资源简介

(共31张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：3.4 升华和凝华
副标题：人教版初中物理（八年级上册）
制作人：[你的名字]
日期：[具体日期]
衔接提示：之前我们学习了熔化、凝固（固液转化）和汽化、液化（液气转化），但生活中还存在 “固态直接变气态”“气态直接变固态” 的现象 —— 冬天冰冻的衣服会慢慢变干、舞台上的 “白雾” 来自干冰的变化、深秋早晨的霜是空气中的水蒸气直接形成…… 这些现象分别属于 “升华” 和 “凝华”。今天我们将探究这两种跨越液态的物态变化，掌握其规律、特性及应用。
幻灯片 2：课程导入（生活中的升华与凝华现象）
情境展示与提问：
演示 / 图片：① 干冰（固态二氧化碳）放在空气中，逐渐变小，周围产生 “白雾”；② 冬天室外冰冻的衣服，即使气温低于 0℃，也会慢慢变干；③ 深秋早晨，草叶、地面上形成的霜；④ 冰箱冷冻室的内壁结出白色的 “霜花”；
思考问题：
干冰变小、冰冻衣服变干时，固态物质直接变成了什么状态？这个过程需要吸热还是放热？（固态→气态，吸热，如干冰吸热后直接变成二氧化碳气体）；
霜、冰箱内壁的霜花，是由什么状态直接变成固态的？这个过程需要吸热还是放热？（气态→固态，放热，如空气中的水蒸气直接变成固态的霜）；
这些现象中，物质是否经历了液态？（没有，直接在固态和气态之间转化，区别于熔化 + 汽化、液化 + 凝固）；
引出主题：这些 “固态直接变气态”“气态直接变固态” 的过程，分别是升华和凝华，本节课我们将学习这两种物态变化的定义、特性、实例及应用。
幻灯片 3：知识点 1：升华（固态→气态）
1. 升华的定义与特点
定义：物质从固态直接变成气态的过程叫做升华；
核心特点：
状态变化：固态→气态，不经过液态（区别于熔化：固态→液态，再汽化：液态→气态，升华是一步完成的 “跨液态” 转化）；
热量变化：升华过程需要吸收热量（简称 “吸热”），因此升华时会从周围环境吸收热量，导致环境温度降低（如干冰升华吸热，使周围空气温度下降）；
发生条件：在一定温度下，固体表面的分子直接脱离固体，变成气态分子，不同物质升华的难易程度不同（如干冰、碘、冰易升华，金属、岩石难升华）。
2. 生活与自然中的升华实例
干冰的应用：
舞台 “白雾”：干冰（固态 CO ）在空气中升华，吸收大量热量，使周围空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，形成 “白雾”（注意：“白雾” 是小水珠，不是干冰升华后的气体，二氧化碳气体无色透明，肉眼看不见）；
食品冷藏：运输海鲜、冰淇淋时，用干冰作为制冷剂，干冰升华吸热，保持低温环境，防止食品变质（干冰升华后变成气体，不会像冰块熔化那样产生液体，避免食品受潮）；
自然现象：
冰冻衣服变干：冬天室外气温低于 0℃，衣服上的冰不会熔化（温度未达熔点），但会升华，直接变成水蒸气，使衣服变干；
樟脑丸变小：衣柜中的樟脑丸（主要成分是萘），会慢慢升华，变成萘蒸气，因此樟脑丸逐渐变小，同时能挥发气味，防止衣物虫蛀；
工业与科研：
碘的升华：实验室中，加热固态碘，碘会直接升华成紫红色的碘蒸气；
人工降雨（辅助）：在云层中播撒干冰，干冰升华吸热，使云层温度骤降，水蒸气凝华成小冰晶，小冰晶长大后形成雨滴下落。
3. 升华吸热的应用（降温、制冷）
医疗降温：在某些手术中，医生会用干冰升华吸热，使局部组织温度降低，起到麻醉、止血的作用；
低温实验：科研中，利用干冰升华吸热，创造低温环境，研究物质在低温下的性质；
灭火：干冰灭火器中，干冰喷出后升华，吸收热量降低温度，同时产生大量二氧化碳气体，隔绝氧气，达到灭火目的。
幻灯片 4：知识点 2：凝华（气态→固态）
1. 凝华的定义与特点
定义：物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华；
核心特点：
状态变化：气态→固态，不经过液态（区别于液化：气态→液态，再凝固：液态→固态，凝华是一步完成的 “跨液态” 转化）；
热量变化：凝华过程需要放出热量（简称 “放热”），因此凝华时会向周围环境释放热量（如水蒸气凝华成霜时，放出热量，对周围环境有轻微升温作用）；
发生条件：气态物质的温度降低到足够低，分子运动速度减慢，分子间距离减小，直接聚集形成固态物质（如空气中的水蒸气温度降低到 0℃以下，直接变成固态的霜）。
2. 生活与自然中的凝华实例
自然现象：
霜的形成：深秋、冬天的早晨，气温低于 0℃，空气中的水蒸气（气态）遇到冷的地面、草叶，直接凝华成固态的小冰晶，形成霜；
雾凇（树挂）：寒冷的冬天，空气中的水蒸气遇到树枝、电线等低温物体，直接凝华成白色的冰晶，附着在物体表面，形成雾凇，景色优美；
雪的形成：高空云层中，气温低于 0℃，水蒸气直接凝华成小冰晶，小冰晶不断聚集，形成雪花下落；
生活场景：
冰箱冷冻室的霜：冰箱冷冻室温度低于 0℃，空气中的水蒸气进入冷冻室后，直接凝华成固态的霜，附着在冷冻室内壁或食物表面（霜会影响冰箱制冷效率，需定期除霜）；
灯泡用久了内壁变黑：灯泡中的钨丝（固态）通电后发热，部分钨丝升华成钨蒸气（气态）；钨蒸气遇到温度较低的灯泡内壁，直接凝华成固态的钨，附着在内壁上，使灯泡变黑。
3. 凝华放热的应用（间接利用）
农业保温：深秋夜晚，农民燃烧柴草产生烟雾，烟雾中的尘埃颗粒可作为凝华的 “凝结核”，使空气中的水蒸气凝华成霜，凝华放热，提高田间温度，防止农作物受冻；
人工造雪：滑雪场中，利用造雪机将水雾化成小水滴，喷向低温空气（低于 0℃），小水滴迅速凝华成小冰晶，形成人造雪（凝华过程放热，但主要目的是形成雪，而非利用热量）。
幻灯片 5：实验探究（观察碘的升华与凝华）
实验名称：观察碘的升华与凝华现象，验证升华吸热、凝华放热
实验目的：
直观观察固态碘直接变成气态（升华）、气态碘直接变成固态（凝华）的过程；
理解升华吸热、凝华放热的特性。
实验器材：
烧杯（大号）、酒精灯、铁架台、石棉网、试管（装有少量固态碘）、橡胶塞（密封试管）、冷水、烧杯（小号）。
实验步骤：
观察碘的升华（固态→气态）：
将装有少量固态碘的试管用橡胶塞密封（防止碘蒸气泄漏），放入盛有冷水的大号烧杯中（初始状态：试管内有黑紫色固态碘）；
用酒精灯隔着石棉网加热大号烧杯中的水（水浴加热，使试管均匀受热），观察试管内的变化；
现象：随着水温升高，试管内的黑紫色固态碘逐渐减少，试管内出现紫红色的气体（碘蒸气），说明固态碘直接升华成了气态碘（升华过程）；
感受吸热：用手触摸试管外壁，感觉温度较低（碘升华吸收了水和试管的热量）。
观察碘的凝华（气态→固态）：
停止加热，将试管从热水中取出，迅速放入盛有冷水的小号烧杯中（降低试管温度）；
观察试管内的变化：紫红色的碘蒸气逐渐消失，试管内壁出现黑紫色的固态碘颗粒，说明气态碘直接凝华成了固态碘（凝华过程）；
感受放热：用手触摸试管外壁，感觉温度略有升高（碘蒸气凝华放出热量，传递到试管外壁）。
实验结论：
碘能从固态直接变成气态（升华），升华需要吸热；
碘蒸气能从气态直接变成固态（凝华），凝华需要放热；
升华和凝华是互为逆过程的物态变化，均不经过液态。
幻灯片 6：六种物态变化的综合对比（表格总结）
物态变化
状态变化
热量变化
常见实例
关键区别（是否经过液态）
熔化
固态→液态
吸热
冰→水、海波熔化
经过液态，两步转化的第一步（熔化 + 汽化）
凝固
液态→固态
放热
水→冰、蜡油→蜡块
经过液态，两步转化的第一步（液化 + 凝固）
汽化
液态→气态
吸热
水沸腾、湿衣服变干（蒸发）
经过液态，两步转化的第二步
液化
气态→液态
放热
水蒸气→水、冷饮瓶外壁水珠
经过液态，两步转化的第二步
升华
固态→气态
吸热
干冰变小、冰冻衣服变干、樟脑丸变小
不经过液态，一步跨态转化
凝华
气态→固态
放热
水蒸气→霜、雾凇、冰箱冷冻室结霜
不经过液态，一步跨态转化
能量关系总结：
吸热的物态变化（“吸热三兄弟”）：熔化、汽化、升华（均为 “从有序到无序” 的状态变化，需要能量打破分子间的束缚）；
放热的物态变化（“放热三兄弟”）：凝固、液化、凝华（均为 “从无序到有序” 的状态变化，分子间束缚增强，释放能量）。
幻灯片 7：课堂练习（分层巩固）
基础题：
物质从______态直接变成______态的过程叫做升华，升华需要______热量；物质从______态直接变成______态的过程叫做凝华，凝华需要______热量。
下列现象中，属于升华的是（ ），属于凝华的是（ ）
A. 霜的形成 B. 干冰变小 C. 冰冻衣服变干 D. 冰箱冷冻室结霜 E. 雾凇的形成
升华和凝华过程中，物质______（填 “经过” 或 “不经过”）液态，因此它们是跨越______态的物态变化。
提升题：
4. 冬天，为什么冰冻的衣服在 0℃以下也能变干？请结合升华的条件分析。
5. 舞台上的 “白雾” 是干冰直接变成的二氧化碳气体吗？为什么？（提示：结合升华和液化的知识分析 “白雾” 的本质）
解题提示：
第 1 题：固；气；吸收；气；固；放出；
第 2 题：升华（B、C）；凝华（A、D、E）（B 干冰→CO 气体，C 冰→水蒸气，均为升华；A 水蒸气→霜，D 水蒸气→霜，E 水蒸气→雾凇，均为凝华）；
第 3 题：不经过；液；
第 4 题：冰冻的衣服中，冰是固态；即使气温低于 0℃，冰的温度未达到熔点（0℃），不会熔化，但冰表面的水分子仍能吸收周围环境的热量，直接升华成水蒸气，因此衣服会慢慢变干；
第 5 题：不是。干冰（固态 CO ）在空气中升华，吸收大量热量，使周围空气温度迅速降低；空气中的水蒸气遇冷后，液化成小水珠，这些小水珠悬浮在空气中，形成 “白雾”；因此 “白雾” 是水蒸气液化的产物，不是干冰升华后的二氧化碳气体（二氧化碳气体无色透明，肉眼看不见）。
幻灯片 8：易错点与注意事项
“白雾” 的本质误解（升华相关）：认为 “干冰产生的‘白雾’是干冰升华后的二氧化碳气体”（错误，如第 5 题，“白雾” 是水蒸气液化的小水珠，二氧化碳气体不可见）；
混淆升华与熔化 + 汽化：认为 “冰冻衣服变干是冰先熔化再汽化”（错误，气温低于 0℃时，冰不会熔化，直接升华成水蒸气，不经过液态）；
混淆凝华与液化 + 凝固：认为 “霜的形成是水蒸气先液化成水，再凝固成冰”（错误，气温低于 0℃时，水蒸气直接凝华成霜，不经过液态水阶段）；
忽略升华吸热的环境影响：分析干冰应用时，只说 “干冰升华”，忽略 “吸热导致环境降温”（如舞台白雾的形成，核心是干冰升华吸热使水蒸气液化）；
凝华条件的片面理解：认为 “只有气温低于 0℃时才会发生凝华”（错误，不同物质凝华的温度不同，如碘蒸气在常温下也能凝华成固态碘，只要气态物质温度降低到足够低即可）。
幻灯片 9：课堂小结
核心知识梳理：
类别
具体内容
升华的核心知识
1. 定义：固态→气态，不经过液态，吸热；2. 实例：干冰变小、冰冻衣服变干、樟脑丸变小；3. 应用：舞台白雾、食品冷藏、人工降雨（辅助）
凝华的核心知识
1. 定义：气态→固态，不经过液态，放热；2. 实例：霜、雾凇、雪、冰箱结霜、灯泡内壁变黑；3. 应用：农业保温、人工造雪
升华与凝华的关系
1. 互为逆过程：升华（固态→气态，吸热） 凝华（气态→固态，放热）；2. 共性：均不经过液态，属于 “跨液态” 物态变化；3. 差异：能量变化相反，应用场景不同
六种物态变化综合
1. 吸热变化：熔化、汽化、升华（需吸收热量，可用于降温）；2. 放热变化：凝固、液化、凝华（需放出热量，可用于保温）；3. 状态转化链：固态 液态 气态（双向箭头，升华和凝华是固态与气态的直接箭头）
思想方法
对比法（升华与凝华对比，与其他物态变化对比）、实验法（观察碘的升华凝华，直观理解）、联系实际法（结合生活实例分析应用）
幻灯片 10：课后作业
完成课本对应练习题（如习题 3.4 第 1、2、3 题）；
在家中观察凝华现象：打开冰箱冷冻室，观察内壁的霜，记录霜的颜色、形态，思考霜是如何形成的；
查阅资料，了解 “干冰的储存方法”，为什么干冰不能放在密封的容器中储存？（提示：结合干冰升华会产生大量气体，导致容器内气压升高分析）；
绘制 “六种物态变化关系图”，标注每种变化的状态转化、热量变化及 1 个实例，加深对物态变化体系的理解。
2024人教版版物理八年级上册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
3.4升华和凝华
第三章 物态变化
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
让我们来见识一下大自然的鬼斧神工
观察与思考
我们可以自己做出雾凇，快来试试看吧
这里面包含了怎样的原理？
观察与思考
单质碘的物理性质
紫黑色晶体，有毒性和腐蚀性。熔点113.7℃，沸点184.4℃。加热时，碘可以直接变为深蓝色蒸气，若含有空气则呈紫红色，这种蒸气有刺激性气味，有毒。
一、升华和凝华
设计实验：
碘能够直接从固态变为气态，但是过程比较缓慢，怎么加快它的变化呢？
碘的熔点是113.7℃，酒精灯火焰的温度可以达到500℃，怎样做才能让碘在不熔化的情况下变为气态呢？
一、升华和凝华
演示实验：
加热前：碘为_____态
加热时：碘由_____态直接变为_____态，这个过程需要_____热。
冷却时：碘由_____态直接变为 _____态，这个过程需要_____热。
说一说你观察到的现象。
固
固
气
吸
气
固
放
一、升华和凝华
升华：物质直接从固态变成气态的过程。
凝华：物质直接从气态变成固态的过程。
气态
气态
固态
固态
一、升华和凝华
柜子中的樟脑球是怎么消失的？
一直冰冻的衣服是怎么 “晾干”的？
升华
固态冰
气态水蒸气
升华
固态樟脑丸
气态
二、生活中的升华和凝华现象
气态水蒸气
凝华
固态小冰晶
在寒冷的冬天，在玻璃窗的表面会有“冰花”。
思考：冰花出现在玻璃窗的内侧还是外侧？
内侧
冰花总是出现在热的水蒸气同侧
二、生活中的升华和凝华现象
气态水蒸气
固态小冰晶
（遇冷）
凝华
霜的形成
雾凇的形成
二、生活中的升华和凝华现象
用久了发黑的灯泡
1.灯泡为什么会变黑？
2.黑色的物质是怎么形成的？……
钨丝
吸热升华
钨蒸气
钨的颗粒
放热凝华
二、生活中的升华和凝华现象
干冰：固态二氧化碳
特点：容易升华，能够快速降温。
二、生活中的升华和凝华现象
制造舞台效果
思考：你能说出干冰制造舞台效果的原理吗？
食品中加入干冰，显得高级
用于保鲜
二、生活中的升华和凝华现象
用高射炮或飞机在天空中撒下干冰，干冰会升华吸热，使云层中的温度急剧下降，从而使云层中的水蒸气遇冷液化成小水滴，或者直接凝华成小冰晶，落到地上便形成雨。
人工降雨（1）
人工降雨（2）
二、生活中的升华和凝华现象
干冰（固态二氧化碳）
二氧化碳气体
升华
吸热
空气中的水蒸气
凝华
液化
冰晶
小水珠
雨
下降过程遇到暖空气，冰晶熔化。
二、生活中的升华和凝华现象
水蒸气
熔化
汽化
（吸热）
凝固
液化
凝华
（放热）
制冷作用
制热作用
冰
水
升华
思考：水的三种状态冰、水、水蒸气三者之间转化过程名称以及吸热、放热关系。
三、水循环
水循环
三、水循环
1. 对于整个自然界而言，水通过循环经历着物态变化。下列
事例中，属于升华现象的是( )
A
A. 冬天室外冰冻的衣服变干了
B. 冬天窗户上的冰花
C. 早晨太阳出来后大雾散尽
D. 深秋降温前河面上出现的白雾
2. 今年即将开学的时候，有些地方突降小冰粒，它不是冰雹
也不是雪，而是霰，是高空中的水蒸气遇到冷空气形成的白
色小冰粒！它是《诗经·小雅·頍弁》中“如彼雨雪，先集维霰”
的霰，古人视为吉祥的象征。关于“霰”形成时的物态变化，
最可能是( )
C
A. 液化 B. 凝固
C. 凝华 D. 先液化再凝固
【点拨】霰是高空中的水蒸气遇到冷空气发生凝华现象形成
的白色小冰粒。故选C。
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3. 有一种“激光橡皮”，专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。
在激光的照射下，纸上的碳粉直接转化为碳蒸气，字迹消失。
关于碳粉转化为碳蒸气的过程，下列说法正确的是( )
D
A. 碳粉吸热蒸发 B. 碳粉放热凝华
C. 碳粉吸热先熔化再汽化 D. 碳粉吸热升华
返回
4. 如图所示，干冰常被用来营造舞台上“烟雾”缭绕的仙境效
果。下列关于“烟雾”的说法中正确的是( )
C
A. “烟雾”的形成过程需要吸热
B. “烟雾”是干冰升华产生的二氧化碳气体
C. “烟雾”是空气中水蒸气液化形成的小
水珠
D. “烟雾”是干冰升华形成的固态小颗粒
5. “泼水成冰”是北方部分地区严
寒天气下特有的一种现象。小明想探究“泼水
成冰”现象的形成条件，当他使用 的热水
汽化
凝华
泼向 的空中，热水划成弧线，形成完美的“泼水成冰”
效果。由此可以看出“泼水成冰”现象中“冰”是由热水______
成水蒸气，水蒸气瞬间______形成冰晶或液化形成小水珠，
就出现如图壮观的景象。（均填物态变化名称）
6.将樟脑丸和衣服放在一起，一段时间后，衣服里的樟脑丸
不翼而飞，樟脑丸消失属于______（填物态变化名称）现象；
寒冷的冬天玻璃窗上会出现冰花，它总是出现在玻璃的____
（填“内”或“外”）表面。
升华
内
返回
7.如图是自然界中水循环的示意图，请你填写下列自然界中
水的物态变化。
（1）云：水蒸气在高空遇冷______成小水珠或______成小
冰晶，飘在空中。
液化
凝华
（2）雨：云中小水珠（冰晶） 凝聚变大 下降 大冰
晶______ 大水珠（雨）。
熔化
（3）雹：云中小水珠 随气流上升到以下的高空
______成小冰珠 上下翻腾 聚大下落 雹。
凝固
（4）雪：冬天，高空水蒸气遇冷______成小冰晶 聚集成
雪花 飘落。
凝华
返回
升华和凝华
升华
凝华放热
物质从固态直接变为气态的过程
物质直接从气态变为固态的过程
升华吸热
凝华
生活现象
生活现象
课堂小结
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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