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1、1 第 4 节 升华和凝华 课题升华和凝华课型新授课 教 学 目 标 知识与技能 1.知道升华和凝华的概念，知道生活中的升华和凝华现象，知道 升华要吸热，凝华要放热 2.知道水循环中的物态变化. 过程与方法 1.通过观察了解升华和凝华现象，培养学生的观察能力 2.通过识别生活中常见的物态变化现象，培养学生运用物理知识 解决实际问题的能力. 3.通过介绍水循环中的物态变化，培养学生保护环境、节约用水 的意识 . 情感、态度与 价值观 1.通过教学活动， 激发学生关心环境、乐于探索、 勇于实践的精 神. 2.通过做碘的升华和凝华实验，培养学生欣赏色彩美的能力. 教学 重点 通过碘的升华和凝华实验培
2、养 学生的观察和实验能力.通过对日常 生活中实例的解释，培养学生用物理 知识解决实际问题的能力. 教具 准备 试管、铁架台、 石棉网、 酒精灯、 碘、樟脑丸、水循环挂图、热水等 教学 难点 理解大自然中水循环时的物态 变化过程，及吸、放热情况，能正确 说出云、冰、霜、雪等的形成过程. 教学 课时 1 课时 课 前 预 习 1.升华：物质从固态直接变成气态的过程 .升华过程要吸热. 2.凝华：物质从气态直接变成固态的过程 .凝华过程要放热. 3.实验中的升华与凝华：给密闭烧瓶中的碘加热，过一会儿固态碘直接升华变 成紫色的碘蒸气，停止加热后，直接凝华变成固态碘，附着在烧瓶内壁上. 4.自然界中的升
3、华与凝华：雪、霜、冰花、雾凇的形成属于凝华，冬季的冰雕 逐渐变小属于升华. 巩固 复习 教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分 难题讲解），加强学生对知识的巩固. 备课笔记 2 新课 导入 我们知道冰块吸热后熔化成水，再继续吸热就变成水蒸气，这是生活中常见的 现象，那么物质吸热后能不能从固态直接变为气态呢？请同学们积极思考并发言. 生：应该可以吧，比如固态空气清新剂过一段时间后变小了，甚至消失了.这就 是固态的空气清新剂直接变成了气态，并飘散到空气中去了. 同学们说得很正确，固态物质是可以直接变成气态的，那么气态物质是否也可 以直接变成固态呢？请大家举例说明. 生
4、：气态物质也可以直接变成固态，比如深秋和初春时出现的霜就是水蒸气直 接变成了固体小冰晶. 同学们真棒！那么今天我们就一起来学习固态和气态之间的相互转化升华 和凝华 . 进 行 新 课 升华、凝华 1.升华 教师向学生演示“人造雪景”实验，激发学生学习物理的兴趣. 演示实验（人造雪景） ：在一个烧瓶内放入少许樟脑丸粉末，然后加热，樟脑丸 消失，再将一枯树枝放入烧瓶内，这时便可以看到气态的樟脑丸在枯树枝上变成雪 花状 . 学生仔细观察后，提出疑问：这个实验真神奇，樟脑丸粉末是如何跑到枯树枝 上的？ 同学们问得很好，这个实验涉及了两个物态变化，首先是固态的樟脑丸粉末在 受热后，直接由固态变成了气态，
5、这个过程就是升华，然后是气态的樟脑丸遇到冷 的枯树枝又凝结成了固态樟脑丸，这个过程叫做凝华，我们一会儿再学. 板书： 1.升华：物质由固态直接变成气态的过程. 2.识别升华现象时要抓住“两个状态，一个关键词”：初状态（固态） 、末状态 （气态）、关键词直接（不经历液态） 请同学们注意，并不是所有物质都能发生升华现象，它仅限于某些物质在一定 条件下才能发生，下面请同学们举例说明生活中你见过的升华现象. 生 1：冬天，放在外面的结冰的衣服，过一段时间后衣服干了（冰没有熔化）. 在衣服干了的过程中，衣服上的冰直接变成了水蒸气. 生 2：用久了的灯泡会变暗，仔细观察发现钨丝变细了.钨丝变细的原因是钨丝
6、 由固态直接变成了钨蒸气. 【例 1】 （多媒体展示）下列现象中，不属于升华现象的是（） A.放在口袋里的樟脑丸变小了 B.路边的“雪人”没有融化却越变越小，最后消失不见了 C.霜的形成 D.碘放在火上烤一烤，产生紫色的气体 解析： 本题的关键是辨别升华现象.升华现象就是物质直接由固态变成气态，樟 脑丸、雪、碘都是固态，后来都变成气体，故选项A、B、D 都是升华现象.霜是空气 中的水蒸气遇冷放热凝华而成，不属于升华现象.答案： C 2.凝华 教师引导学生做教材P64“想想做做”的实验：在试管中放入少量碘，塞紧盖 子后放入热水中（注：装有碘的试管一定要塞紧盖子，以防碘蒸气外泄），发现碘固 体消失
7、了，产生了紫色蒸气；再将该试管放入凉水中，紫色蒸气消失，碘蒸气变成 了固体碘 . 备课笔记 规律总结： （1）在升华、凝华这两 种物态变化中并不存在 液态这一环节. （2）升华、凝华的形成 及其进行的快慢与温度、 物质自身的性质有关，如 室内的水蒸气只有遇到 寒冷的窗玻璃等物体才 会凝华， 白炽灯中的灯丝 是由金属钨制成的，只有 在高温下钨才会升华，使 灯丝变细 . （3）初中阶段涉及升华、 凝华的现象不多，主要是 碘、冰、樟脑丸、干冰这 几种物质的升华； 霜、雪、 雾凇、冰花、冰晶等物质 的形成过程是凝华. 3 进 行 新 课 请同学们试着分析这个实验的过程. 生 1：放入热水中时，固体碘不
8、见了，试管内看到有紫色蒸气产生，这说明固 态碘受热升华成碘蒸气. 生 2：放入冷水中时，紫色碘蒸气消失了，试管壁上有黑色固体产生，这说明 气态碘蒸气遇冷变成了固态碘. 同学们分析得很对，固态物质直接变成气态物质是升华现象，它的逆过程气态 物质直接变成固态物质是凝华现象. 板书： 1.凝华：物质由气态直接变为固态的过程. 2.识别凝华现象时要抓住“两个状态，一个关键词”：初状态（气态） 、末状态 （固态）、关键词直接（不经历液态） 并不是所有物质都能发生凝华现象，它也仅限于某些物质在一定条件下才能发 生.下面请同学们举例说明生活中你见过的凝华现象. 生 1：冬天寒冷的早晨，室外物体上常常挂着一层
9、霜，霜是空气中的水蒸气直 接凝华而成的小冰粒. 生 2：寒冷的冬天，早晨玻璃上出现冰花，这是室内的水蒸气遇到冷玻璃，凝 华成固态冰，形成冰花. 【例 2】 （多媒体展示）在我国北方的冬季，常见的几种物态变化现象中，属于 凝华现象的是（） A.室外结冰的衣服变干 B.房间窗玻璃的内表面出现冰花 C.湖面结了厚厚的一层冰 D.正在跑步的人嘴中呼出“白气” 解析： A 项中结冰的衣服变干的过程中，固态的冰变成水蒸气，属升华；B项 中窗玻璃的内表面出现冰花的过程中，室内的空气中的水蒸气遇到冷的玻璃，直接 变成冰晶 （冰花），属凝华； C项中湖面的冰晶是由水冻成的，属凝固； D 项中的“白 气”是水蒸气
10、液化而成的.由此可见，本题选B. 答案： B 升华吸热、凝华放热 1.升华吸热、凝华放热 我们知道汽化和液化互为相反过程，熔化和凝固互为相反过程，升华和凝华互 为相反过程 .已知一个过程为吸（放）热过程，则它的逆过程一定为放（吸）热过程. 下面请同学们试着来分析升华和凝华的吸放热情况. 生 1：我们在做碘的升华和凝华实验时，把装着固态碘的试管放入热水中后， 出现了固态碘升华成碘蒸气的现象.在这个过程中热水对碘加热了，因此碘的升华过 程是吸热过程 . 生 2：我们把装着碘蒸气的试管放入冷水中时，出现了碘蒸气凝华成固态碘的 现象 .在这个过程中， 碘蒸气遇冷放出了热量，因此碘的凝华过程是放热过程.
11、教师鼓 励学生的发言，并进行总结和板书. 板书：升华和凝华互为逆过程.物质升华时吸收热量，凝华时放出热量. 2.物质的“三态六变”过程 教师用多媒体播放课件“物质的三态六变过程”，并讲解 . 小组问题探讨： 为什么会有“霜前 冷，雪后寒”的说法？ 4 进 行 新 课 水循环中的物态变化 教师引导学生阅读教材P65“科学技术社会水循环”，让学生用水的三 态变化解释自然界的一些水循环现象，同时了解我国水资源的紧张状况，认识水对 于人类的重要作用，从而产生强烈的环保意识和节水意识. 板书： 我们要养成节约用水的好习惯. 请同学们课后查找“水资源”的相关资料，并思考和讨论四个问题：水为何 珍贵？水能为
12、人类做些什么？破坏水资源会给人类带来哪些危害？我们应该 采取哪些措施节约用水？ 【例 3】 （多媒体展示） 据晚报 报道：2001 年 5 月，阴天，气温约为 -15 C，雪刚停，在新疆罗布泊沙漠的沙丘上覆盖着5cm10cm 厚的积雪，然而过了约 20 分钟雪不见了，脚下却是干爽的沙地.这一现象令在场的科考队员很惊讶.请你用 所学过的知识回答下面的问题： （1）请针对雪不见了提出你的看法. （2）简单解释你提出的看法. 解析：根据题知，原来沙丘上覆盖着5cm10cm 厚的雪， 20 分钟后消失了，可 能是雪熔化成水后渗入沙中；也可能是雪熔化成水再蒸发；还可能是雪直接升华为 水蒸气 .在这些可能
13、中有没有发生熔化现象？答案是否定的，因为不满足雪熔化成水 的条件气温约为-15C，远远低于雪的熔点.“脚下却是干爽的沙地”也说明雪 并没有熔化成水.升华是固态直接变为气态的现象.冰雪在很冷的气温下是会发生升 华现象的 .尤其是在空气干燥而气温又低的沙漠地区，且升华现象是不留痕迹地悄然 发生，只是这种现象平时不易看到，过程进行的时间较长，现象不明显而已. 答案： （ 1）雪发生了升华现象，由固态的雪直接变成了气态的水蒸气.（2）当 时的气温低 （-15 C）说明没有雪熔化的气温条件，“脚下干爽” 说明没有留下水迹， 所以不可能是雪熔化后渗入到沙中，而雪是可以由固态直接变为气态消失的，所以 只可能
14、是发生了升华现象. 知识拓展： （1）我们可以把物质的 三态分为低能态 （固态）、 中能态（液态） 、高能态 （气态），如图所示，当 物质由低能态向高能态 变化时要吸热， 反之则要 放热，从图中可知，吸热 的过程有：熔化、汽化、 升华；放热的过程有：凝 固、液化、凝华. （2）在判断物质发生的 物态变化时，对物态的 “称呼” 日常化用语导致 我们判断错误.如 “烟、粉” 一般由固体小颗粒组成， 为固态 .“雾、热气、汗” 一般由小液滴组成，为液 态. 5 备课笔记 教学 板书 课 堂 小 结 这节课我们学习了升华和凝华的概念，并通过实验知道了升华要吸热，凝华要 放热，我们还进一步学习了水循环中
15、的物态变化，知道了云、雾、雨、露、霜、雪、 雹等的成因及它们和人类生活的关系，这节课我们就学到这，谢谢！ 教 材 习 题 解 答 【教材 P64“想想做做”】 在试管中放少量碘，塞紧盖子后放入热水中.当固态的碘变为紫色的碘蒸气并充 满试管后，将试管从热水中拿出，再放入凉水中，碘蒸气又会变为固态的碘. 解：自己动手实验可加深我们对碘升华和凝华现象的印象，同时也让我们认识 到升华和凝华是互逆过程. 教材 P65“想想议议” 】 水的三种状态分别是冰、水和水蒸气.给右图填字，说明它们三者之间转化过程 的名称以及吸热、放热的关系. 解：如图，其中汽化与液化互逆；凝固与熔化互逆；凝华与升华互逆. 【教材
16、 P66“动手动脑学物理” 】 1.使用樟脑丸可以让棉毛织物等免受虫蚁的侵害.经过一段时间以后，打开存放 衣服的箱子，就会闻到刺鼻的气味，还会观察到樟脑丸变小了，甚至没有了.请你分 析樟脑丸变小的原因. 解：在分析时要注意樟脑丸的初状态和末状态，樟脑丸的初状态为固态，末状 态为气态，所以这个是固态直接变为气态的过程，是升华.樟脑丸变小是升华所致. 6 教 材 习 题 解 答 2.冻肉出冷库时比进冷库时重，这是为什么? 解：冻肉出冷库后，可见到上面有霜，这是水蒸气凝华所致. 3.二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固 体.这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体，所以
17、叫干冰 .干冰具有很好的致冷 作用，可用于人工降雨.这是由于干冰在常温下会迅速变为气体,吸收热量， 促使水蒸 气遇冷凝结成水滴或小冰晶，从而达到降雨的条件.你能试着分析上面一段描述中包 含了哪些物态变化吗？ 解：二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的 固体，这是凝华过程；干冰在常温下会迅速变为气体是升华过程；干冰在升华的同 时吸收热量，促使空气中水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶，这是液化或凝华的过程. 4.美丽的树挂、霜都是怎样形成的？请你动手做一做下面的实验，并思考形成 霜的条件 . 如图甲，将冰块放于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
18、盐水混合物的温度，可以看到冰水混合物的温度低于0.这时观察 易拉罐的下部和底部，就会发现白霜（图乙）. 解：美丽的树挂、霜都是空气中的水蒸气凝华形成的. 5.调查学校和家庭水的使用状况，提出在生活中节约用水的若干建议. 解：洗手尽量用盆洗，然后用盆里的水浇花或冲厕所;随手关水龙头；发现水 管有漏水现象，马上向有关部门反映；洗澡时请间断放水沐浴，搓洗时应及时关 水.（本题答案不唯一，合理即可） 难 题 解 答 【例 4】在舞台上喷撒干冰（固态二氧化碳）可以形成白雾，这种白雾是 （） A.空气中的水蒸气液化形成的小水珠 B.二氧化碳气体液化形成的小液滴 C.干冰升华形成的二氧化碳气体 D.干冰熔化
19、形成的小液滴 解析：喷撒干冰形成白雾的原理是：干冰升华吸热使周围空气的温度降低，舞 台上方空气中的水蒸气降温后液化成小水珠形成“白雾”，这就是我们看到的“烟雾 缭绕”的舞台效果，故选A. 答案： A 布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容. 7 教 学 反 思 1.升华和凝华现象是学生学习中容易忽略的两种物态变化.尽管升华和凝华现象 并不罕见，但却不易被学生注意，他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态 阶段，因此教学中应对其足够重视，以切实帮助学生澄清模糊的认识. 2.在教学中从升华和凝华的现象出发，让学生在观察实验的基础上，感知什么 是升华，什么是凝华，在实验中用对碘加热来揭示固体升华是需要吸热的，其逆过 程凝华则可通过分析推断其需要放热，由于升华、凝华现象不是学习重点，不必过 多讲解实验设计. 3.因为碘蒸气有毒，用碘做升华、凝华实验时必须把它封闭起来，以免影响学 生健康 . 4.对于教材P65“科学技术社会” ，着重引导学生理解水循环中的物态变化 情况，进而引出水资源的保护、开发和利用的话题，引导学生关注生活、关注社会， 培养其社会责任感，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯. 教学过程中老师的疑问： 教师点评和总结