资源简介

13.4升华与凝华
第十三章 温度与物态变化
沪科版2024版物理九年级全册
13.4 升华与凝华教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
清晰阐述升华和凝华的概念，能够准确判断生活中的升华和凝华现象。
深入理解升华是吸热过程，凝华是放热过程，并能运用这一原理对生活中的相关现象进行合理的解释。
学会根据观察结果进行间接分析，进而推断出物理过程，培养学生的逻辑推理能力和科学思维方法。
（二）过程与方法目标
通过观察碘升华和凝华的实验，提升学生的观察能力和实验操作技能，让学生学会从实验现象中归纳总结物理规律。
组织学生对生活中的升华和凝华现象进行讨论分析，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，以及团队协作和交流表达的能力。
引导学生对物态变化知识进行系统梳理，构建完整的知识体系，提升学生的知识整合和归纳能力。
（三）情感态度与价值观目标
以生活中奇妙的升华和凝华现象为切入点，激发学生对物理学科的浓厚兴趣，培养学生对生活的热爱和对科学的探索精神。
通过对自然现象中物态变化的学习，让学生感受大自然的神奇和美妙，培养学生关注自然、保护环境的意识。
在实验探究和小组合作学习中，培养学生严谨认真的科学态度、实事求是的科学精神以及勇于创新和克服困难的意志品质。
二、教学重难点
（一）教学重点
深刻理解升华和凝华的概念，熟悉常见的升华和凝华现象。
掌握碘升华和凝华实验的操作方法和现象分析，理解升华吸热、凝华放热的原理。
能够熟练运用升华和凝华知识解释生活和自然界中的相关现象。
（二）教学难点
从微观角度理解升华和凝华过程中物质状态的直接转变，突破学生认为固态和气态之间转变必须经过液态的思维定式。
准确分析生活中复杂的升华和凝华现象，如灯泡内壁变黑、霜和雪的形成过程等，培养学生综合运用知识的能力。
三、教学方法
讲授法、实验法、讨论法、多媒体辅助教学法
四、教学过程
（一）复习导入（5 分钟）
展示物态变化的思维导图，引导学生回顾之前所学的熔化、凝固、汽化、液化等物态变化知识。随机提问学生：“物质从固态变成液态叫什么？需要吸热还是放热？”“汽化的两种方式是什么？它们的特点分别是什么？” 等问题，强化学生对已学知识的记忆。
提出问题：“我们已经了解了物质在固态与液态、液态与气态之间的相互转化，那么固态物质能否直接变成气态？气态物质又能否直接变成固态呢？在生活中，你有没有观察到类似的现象？” 激发学生的思考和好奇心，从而引出本节课的主题 —— 升华和凝华。
（二）新课讲授
升华和凝华的概念（10 分钟）
实验演示：教师展示碘升华和凝华的实验装置，向学生介绍实验器材，包括碘升华管、酒精灯、火柴等。将少量碘颗粒放入碘升华管中，用酒精灯微微加热，提醒学生仔细观察碘升华管内的现象。学生可以看到固态碘颗粒逐渐减少，同时管内出现紫色的碘蒸气，且没有液态碘出现。引导学生思考并回答：“碘从什么状态变成了什么状态？这个过程有没有经过液态？” 从而引出升华的概念：物质从固态直接变为气态的过程叫做升华。教师强调 “直接” 二字，突出升华过程与先熔化再汽化过程的区别。
概念强化：教师举例说明生活中的升华现象，如放在衣柜里防虫用的樟脑丸，过一段时间会变小甚至消失；冰冻的衣服在寒冷的冬天也会慢慢变干等，让学生进一步理解升华的概念。然后，组织学生进行小组讨论，让他们列举出更多生活中的升华现象，每个小组推选一名代表进行发言，分享小组讨论的结果，教师对学生的回答进行点评和补充。
凝华概念引出：停止加热，让碘升华管冷却，学生继续观察现象。可以看到紫色的碘蒸气逐渐消失，管内壁出现黑色的碘颗粒。教师提问：“此时碘又从什么状态变成了什么状态？这个过程是否经过液态？” 引导学生回答后，给出凝华的概念：物质从气态直接变为固态的过程叫做凝华。同样强调 “直接” 这一关键特征。
生活中的凝华现象举例：教师展示霜、雪、雾凇等自然现象的图片，向学生解释这些都是凝华现象。例如，霜是在寒冷的冬天，地面附近的水蒸气在温度很低时，直接凝华成小冰晶附着在物体表面形成的；雪是高空的水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶飘落下来形成的；雾凇是空气中的水蒸气在低温时直接凝华在树枝等物体上形成的。让学生感受生活中凝华现象的奇妙，并鼓励学生思考生活中还有哪些凝华现象，进一步加深对凝华概念的理解。
升华吸热和凝华放热（15 分钟）
生活现象引入：教师提出问题：“在生活中，我们知道固体熔化需要吸热，液体汽化也需要吸热，那么升华过程需要吸热还是放热呢？凝华过程又怎样呢？” 引导学生从生活经验和已学知识进行思考和猜想。例如，樟脑丸升华变小，冰冻的衣服变干，这些过程都需要能量，所以猜想升华是吸热过程；而霜、雪的形成，是气态的水蒸气变成固态，可能会放出热量，即凝华是放热过程。
实验验证：教师利用实验进一步验证升华吸热和凝华放热。在一个小烧杯中放入适量的固态碘，用一个表面皿盖住烧杯口，将烧杯放在盛有热水的大烧杯中（采用水浴加热的方式，避免直接加热导致温度过高，使碘熔化）。让学生观察实验现象，随着热水温度的传递，固态碘逐渐升华变成紫色碘蒸气，同时可以感觉到大烧杯中的热水温度有所下降。这表明碘升华过程吸收了热水的热量，从而验证了升华吸热。接着，将盛有碘蒸气的小烧杯从热水中取出，放在空气中冷却，学生可以看到碘蒸气逐渐凝华成固态碘附着在小烧杯内壁和表面皿上，用手触摸小烧杯外壁，会感觉到微微发热。这说明碘凝华过程放出了热量，验证了凝华放热。
原理讲解：教师从微观角度解释升华吸热和凝华放热的原理。当物质升华时，分子要挣脱固态分子间的束缚，变成气态分子，这个过程需要吸收能量来克服分子间的作用力，所以升华是吸热过程；而当物质凝华时，气态分子要聚集在一起形成固态，分子间的距离减小，分子势能减小，多余的能量以热量的形式释放出来，因此凝华是放热过程。通过微观原理的讲解，帮助学生从本质上理解升华和凝华过程中的能量变化。
生活应用举例：教师引导学生思考生活中利用升华吸热和凝华放热的实例。例如，在运输食品时，为了防止食品变质，常常在食品周围放一些干冰（固态二氧化碳），干冰升华时会吸收大量的热量，使周围环境温度降低，从而起到保鲜的作用；在北方的冬天，室内的水蒸气遇到很冷的窗户玻璃会在玻璃内表面凝华成冰花，这个过程放出热量，对室内起到一定的保暖作用。通过这些实例，让学生体会物理知识在生活中的广泛应用。
生活中的升华和凝华现象分析（15 分钟）
展示现象：教师通过多媒体展示更多生活中的升华和凝华现象图片和视频，如用久了的灯泡内壁变黑、冰棍外表的 “白粉”、人工降雨的过程等。组织学生分组讨论这些现象中，哪些是升华现象，哪些是凝华现象，以及它们形成的原因。每个小组围绕问题展开热烈讨论，教师巡视各小组，参与学生的讨论，适时给予引导和提示。
小组汇报：各小组推选代表进行发言，汇报小组对每个现象的分析结果。例如，对于用久了的灯泡内壁变黑的现象，小组代表可能会分析：灯泡在发光时，灯丝（钨丝）温度很高，钨丝会升华变成气态钨，气态钨在灯泡内壁遇冷又凝华成固态钨，所以灯泡内壁会变黑。对于冰棍外表的 “白粉”，小组代表可能会说：空气中的水蒸气遇到温度很低的冰棍，直接凝华成小冰晶附着在冰棍外表，形成了 “白粉”。对于人工降雨，小组代表可能会解释：干冰（固态二氧化碳）被发射到高空后，迅速升华吸热，使周围空气温度急剧降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴或直接凝华成小冰晶，小冰晶在下落过程中熔化成小水滴，与原来的小水滴一起下落，就形成了雨。
教师总结：教师对各小组的汇报进行总结和点评，纠正学生分析中存在的错误和不准确之处，进一步强化学生对升华和凝华现象的理解和分析能力。强调在分析这些现象时，要明确物质的初始状态和最终状态，根据升华和凝华的概念以及吸放热原理来进行合理的解释。同时，鼓励学生在日常生活中继续观察和发现更多的升华和凝华现象，并用所学的物理知识进行思考和分析。
（三）课堂小结（5 分钟）
引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括升华和凝华的概念、升华吸热和凝华放热的原理以及生活中常见的升华和凝华现象及其解释。可以让学生自己先进行总结，然后教师进行补充和完善，形成系统的知识框架。
强调升华和凝华是物质在固态和气态之间直接发生的物态变化，与之前学习的熔化、凝固、汽化、液化共同构成了物质的六种物态变化。鼓励学生在课后继续梳理和复习物态变化的相关知识，构建完整的知识体系。
（四）课堂练习（5 分钟）
给出一些与升华和凝华相关的练习题，如：
填空题：物质由______态直接变为______态的过程叫做升华，升华过程要______热量；物质由______态直接变为______态的过程叫做凝华，凝华过程要______热量。放在衣柜里的樟脑丸，时间久了会变小甚至消失，这是______现象；冬天，窗户玻璃上出现的冰花是______现象。
选择题：下列现象中，属于升华现象的是（ ）
A. 春天，冰雪消融 B. 夏天，湿衣服晾干 C. 秋天，早晨花草上出现的露珠 D. 冬天，室外冰冻的衣服变干
简答题：请解释为什么用久了的日光灯管两端会发黑？
让学生在课堂上独立完成练习题，教师巡视检查学生的答题情况，及时发现学生存在的问题，并进行有针对性的辅导。对于学生普遍存在的问题，教师进行集中讲解和分析，帮助学生掌握正确的解题方法和思路，强化对本节课知识的理解和应用。
（五）布置作业（课后完成）
书面作业：让学生完成教材课后与升华和凝华相关的习题，进一步巩固本节课所学的知识，加深对升华和凝华现象的理解和分析能力。
实践作业：让学生回家后，观察家里的冰箱、冰柜等电器的使用情况，找出其中涉及升华和凝华现象的例子，并记录下来，下节课与同学们进行交流分享。例如，观察冰箱冷冻室里的霜是如何形成的，冰箱里的肉类食品在冷冻一段时间后表面会出现一层 “白粉”，思考这是什么现象等。通过实践作业，培养学生观察生活、发现物理问题的能力。
拓展作业：查阅资料，了解人工降雨除了使用干冰外，还有哪些方法，以及这些方法所涉及的物理原理。写一篇简短的科普报告，介绍人工降雨的相关知识，拓宽学生的知识面，培养学生自主学习和探究的能力。
五、教学资源
多媒体课件，包含与升华和凝华相关的图片、视频、动画等资料，以及物态变化的思维导图和练习题等。
实验器材：碘升华管、酒精灯、火柴、表面皿、小烧杯、大烧杯、热水、固态碘、干冰等。
六、教学反思
在教学过程中，要特别关注学生对升华和凝华概念中 “直接” 这一关键特征的理解，通过实验和大量生活实例帮助学生突破思维障碍。对于实验操作环节，要注重引导学生仔细观察现象，培养学生的观察能力和实验分析能力。在解释生活现象时，鼓励学生积极思考、大胆发言，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。同时，根据学生在课堂练习和作业中的反馈，及时调整教学策略，针对学生的薄弱环节进行强化训练，提高教学效果。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
物理观念
1.知道升华和凝华的概念，认识升华与凝华现象的吸、放热情况；
2.能用升华和凝华知识说明自然界和生活中的有关热现象；
3.了解物态变化过程中的吸热和放热现象。
科学思维
1.能够判断升华和凝华过程，形成理性判断物态变化的类型；
2.培养学生将升华和凝华知识运用到生活、生产中解决新问题的能力。
科学探究
1.经历碘的升华的实验探究过程，认识升华特点；
2.通过实验探究，掌握科学探究的方法。
科学态度与责任
1.结合升华与凝华特点，培养关注生活与生存环境、社会发展的品质；
2.尝试对生态环境中的升华和凝华问题发表自己的见解，树立热爱大自然、保护生态环境的社会观念与责任。
难点
重点
重点
欣赏图片并思考冰霜、雾凇、冰挂是哪里来的？
冰挂
雾凇
冰霜
冰直接变成水蒸气。
我们在生活中洗完的湿衣服常挂在通风的向阳处展开晾晒，这是水的汽化现象。但在滴水成冰的冬天，洗完后湿衣服结冰，将它挂在背阴处一段时间后冰并未看到熔化，衣服也会变干，请思考：衣服上的水哪里去了？
观察灯泡的灯丝和灯泡的颜色，思考：相同规格的灯泡，用旧的和没有使用过的相比有何变化？
用旧的灯泡变黑。
复习导入
请在方括号内填物态变化名称，小括号内填吸放热。
气 体
液 体
固 体
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
熔化
吸热
凝固
放热
汽化
吸热
液化
放热
你能举出固态和气态之间变化的例子吗？
探究新知
升 华
北方的冬天，室外冰冻的衣服也能晾干
樟脑丸怎么就小了呢？
物理学中将物质直接从固态变为气态的过程称为升华。
思考：舞台烟雾从何而来？
干冰是固态二氧化碳，熔点－78.5 ℃。干冰在常温下直接升华为无色的二氧化碳气体。
干冰瞬间升华的同时吸收了周围空气的热量，导致温度下降，空气中的水蒸气被降温液化成小液滴（“烟雾”）。
????迷你实验室
把少量的碘放入玻璃容器中，然后微微加热，观察有什么现象发生？你能解释吗？
停止加热后，继续观察有何现象发生？你能解释吗？
点击播放实验视频
实验结论：
固体可以直接变化成气体，此过程要吸收热量。
气体可以直接变化成固体，此过程要放出热量。
凝 华
物理学中将物质直接从气态变为固态的过程称为凝华。
寒冷的冬天，窗的玻璃上有冰花
水蒸气在冷的玻璃上发生了凝华
用久的灯泡会发黑
钨丝先升华
后凝华
雾凇俗称树挂，是严冬时节出现在吉林松花江畔十里长堤的自然现象，与桂林山水、长江三峡、云南石林并称为中国四大奇观。
由水蒸气凝华而成的微小冰晶或冰粒。
霜前冷，雪后寒
霜是水蒸气遇冷凝华而成的，若气温偏高，则无霜生成，因此，“霜前冷”是必然的。
而“雪后寒”是因为雪熔化时需要从空气中吸收大量的热量，导致气温降低，使人觉得寒冷。
????信息窗
入秋后最早出现的霜叫“初霜”，开春后最后出现的霜为“终霜”。从“终霜”到“初霜”的日子为无霜期。我国北方的无霜期短，南方的无霜期长。
物态变化过程中的吸热、放热
气 体
液 体
固 体
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
熔化
吸热
凝固
放热
汽化
吸热
液化
放热
[ ]
( )
[ ]
( )
升华
吸热
凝华
放热
某晶体的物态变化过程
冰箱的制冷原理与吸热、放热的物态变化有关。
蒸发器内
低温低压气体
被压缩机
抽出
温度较高压缩气体
冷凝器
(液化放热)
低温低压液体
蒸发器
(汽化吸热)
????信息窗
学者认为大量使用氮肥和氟利昂、大型超音速飞机的空中废气、核试验及火山爆发等，都会产生破坏臭氧层的有害气体。现在，人们给予了高度的重视，并采用各种方法保护臭氧层。
知识点1 升华及其特点
1. 冬天结了冰的衣服，即使在0?℃ 以下的环境中也会直接变
干,其中发生的物态变化是( )
?
C
A. 汽化 B. 熔化
C. 升华 D. 液化
判断生活中的现象属于哪种物态变化时，关键要看
清物态变化前后，物质各处于什么状态（初末态判断法）。
. .
返回
（第2题）
2. 在“观察‘碘锤’
中的物态变化”实验中，密封的玻
璃泡内装有少量碘颗粒，加热时会
看到紫红色气体，这种由固态直接
变为气态的物态变化是______。已
知酒精灯外焰的温度约为800?℃ ，
碘的熔点为113.7?℃ ，如图所示的
?
升华
甲
熔化
两种加热方式中，图____（填“甲”或“乙”）更好，因为另一
种加热方式还可能会出现______（填物态变化名称）现象。
返回
知识点2 凝华及其特点
（第3题）
3. “不知庭霰今朝落，疑是林花昨夜开”中的
“霰”，是古人视为吉祥的象征，它是高空中
的水蒸气遇到冷空气直接凝结成白色不透明
的小冰粒，如图所示。则“霰”的形成过程发
生的物态变化是( )
B
A. 液化 B. 凝华
C. 凝固 D. 熔化
（第3题）
【点拨】“霰”是高空中的水蒸气遇到冷
空气直接凝结成的小冰粒，这是凝华现
象，B正确。
返回
4. 有一种“激光橡皮”，专门用来去除白纸上的黑色炭粉字迹。
在激光照射下，纸上的炭粉直接转化为炭蒸气，字迹消失。
关于炭粉转化为炭蒸气的过程，下列说法正确的是( )
D
A. 炭粉吸热蒸发 B. 炭粉放热凝华
C. 炭粉吸热先熔化再汽化 D. 炭粉吸热升华
【点拨】激光照射下，纸张上的黑色炭粉直接变为炭蒸气，
即物质由固态直接变为气态，也就是发生了升华现象，升华
吸热，故D符合题意，A、B、C不符合题意。
返回
5.寒冬的早晨，在玻璃窗上会有“冰花”，“冰花”是水蒸气
______（填物态变化名称）成冰晶附着在玻璃窗上，“冰花”
会出现在玻璃窗的______（填“内侧”“外侧”或“内、外侧”）。
凝华
内侧
【点拨】寒冬的早晨，在玻璃窗上会有“冰花”，“冰花”是玻
璃窗内侧空气中的水蒸气遇到冷的玻璃直接变成的小冰晶，
是凝华现象，冰花附着在玻璃窗的内侧。
返回
知识点3 物态变化过程中的吸热、放热
6. 物质M 通过吸、放热，出现三种不同的状态，如图所示。
则甲、乙、丙三种物态依次是( )
?
A
A. 固、气、液 B. 液、固、气
C. 气、固、液 D. 固、液、气
【点拨】由图知物质M 由甲物态到乙物态或丙物态时都要吸
热，所以甲属于固态；液态到气态需要吸热，气态到液态需
要放热，由乙到丙需要放热知乙为气态，则丙为液态，故甲、
乙、丙三种物态依次是固、气、液。故选A。
?
返回
7. ［2024·江西期中］如图所示，下列情景中所描述的物态
变化及吸、放热情况，分析正确的是( )
B
A. 用糖汁作
“糖画” ——
熔化放热
B. 樟脑丸“消
失” ——升华
吸热
C. 湿手被“吹
干” ——液化
放热
D. 冰棒冒“白
气” ——汽化
吸热
【点拨】用糖汁作“糖画”是凝固现象，该过程放热，故A错
误；樟脑丸“消失”是升华现象，该过程吸热，故B正确；湿
手被“吹干”是汽化现象，该过程吸热，故C错误；冰棒冒“白
气”是液化现象，该过程放热，故D错误。
返回
8. 如图所示，将冰块放入易拉罐中并加入适量的
盐。用筷子搅拌大约半分钟，用温度计测量罐中冰与盐水的混合物温度，
可以看到混合物的温度低于0?℃ 。这时会观察到易拉罐的底部出现白霜。
针对以上现象说法正确的是 ( )
?
D
A. 白霜是空气遇冷凝华形成的
B. 混合物温度低于0?℃ ，说明含盐的冰在熔
化过程中温度降低
C. 混合物温度低于0?℃ ，说明此时的大气压
低于标准大气压
D. 在易拉罐内部和外部分别发生了熔化和凝
华
?
返回
9. 电冰箱通电后，制冷剂被
压缩机从蒸发器内吸出、压缩后进入冷凝器，随
后进入蒸发器?? ，通过这样的循环，实现制冷，
如图所示。下列说法正确的是( )
?
C
A. 制冷剂需选用不容易汽化的物质
B. 制冷剂需选用汽化吸热能力弱的物质
C. 制冷剂在冷凝器内液化放出热量
D. 打开工作中的冰箱门，最终能使整个房间内降温
课堂小结
一、升华：物质直接从固态变为气态叫升华。升华吸热。
升华现象：樟脑球变小、冰冻衣服干了、灯泡的灯丝变细了
二、凝华：物质直接从气态变为固态叫凝华。凝华放热。
凝华现象：霜的形成、窗玻璃上的冰花、雾淞的形成、灯泡变黑了。
谢谢观看！

展开更多......

收起↑