2019-2020年八年級物理下冊 7.3《汽化和液化》教案 北京課改版.doc
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2019-2020年八年級物理下冊 7.3《汽化和液化》教案 北京課改版 一、本節(jié)三維目標要求 1.知識與技能 知道什么是汽化、液化。 了解沸騰現(xiàn)象,知道水的沸點。 知道蒸發(fā)可以致冷。會對蒸發(fā)和沸騰進行比較,找出它們的區(qū)別。 知道汽化是吸熱過程,液化是放熱過程。 會用汽化和液化的規(guī)律解釋自然界或生活中的一些簡單的物態(tài)變化現(xiàn)象。 2.過程與方法 通過探究活動了解水沸騰時的溫度特點。 經(jīng)歷實驗探究的基本過程,了解科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)。 3.情感、態(tài)度與價值觀 把生活現(xiàn)象和自然現(xiàn)象與物質(zhì)的沸點聯(lián)系起來,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理。 了解電冰箱的基本原理及生產(chǎn)“無氟冰箱”的意義,有環(huán)境保護的意識。 二、重點與難點 本節(jié)的重點是實驗探究水沸騰的規(guī)律。 本節(jié)的難點是水沸騰的溫度(沸點)與氣壓的關(guān)系。 三、教學(xué)過程 1.實驗探究(水)沸騰的規(guī)律 (1)“水開了嗎?”這是在每家庭幾乎天天都會聽到的一句問話。“開水不響,響水不開”也許是學(xué)生很小就學(xué)來的判斷水是否“開”了的依據(jù)。基本學(xué)生擁有豐富的生活經(jīng)驗,但并未認真觀察過水沸騰的全過程,并未探入思考過與水沸騰相伴隨的氣泡、聲音、水量、溫度等相關(guān)特征的變化規(guī)律的教學(xué)背景,教師宜按照教科書的提示,利用透明容器構(gòu)造水沸騰過程的真實情境,激勵學(xué)生:你看到了什么?你想到了什么?引發(fā)并確認實驗探究問題。 學(xué)生探究的問題,應(yīng)達成某種共識,例如,探究水沸騰與溫度的關(guān)系,但也應(yīng)鼓勵附帶探究其他問題,諸如沸騰前后的聲音變化、氣泡變化、沸騰時水量的變化等。這些附帶探究的問題,對學(xué)生進一步深化認識沸騰現(xiàn)象和汽化現(xiàn)象、形成對多種現(xiàn)象聯(lián)系與思考的意識,十分必要。 (2)遷移探究固體熔化規(guī)律的學(xué)習(xí)經(jīng)驗,在燒水過程中直接觀察水的沸騰現(xiàn)象,從而探究發(fā)現(xiàn)沸騰的特征和規(guī)律,應(yīng)成為課堂教學(xué)中的“轉(zhuǎn)知成識”、“轉(zhuǎn)識成智”的良好契機,同時成為教師引領(lǐng)學(xué)生設(shè)計實驗和進行實驗的指南。 教師還應(yīng)提醒學(xué)生:在實驗中,要分工合作,做好觀察記錄(包括水的溫度隨中熱時間變化的記錄、水發(fā)出的聲音、水中的氣泡隨加熱時間變化的相關(guān)記錄),更要注意安全,避免燙傷。 (3)在學(xué)生得出水沸騰的溫度和加熱時間的關(guān)系曲線后,應(yīng)及時組織分析論證和交流討論: 該圖像與晶體熔化圖像有什么相似之處?有什么不同之處(沸點概念得以生成)? 沸騰前、沸騰時用酒精燈加熱水的作用有什么不同?移開酒精燈,停止加熱,水還沸騰嗎? 水的沸點是100℃嗎?如果不是100℃,究竟是實驗誤差,還是另有原因? 沸騰前后,水中氣泡變化、聲音變化有什么特征?沸騰中減少的水跑到哪去了? 水沸騰需要什么條件?這個結(jié)論是否可推廣到所有液體?為了檢驗?zāi)愕呐袛?,你認為是否有必要換用其他液體再做實驗? (4)由水沸騰時的實驗數(shù)據(jù)和水沸騰曲線學(xué)生可以認識到水有確定的沸點。鑒于沸點與氣壓的關(guān)系在生產(chǎn)技術(shù)和日常生活上的重要應(yīng)用(壓力鍋就是一個典型),引導(dǎo)學(xué)生探究水的沸點溫度與氣壓的關(guān)系,十分必要。 移開熱源,停止對水加熱,沸騰則停止。這是學(xué)生已經(jīng)親歷的事實。要探究水沸騰的溫度與氣壓的關(guān)系,需在改變氣壓(增大或減小氣壓)的前提下,使水重新沸騰,同時測量對應(yīng)溫度。 如何改變液面上方的氣壓,這是設(shè)計實驗中的難點和關(guān)鍵。以往利用封閉的燒瓶或燒杯,采用冷水淋浴或用抽氣機抽氣減壓的方法實現(xiàn)“復(fù)沸”,要么安全性差,要么設(shè)備復(fù)雜,而且推理解釋復(fù)雜,因而不適于學(xué)生探究。改用封閉大試管、用注射器緩慢抽氣減壓的方法實現(xiàn)“復(fù)沸”,不僅效果明顯、設(shè)備簡單、便于解釋,而且還可利用來進行增壓(推進柱塞)“止沸”,為學(xué)生完善探究設(shè)計提供了可行的選擇。的確,要證實水沸騰的溫度與氣壓有關(guān),不僅需要考察氣壓降低時水的沸點怎樣變化,而且需要考察氣壓升高時水的沸點怎樣變化。 (5)將汽化的兩種方式——蒸發(fā)和沸騰對比分析顯然是必要的。而且,蒸發(fā)在物態(tài)變化中,尤其在水的循環(huán)中的重要作用,要求我們在教學(xué)中賦予它應(yīng)有的地位。 除了在表現(xiàn)特征上對兩種汽化方式予以辨析外,還可利用分子動理論的分子運動模型給出初步解釋。 影響蒸發(fā)快慢的諸種因素:液面面積,環(huán)境溫度、濕度、氣壓,周圍空氣流動快慢等,都應(yīng)納入教學(xué)視界?;蚧仡櫺W(xué)《科學(xué)》,或組織學(xué)生討論(餐廳衛(wèi)生間裝的熱風(fēng)干手器就是一個好例子),甚至組織相應(yīng)實驗探究,應(yīng)視學(xué)生知識和經(jīng)驗基礎(chǔ)決定。 本段教學(xué)設(shè)計應(yīng)圍繞蒸發(fā)和沸騰這兩種汽化方式的相同點和不同點展開?!盀榱耸瓜催^的衣服干得快些,可以采用哪些措施?”就是一個適當?shù)膶?dǎo)入話題。 2.氣體的液化 與凝固是熔化的相反過程一樣,液化是汽化的相反過程。具體教學(xué)操作可以著手于以下兩個方面。 (1)水蒸氣液化成水的現(xiàn)象,學(xué)生十分熟悉。冷玻璃窗上的水滴,眼鏡片上的“霧汽”,燒水時壺嘴噴出的“白霧”,從冰箱中取出的冰鎮(zhèn)汽水瓶外壁上的“淚珠”……要注意在教學(xué)中調(diào)動學(xué)生的經(jīng)驗積累,引導(dǎo)他們關(guān)注水蒸汽液化的細節(jié)。例如,冷玻璃窗上的水滴和眼鏡片上的霧氣出現(xiàn)在哪一面上?水壺嘴噴出的“白霧”緊挨壺嘴嗎?……這些細節(jié)對于學(xué)生理解液化和汽化規(guī)律大有幫助。 (2)氣體液化的歷史,尤其是空氣液化的歷史,是物理學(xué)發(fā)展的縮影,也是科學(xué)技術(shù)社會協(xié)調(diào)發(fā)展的典型。極低溫度的獲得,真空技術(shù)的提高,熱力學(xué)第三定律的發(fā)現(xiàn),超導(dǎo)、超流和完全抗磁性的發(fā)現(xiàn),超導(dǎo)電性的唯象和微觀理論,高溫超導(dǎo)材料的研究……都與氣體的液化直接或間接有關(guān)。教師應(yīng)利用各種文本資料,展現(xiàn)人類探索氣體液化的艱難歷程和美好的前景,概述氣體液化的兩種途徑:降低溫度和壓縮體積。5.1中的人工造“雨”就是通過降低溫度使水蒸氣液化成“雨”的。教學(xué)中還可增加用注射器壓縮乙醚蒸氣的體積使之液化(反之則汽化)的學(xué)生小實驗。 所有氣體在溫度降到足夠低時都可以液化。不存在“永久氣體”?!?908年,荷蘭物理學(xué)家卡末林昂內(nèi)斯(H.K.Onnes,1853-1962)領(lǐng)導(dǎo)的低溫實驗室使最后一種“永久氣體”——氦實現(xiàn)了液化,同時獲得了4.2K的低溫。 在一定溫度(臨界溫度)下,壓縮氣體的體積也可以使氣體液化。事實上,到了1854年,通過包括法拉第在內(nèi)等人的工作,除了氫、氧、氮等幾種氣體外,當時已知的其他氣體都能被液化了。早期氣體液化大多是通過壓縮氣體的體積實現(xiàn)的。 3.汽化、液化過程中的吸放熱 伴隨氣體和液體過程的能量變化的表現(xiàn)形式是吸放熱。本板塊的教學(xué)應(yīng)該注重以下幾個方面。 (1)沸騰過程中吸熱而溫度保持不變;停止加熱,沸騰隨即停止。對此,學(xué)生已有實驗經(jīng)歷。 蒸發(fā)過程吸熱的例子也很普遍。在溫度計測溫泡上裹上用水或酒精浸濕的棉球,溫度計的讀數(shù)有什么變化?在手背上涂些酒精,感受如何?對此,學(xué)生更有足夠的經(jīng)驗基礎(chǔ)。 氣體液化放熱的現(xiàn)象,學(xué)生雖有感悟,但體會欠真切。因此有必要組織學(xué)生動手實踐。教科書第103頁圖5-3-8是一個很好的對比實驗。教師應(yīng)認真組織好學(xué)生的分組實驗和觀察討論。左右試管初始狀態(tài)相同,左管加熱沸騰、水量減少(溫度維持在沸點);右管通入從左管中導(dǎo)入的水蒸氣,溫度升高,水量增加。典型地展示了物態(tài)變化過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)化這一物理現(xiàn)象。倘若使兩管中的水循環(huán)流動,它就是蒸氣傳熱的模擬裝置。 在此基礎(chǔ)上,教師應(yīng)結(jié)合“發(fā)展空間”欄中有關(guān)電冰箱的閱讀材料,提醒學(xué)生注意循環(huán)工作物質(zhì)(R134a等)物態(tài)變化過程典型地伴隨著工作物質(zhì)能量的變化:在冷凍室汽化吸熱(使冰箱內(nèi)溫度降低);在冷凝器液化放熱(使冰箱外的空氣變熱)。這里的壓縮機相當于教科書圖5-3-8中的酒精燈,沒有它,不可能完成R134a的循環(huán)流動;這里的R134a相當于圖5-3-8中的水,不同的是,圖5-3-8中的水未能循環(huán)流動,而R134a比水更容易汽化、比水蒸氣更容易液化。 (2)自然界中的物態(tài)變化(含熔化和凝固、汽化和液化、升華和凝華)事實上都伴隨著能量的變化,不僅僅限于水的三態(tài)變化。教師應(yīng)在本節(jié)之末、5.4和復(fù)習(xí)課中予以強化。 三、發(fā)展空間 (一)“自我評價”參考答案 1.采用“分餾法”,利用水和酒精的沸點不同,使混合液(即甘蔗酒)沸騰,可以從甘蔗酒中分離出酒精。事實上,由于水的蒸發(fā),這樣分離出的酒精純度較低,倘若利用生石灰的極強的吸水性質(zhì),將混合液跟生石灰(CaO)混合加熱蒸餾,即可達到提純酒精的目的。 2.減慢盆栽花卉的水分蒸發(fā),自然可以從減小花卉葉表面積(通過修剪)和花盆液表面積、降低周圍空氣溫度、增加周圍空氣濕度、減少周圍空氣流通諸種因素考慮。但這同樣是一個實際問題,切忌在設(shè)計澆水方案時“想當然”應(yīng)用所學(xué)一般物理原理。例如,花卉生長需要一定的溫度、濕度、陽光、水分、空氣、肥料條件,不能顧此失彼,要統(tǒng)籌兼顧。 學(xué)生的設(shè)計方案不宜統(tǒng)一要求,重要的是設(shè)計思路和原理的運用。 (二)“家庭實驗室”指導(dǎo) 依據(jù)教科書第104頁所提供的資料,可安排兩項家庭實驗或課外實踐活動: (1)探究電冰箱里的物態(tài)變化。要求學(xué)生提出自己想研究的問題,設(shè)計方案,并進行探究,寫出實驗探究報告。 (2)制作簡易“冰箱”。要求學(xué)生調(diào)查訪問家長或社會人士,了解“土”法致冷保鮮的多種方法,并制作一臺袖珍式簡易“冰箱”,展示給大家。 (三)“物理在線”和“走向社會”指導(dǎo) 天氣圖:利用氣象衛(wèi)星捕獲的信息,借助計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以生成滿足各種用戶要求的天氣圖。天氣圖是天氣預(yù)報的重要依據(jù),可限定在天氣現(xiàn)象中涉及水的三態(tài)及三態(tài)變化的簡單天氣圖知識,進行查詢。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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