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《物態(tài)變化中的吸熱過程》物理教案
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、認識熔化是吸熱過程。學(xué)會記錄、處理實驗數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出物理圖像的方法。能分析熔化圖線的物理意義。
2、認識汽化是吸熱過程。會對蒸發(fā)和沸騰進行比較，找出它們的區(qū)別。
3、理解升華是吸熱過程。
4、能用分子動理論初步解釋熔化、汽化、升華的吸熱過程。
學(xué)法指導(dǎo)
1、從課本圖10-15的分子運動模型，你能說出熔化時，分子狀態(tài)的變化嗎？
2、怎樣分析熔化圖線的物理意義。
圖1和圖2，一個為晶體海波的熔化圖像，
另一個為非晶體石蠟的熔化圖像，則圖為海波
熔化圖像，圖為石蠟熔化圖像。
以圖3為例分析熔化圖線的物理意義。
�。�1）圖像上各點所代表的物理意義。
AB線段：代表物質(zhì)外于固體吸熱升溫的階段。
BC線段：代表物質(zhì)處于固液混合狀態(tài)，雖然吸熱，但溫度。
CD線段：代表物質(zhì)處于液態(tài)吸熱升溫的階段。
�。�2）加熱到某一時刻，物質(zhì)所處的狀態(tài)和溫度。
例如，加熱到3分鐘時，在橫軸上找到表示3分鐘的點，作過這個點垂直于橫軸的垂線交圖像上AB線段，可知此時海波處于固態(tài)，從交點P再作縱軸的垂線，交縱軸的溫度是40℃的點，可知此時海波的溫度是。
�。�3）從圖像上怎樣判定晶體的熔點？
圖像上BC線段表示晶體吸熱但溫度不升高�？梢砸訠點或C點作縱軸的垂線，交縱軸上的點所在溫度就是晶體的熔點。從圖3可知海波的熔點是48℃。
請同學(xué)們思考，石蠟熔化圖像情況又如何呢？
3、為什么液體沸騰時吸熱，溫度卻保持不變呢？
4、影響蒸發(fā)快慢的三個因素是什么？你能一一舉例說明嗎？
5、蒸發(fā)和沸騰的相同點、不同點各有哪些？
6、怎樣用分子動理論解釋升華現(xiàn)象？
7、升華現(xiàn)象有哪些具體應(yīng)用？
自我檢測
1、冬泳的時候，運動員從水中剛上岸時，會覺得比在水中更冷，為什么？
2、裝水的鋁壺放在火爐上加熱，水沸騰后將水壺從火爐上提開，鋁壺中的水還會繼續(xù)沸騰嗎？為什么？
3、放在衣柜里防蛀的萘丸（樟腦球），過幾天就會變小甚至消失，是不是被蟲“吃”掉了？
課外空間
紙鍋燒水
聽說過“著火點”這個詞兒嗎？著火點是物質(zhì)用不著靠近火焰就能自己著火的溫度。紙的著火點是183℃，就是說，只要它的溫度達到183℃，它就會自動燃燒起來。
知道火焰的溫度嗎？普通煤爐的火焰約600℃。
那么能用紙做的鍋在火上把水燒開嗎？
取一張光滑的厚紙，照圖007那樣做成一個小紙鍋。紙鍋里裝些水，放在火上加熱，注意不要讓火苗燒到水面以上的紙。過一會兒水就會沸騰，而紙鍋不會燒著。
實際做一做，并且說明紙鍋為什么不會燒著。
烤箱烤不死的物理學(xué)家
你知道人能夠忍受多高的溫度嗎？有一年，英國有兩位勇敢的物理學(xué)家，為了進行試驗，走進面包房的烤箱里，然后請人把烤箱的溫度逐漸升高，直到箱內(nèi)干燥空氣的溫度升到160℃才停止，他們在里面停留了幾個小時，當(dāng)時人們都替他們擔(dān)心：平時煮肉，在100℃的溫度下，用不多久，就煮爛了；160℃的溫度烤人，還不把人烤熟了！出乎意料的是：幾小時后，這兩位勇敢的物理學(xué)家平安無事的從烤箱里出來了，真是奇跡！那奇跡的背后能說明什么道理呢？
原來上面提到的物理學(xué)家能夠忍受160℃的高溫，是說他們周圍干燥的空氣的溫度是160℃，不是說他們的體溫也這么高，正常情況下，人的體溫是保持在36.5℃左右的。如果周圍環(huán)境的溫度高于人的體溫，人就本能地使出抵擋高溫的法寶----大量出汗，因為汗水蒸發(fā)汽化時，既要從身體上，又要從緊貼皮膚的那層空氣里吸走大量的熱，使這層空氣的溫度大大降低；又由于空氣很不善于傳熱，所以盡管周圍熱得火燒火燎的，被這層溫度不太高的空氣層包圍著的人卻安然無恙（注：烤箱中的人應(yīng)不停的喝水）。
怎樣用分子運動論的知識分析晶體物質(zhì)熔解過程中的溫度保持不變
我們知道固體可以分為晶體和非晶體。而它們主要區(qū)別在于：晶體有固定的熔點，在熔解過程中吸收熱量，溫度不斷升高。那么，晶體在熔解中吸收的熱量到哪兒去呢？是不是無緣無故地消失了？熔解過程中的晶體的溫度為什么不升高呢？
原來，晶體分子的排列都有一定的規(guī)則，按統(tǒng)一的規(guī)則排列成一個在晶體的叫單晶體，由許多雜亂無章的小晶粒構(gòu)成的晶體是多晶體。在常溫下，晶體的分子被限制在平衡位置附近振動，當(dāng)溫度升高時，分子的振動加劇，當(dāng)溫度達到熔點溫度時，晶體分子正好能從規(guī)則排列的位置上逐個脫離出來，破壞原有的規(guī)則排列，從固態(tài)變成液態(tài)。處在熔解過程中的晶體，所吸收的熱量用來保持熔解中的位置上脫離出來。對于非晶體物質(zhì)，分子沒有規(guī)則的排列。對非晶體加熱，隨著溫度的升高，先是逐漸軟化，最后變?yōu)橐后w。因為非晶體的分子不象晶體分子那樣，需要從規(guī)則排列位置上掙脫出來，因此，對于非晶體就沒有一定的熔點，吸收熱量溫度不斷提高。
怎樣認識物質(zhì)的三態(tài)——氣、液、固
冰、水和水蒸氣是同一種物質(zhì)。是同種物質(zhì)表現(xiàn)出的三種狀態(tài)。冰呈固體狀態(tài)，當(dāng)溫度升高超過0℃時，冰變成水。常溫下的水呈液體狀態(tài)，當(dāng)溫度升高到100℃時，又變成水蒸氣，呈氣體狀態(tài)。為什么同一種物質(zhì)有固體、液體、氣體三種不同的狀態(tài)呢？
原來物質(zhì)是由分子構(gòu)成的。分子在永不停息的作無規(guī)則運動。而且他們之間還存在著相互作用的引力和斥力。物質(zhì)存在的狀態(tài)，與它們內(nèi)部分子運動和相互作用力的情況有關(guān)。
在0℃以下，水分子的動能較小，只能在各自的平衡位置附近振動。這樣在外觀上呈現(xiàn)出一定的形狀，即固態(tài)。當(dāng)溫度升高時，分子運動加快；升高到一定程度時，分子可以自由地跑來跑去，這時冰就變成液態(tài)的水。由于液體分子能自由運動，所以容易流動，沒有一定形狀。
水加熱時，分子運動更加激烈，有些分子橫沖直撞，掙脫液體表面分子的吸引力，跑到液體外面去，成為水蒸氣分子。當(dāng)溫度升高到100℃時，這種現(xiàn)象最顯著，水變成水蒸氣，氣體分子間的距離特別大，分子間的作用力很小，甚至可以忽略，所以氣體能夠充滿可能到達的空間，所以氣體既沒有一定的體積，又沒有一定的形狀。
自然界中其他物質(zhì)也存在固、液、氣三種狀態(tài)。鐵塊在常溫下是固體，當(dāng)溫度升高到1500℃時就變成液態(tài)的鐵水，如果溫度再升高到2800℃，就變成鐵的蒸氣。
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