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第3节　汽化和液化
【2022年版课标要求】
1.知道物质的沸点。
2.探究水在沸腾前后温度变化的特点。
【教学重难点】
重点:蒸发现象和沸腾实验,影响蒸发快慢的因素。
难点:液体沸腾时吸热但温度不变;培养学生的实验操作能力、观察能力和分析数据能力。
【教法与学法】
教法:采用演示实验、辅以多媒体教学,讲述法、练习法。
学法:讨论法、观察法、实验探究法、表格图象分析方法。
【课前准备】
细线、计时表、铁架台、石棉网、酒精灯、打火机、小烧杯、硬纸板、温度计、毛巾、酒精、棉花。
【教学过程】
一、新课导入
教师活动:在黑板上用酒精写上,“我努力,我成功”几个字,学生观察现象,一会儿酒精不见了,黑板上的酒精跑到哪里去了
学生回答。
教师提问学生:酒精开始时是什么状态,后来是什么状态
学生回答。
根据学生的回答,引入新课的学习。
二、新知学习
(一)汽化和液化
概括总结:汽化——物质从液态变为气态。生活中,还有哪些这样的例子,让学生说明。根据前面的学习,我们知道,物质的变化过程是可逆的,气态的物质也可以变成液态,我们称之为液化。
教师活动:利用PPT展示两个定义,学生在课本上标画定义、记忆。
(二)探究水的沸腾
根据生活经验,我们知道水可以变成水蒸气,我们烧水的时候,经常说“水开了”,在物理学中,“水开了”的含义是什么 让学生阅读课本,了解沸腾的定义,标画定义、记忆。
1.提出问题:
创设情景:瓦特观察烧水的水壶,发现壶盖被顶起,由此发明了蒸汽机,生活处处有科学。那么,你仔细观察过水沸腾时的现象吗 水沸腾时有什么特征 继续加热,水温会不会继续升高
2.学生猜想:水沸腾时有气泡产生,继续加热水温会升高。
3.设计实验:
教师说明:你的猜想对不对呢 让我们通过实验来验证。实验的关键是器材的选择与安装以及要节省实验的时间,还要注意安全。
教师展示问题:
实验器材:
安装顺序:
如何缩短水沸腾的时间:
温度计的使用注意事项:
学生讨论:根据问题,学生思考、讨论、说明自己的想法。
教师活动:概括学生的想法,让学生演示器材的安装,说明实验注意事项,教师进行合理的补充,用PPT展示注意事项:
A.安装顺序:自下而上——铁圈的高度根据酒精灯外焰高度,温度计的高度根据烧杯的高度;
B.温度计使用:玻璃泡全部浸没,不能碰到烧杯的底和壁;
C.节省时间方法:外焰加热、调大酒精灯火焰、用热水(接近90 ℃)、水量要少(半烧杯);
D.安全问题:点燃酒精灯方法、实验过程中不要触摸铁圈、熄灭酒精灯方法;
E.两孔硬纸板:减少热损失,固定温度计,内外气压相同。
教师提醒:实验过程中要注意观察沸腾前和沸腾时气泡的变化、温度的变化,注意安全。
4.进行实验:
(1)器材组装:根据注意事项和教材插图安装器材。
(2)点燃酒精灯给水加热。当水的温度接近90 ℃时,开始记时,每隔1分钟记录一次温度计的示数。水沸腾后还要再记录4~5次温度计的示数。(可以利用课本表格,记录在表格中)
(附:表格)
实验数据记录表
时间 t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
温度 T/ ℃ 90
(3)根据数据描点作图,分析水的沸腾图象。(可以利用课本图象)
(4)分析论证。
根据实验过程观察和实验数据,学生小组讨论,自行总结规律,而后发表看法。
教师归纳实验结论:(总结后,利用PPT展示现象和规律)
Δ水沸腾前吸热,温度升高
Δ水沸腾后吸热,温度不变
Δ停止加热,水不再沸腾
Δ水沸腾时的温度叫水的沸点
Δ沸腾前气泡下大上小,沸腾时气泡下小上大
补充内容:水的沸点知识(PPT展示)
水沸腾时的温度叫作水的沸点,平常说“水的沸点是100 ℃”,那是指在一个大气压下(标准大气压)水沸腾时的温度。那么水的沸点是不是一成不变呢
不是的。水的沸点是随大气压强的变化而变化的:气压增大了,沸点就升高。因为水面上的大气压力,总是要阻止水分子蒸发出来,所以气压升高的时候,水要化成水蒸气必须有更高的温度。一般在海拔不高的地面上,大气压强基本上是一个大气压。低于海平面的地方(如很深的矿井),气压高于一个大气压,在那里烧水,水的沸点要升高,据测定,深度增加一公里,水的沸点就提高3度。
应用:实验中,水的沸点是多少 为什么 学生思考、讨论。
学生活动:自学小资料,了解不同液体的沸点。
理解应用:能够利用酒精温度计测量沸水的温度吗 让学生根据酒精的沸点和液体温度计的工作原理,思考、讨论。
(三)蒸发
1.蒸发和沸腾的区别:
联系生活:我们平时晒湿衣服,衣服半天就干了,泼在地上的水过一段时间就发现水不见了,那么这些水到底去哪了呢
学生大都会答出是蒸发掉了。教师说明蒸发是在任何温度下都能发生的缓慢的汽化现象,只发生在液体表面。
教师说明:蒸发和沸腾是汽化的两种形式,二者的区别与联系大家了解多少呢,请根据自己的生活经验和前面的探究实验,进行思考、与同桌讨论,然后说明自己的想法。
学生活动:分析蒸发和沸腾两种汽化方式的不同点和相同点。
教师根据学生展示情况,出示以下表格,让学生对比记忆。
蒸发与沸腾的对比
项目 蒸发 沸腾
不 同 点 发生位置 液体表面 液体内部和表面同时进行
快慢程度 缓慢 剧烈
发生的现象 不容易观察到 迅速产生大量气泡
发生条件 任何温度 达到沸点、继续吸热
液体温度 变化规律 液体温度降低 液体温度保持在沸点不变
主要应用 降温、制冷 分馏(利用沸点不同将不同液体分开)
相同点 物态变化 都属于汽化现象
吸、放热过程 吸热
2.探究影响蒸发快慢的因素:
教师创设情景:将桶中的湿毛巾拧成一股绳一样,然后问如何使毛巾干得快些
学生思考、讨论,发表看法。
教师总结:在阳光下干得快;用电风扇吹干得快;把毛巾展开干得快。
总结影响蒸发快慢的因素:
提出问题:如何加快蒸发 如何减慢蒸发 让学生根据信息的内容回答。
要加快液体的蒸发,可以提高液体的温度,增大液体的表面积,加快液体的表面上方的空气流动。而要想减慢蒸发,应采取相反的措施。
3.蒸发吸热:
教师演示实验:
(1)把酒精擦在两个同学的手背上,并让学生说出感觉。
(2)将两支温度计中的一支的玻璃泡用棉花包住并浸透酒精,另一支直接放在空气中。观察两支温度计示数变化情况。(有酒精的温度计的示数下降)
学生根据看到的现象总结规律。
教师归纳:这个实验说明液体蒸发时温度下降。正在蒸发的液体温度下降,它必须从周围的物体吸热。所以,液体蒸发时温度降低,从周围吸热,液体蒸发时有制冷的作用,即蒸发吸热。
联系生活:夏天,游泳后刚从水中上岸时会感到冷,如果有风,甚至会冷得打颤,为什么
学生根据学过的知识解释。
(四)液化
演示实验1:将充满酒精气体的塑料袋从热水中拿出来,然后浸入冷水中,让学生观察现象,说明看到的现象,发生的物态变化,概括液化发生的条件。
教师总结:液化条件——降温。
演示实验2:利用注射器演示压缩体积气体液化,将几滴酒精滴入注射器,封住一端,拉伸注射器,让学生观察现象,停止拉伸时,让学生再次观察现象。让学生根据看到的现象自己总结液化的条件。
教师总结:气体液化的另一种方式——压缩体积。
教师安排自学任务:阅读课本61页液化部分,了解生活中液化的具体实例,进一步加深对液化的了解。
学生活动:阅读课本,标画液化的具体实例,记忆液化的两种方式。
教师概括总结:
1.液化的方式:降温、压缩体积。
2.液化的好处:减小体积,便于储存。
3.液化的应用:液化放热。
【课堂小结】
教师:通过今天的学习你学到了什么,有什么成功的经验和收获
学生总结:
1.汽化和液化的定义、常见的汽化和液化现象。
2.水沸腾时的现象和水沸腾时温度变化的特点。
3.影响蒸发快慢的因素。
4.液化的两种方式。
【板书设计】
第3节　汽化和液化
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