一个什么样的实验装置？学生实验：观察松香的熔化。 说明：各组的熔化实验仪器中放入少量的松香。将搅拌器和温度计的玻璃泡
5、插入试管里的松香中，温度计的玻璃泡不要接触试管壁和底，要埋在松香中。把试管放在大烧杯的水中，将烧杯放在铁架台的石棉网上，用酒精灯加热。等水温升至30以上时，用搅拌器不停地搅动，每隔半分钟记录一次松香的温度，并观察松香的状态。最后根据记录的数据在坐标纸上画出松香的温度随时间变化的图线。观察的时间/min起点12345温度/60学生实验：观察冰的熔化 说明：各组的熔化实验仪器中放入碎冰块。在冰块中插入温度计，计下这时温度计的示数，用酒精灯加热后，每隔0.5min记录一次温度计的示数，同时注意观察杯中冰状态的变化，知道冰块全部熔化后5min为止。最后根据记录的数据在坐标纸上画出冰的温度随时间变化的图
6、线。观察的时间/min12345温度/将几组学生的数据及图象进行投影，师生共同进行分析。让学生运用“比较法”比较出这两种物质熔化过程中的异同点。引导学生思考讨论，总结归纳如下：固体不同点相同点松香冰同样是固体，为什么松香和冰块的熔化过程却不同呢？原来固体分为两种：有些固体如海波、冰、金属，有固定的熔化温度，这种固体叫做晶体；而有的固体如松香、石蜡、玻璃没有固定的熔化温度，熔化时温度不断升高，这种固体叫做非晶体。晶体熔化的温度就叫做熔点。 教师投影几种物质的熔点表，让学生观察、体会，并回答问题几种物质的熔点/（在标准大气压下）钨3410铝660固态水银39纯铁1535铅328固态甲苯95钢151
7、5锡232固态酒精117灰铸铁1177萘80.5固态氮210铜1083硫代硫酸钠48固态氧218金1064冰0固态氢259问题：a)在寒冷的北方，最低气温是40，为什么不用水银温度计来测量气温？ b)熔化锡块时，可以把锡块放在铁锅里加热，但在熔化铁块时，为什么不能把铁块放在锡锅里加热呢？在对图象分析、讨论、思考的基础上，由学生总结出晶体熔化的两个必要条件：达到熔点继续加热（吸收热量）凝固根据科学研究发现，凝固是熔化的反过程，它的过程与熔化恰恰相反。据此，要求学生根据刚才对熔化过程的研究结果，进行思考，与熔化过程进行类比，得出结论。液体不同点相同点有无凝固点熔融状的晶体凝固过程温度不变放热有熔融
8、状的非晶体凝固过程温度放热无凝固是一个放热过程。熔融状态的晶体的两个凝固条件，缺一不可：达到凝固点放热对于同一种晶体，熔点与凝固点相同。上述推论，同学们再课后可利用电冰箱进行验证。三、归纳总结1.物质由固态变成液态叫熔化。物质由液态变成固态叫凝固。晶体和非晶体的熔化、凝固有明显的区别：晶体的熔化和凝固是在一定的温度下完成，这个温度分别叫熔点和凝固点。而非晶体没有一定的熔点和凝固点。但是不论晶体还是非晶体，熔化时都吸热，凝固时都放热。所以，晶体实现熔化的条件可概括为两条：一是温度到达熔点，二是吸热。凝固的条件是温度到达凝固点，同时要放热。2.通过以上的学习，请大家考虑以下两个问题。(1)冰水混合
9、物的温度为什么是0?(学生思考并回答)冰水混合物中有冰又有水，冰和水的物态变化有两种可能：其一是冰尚未熔化完毕，冰熔化时温度保持在熔点不变。另一种可能是尚未凝固完毕，温度也应保持在凝固不变。所以冰水混合处于热平衡状态，温度为0。(2)人们常说下雪不冷化雪冷，这句话是什么道理?(学生思考并回答)雪在熔化时温度保持在0不变，但是要吸热。雪从空气中吸热，气温下降，所以化雪时更冷。3.北方的冬季较冷，为了妥善地保存蔬菜，多在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低。现在，人们研制出一种聚乙烯材料，在1540的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。所以，人们将这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。四、说明1.本节课文内容丰富，知识有一定的难度。教学重点应是熔点和凝固点及熔化吸热和凝固放热。建议安排好学生实验，使学生充分认识晶体熔化和凝固时的特点，对图像分析得细致、透彻，有利于学生加深认识、突出重点。 2.教学难点是晶体熔化或凝固时，虽然伴随有热的得失，但是温度不变。受初中学生知识水平的限制，教师不必从理论上去讲解，只要通过学生实验，观察现象，从事实出发，学生能记住这一事实即可。3.熔化吸热、凝固放热的教学，采用海波自白这种拟人化的方法，颇具趣味性和启发性，教师不妨一试。
