八年級物理科第三章第4單元導學案課題《升華和凝華》教學目標1、知識目標：①知道升華和凝華的概念。

②知道升華要吸熱，凝華要放熱。

③知道生活中的升華和凝華現象2、能力目標:觀察實驗，認識物體變化，形成初步的觀察、實驗能力情感態度與價值觀目標3、情感目標：通過教學活動，激發學生探索一些自然現象奧秘的興趣及培養學生關心環境的環保意識。引導學生關注生活、關注社會、培養其社會責任感。教學重點難點1、重點：識別生產和生活中的物態變化是本節的主要內容，也是通過這個培養學生的分析能力和判斷能力．2、難點：用升華和凝華解釋生活中的常見現象.要弄清開始的狀態和最終的狀態，再根據物態變化的定義來判斷是屬于何種物態變化．課時安排1課時【教學過程】一、引入新課播放“人造雪景”實驗的錄象.引起學生的興趣和學習的欲望.二、進行新課教學實驗一:學生分組實驗探究：研究碘的物態變化要求：1、實驗前，你在碘升華管內看到什么狀態的碘？2、猜想給碘加熱會變成什么：液態還是氣態？3、實驗過程中給升華管中的碘加熱，你觀擦到什么？4、停止加熱，在管壁和棉線上你又看到什么？5、實驗中你最感興趣的是什么？三、通過實驗，引出升華和凝華的概念1．升華：物質直接由固態變成氣態的過程，是一個吸熱的過程2．凝華：物質直接由氣態變成固態的過程，是一個放熱的過程四、列舉生活中有關升華和凝華的例子實驗二：“神秘的指紋”從前曾經發生一起盜竊案，竊賊將屋內的財物洗劫一空后，留下了一張寫有威脅話語的紙條.警官察看了現場后發現，這個竊賊手法高明，沒留下什么痕跡.可竊賊留下的紙條讓警官如獲至寶，最終使警官順利的抓到了竊賊.那么是誰暴露了竊賊了？在一張白紙上輕輕按下幾個指印，打開請同學們觀察，白紙上沒有任何痕跡.在白紙下方放一燒杯，燒杯中放幾粒碘，加熱燒杯發現紙上出現指印.讓同學們分析碘的物態變化碘在加熱時發生了怎樣的物態變化？在白紙上析出的碘是什么狀態的？知識的擴展和遷移1、用舊的日光燈管兩端為什么發黑？2、保存衣物用的樟腦丸為什么會消失？3、嚴冬玻璃窗為什么會結一層冰花？4、干冰撒在空中會發生什么樣的情況？5、冰棍外表的“白粉”是怎樣形成的？6、針狀霧凇（人造雪景）是怎樣形成的？7、介紹長征三號火箭所使用的固體發動機（固態氫和固態氧升華后燃燒）三、綜合應用云的形成雪的形成霧的形成露的形成霜的形成雨的形成冰雹的形成四、總結物體的三態變化關系要求學生總結，老師補充。【活動與探究】［課題］露、霜、霧、雨、云、雹和雪的成因［內容］自然界中有很多自然現象都和物理有關．其中的霧、露、云、霜、雪、雹是常見的自然現象，那么它們是怎么形成的？［過程］提出問題后，學生們開始思考，討論．［師］如果要解決，就要弄清幾個問題第一：空氣中總是含有水蒸氣的，這是江、河、湖、海以及大地表層中的水，不斷地蒸發而來的，當含有很多水蒸氣的空氣升入高空時，水蒸氣溫度降低液化成小水滴或凝華成小冰晶，這些很微小的顆粒，能被空氣中上升氣流頂起，形成浮云，所以云是由大量的小水滴和小冰晶組合而成的．第二：云中的小水珠和小冰晶越來越大，達到一定程度時，上升氣流無法支持，就會下落．在下落過程中，冰晶熔化成水滴；與原來的水滴一起落到地面，就形成了雨．第三：露是水蒸氣液化形成的小水珠．在地面上草、木、石塊等固體由于輻射熱量，它們的溫度下降速度快于空氣溫度的下降，當草、木、石塊等物降到某一溫度而使附近的空氣達到露點時，則有水珠凝結在這些物體上形成露．霜是水蒸氣凝華形成小冰晶，出現在地面上．當露點低于0℃時，則水蒸氣直接凝華在地面物體上形成霜．人們有這樣的經驗：有風或有云的夜間不會有霜有露，這是由于有風時地面的空氣不易達到飽和；有云時也有熱量輻射到地面，地面溫度不易達到露點的緣故．霧是水蒸氣液化成小水珠，附著在離地面稍遠的空氣中的塵埃上形成的．如果雨在落下時驟然遇到0℃以下的冷空氣，雨便凝固成冰塊，冰塊若遇地面向上的風暴把冰塊向上吹入熱空氣層中，這層空氣中的水蒸氣便凝結在冰塊四周，下落時又遇有0℃以下的冷空氣上升時，冰塊外面又結一層冰，如此反復上下，到冰塊很大時，形成雹落下，這就是可怕的冰雹．如果露點低于0℃，在高空中的水蒸氣便直接凝成小冰晶，這就是美麗的雪花了．【備課資料】1．什么是干冰二氧化碳氣體若被加壓、降溫到一定程度，就會形成白色的、像雪一樣的固體．這種固體不經熔化就可直接變成氣體．所以叫“干冰”．干冰具有很好的致冷作用，如制造冰淇淋．“干冰”還是良好的保鮮劑．魚、肉和其他易腐爛的食物裝船運送幾千里遠，可用“干冰”保鮮這些食品．雞蛋用“干冰”冷凍保鮮幾乎是無限期的．把玫瑰花放在二氧化碳氣體中，花蕾可保持三天不開花．“干冰”可用于人工降雨．悶熱的夏天遲遲不下雨，就可將裝有“干冰”的炮彈射到烏云密布的天空．不一會兒，瓢潑大雨傾盆而下．這是由于“干冰”氣化吸熱，促使水蒸氣凝結成水滴，造成了人工降雨．2．升華和凝華物態的變化并不總是按照固態、液態、氣態或者氣態、液態、固態的順序進行，有的時候，有些物體的物態變化也可以在固態和氣態之間直接進行．在熱學上，物體由固態直接轉化為氣態，叫做升華；物體由氣態直接轉化為固態，叫做凝華．升華或凝華現象，在我們的日常生活中常常可以看到．在嚴寒的冬天，洗后的衣服掛在室外，由于氣溫在0℃以下，濕衣服上的水很快就結為冰．盡管這些冰不會熔化，但時間長了，衣服還是會干的，這就是因為冰升華為水氣跑掉了．放置在衣箱里的衛生球或樟腦塊，會逐漸變小，最后完全消失，只剩下一些黑色粉末狀雜質，這也是升華現象．春天和秋冬早晨出現的霜，這是在溫度下降到0℃以下時，由水蒸氣直接凝固而成的，是一種凝華現象．大多數固體物質的升華現象很不明顯，只有部分固體物質容易升華．在生產中，人們常常用升華的方法來提純一些容易升華的物質．例如，在化工生產中，就是利用升華的方法來提純樟腦、碘、硫等物質．早在兩千多年前，我國古代的一些人就會利用升華和凝華的方法，來提純一些化學藥品．所謂的“煉丹”就是一個例子，具體方法是：把天然的紅色硫化汞放進煉丹鼎里煅燒，硫被氧化成二氧化硫，分離出金屬汞；汞又和硫黃化合，生成黑色硫化汞．黑色硫化汞受熱后升華，把它的蒸氣收入一個容器中冷卻凝華，就形成了結晶的紅色硫化汞．結晶的紅色硫化汞可以說是人類最早通過化學方法制成的產品之一，也是我國古代“煉丹”活動中的一項重要成果．雖然煉丹家在煉丹活動中滲進了一些迷信色彩，如把紅色硫化汞叫做還丹，反復加熱和凝華后，又叫做九轉還丹，還說人吃了它會長生不老，這是錯誤的，騙人的，應該摒棄．但是古代的“煉丹”活動，還是為人類積累了不少有用的知識，提供了一些化學藥物．3．玻璃窗上結的冰，為什么會有各種各樣的花紋？數九寒天，早晨起床一看玻璃窗，呀！上面凈是白花花；有的像蘭花，有的像馬尾松，也有的像一朵朵的花．是誰在一夜之間，在玻璃上描繪了這么美麗的圖畫呢？除了大自然，還有誰呢？這是嚴寒用冰描繪出來的．冰嗎，我們誰都看到過，要不是結在水里一塊一塊的，就是像雪花那樣六角形的，可誰看到還像蘭花，馬尾松……那樣的冰呢？是的，結在水里的冰是一塊一塊的，那是因為水分子比較密，大量的水在結冰的時候，冰晶都互相纏結起來了；雪花是六角形，主要是水蒸氣分子比較疏，在凝結時，又沒有受到外界不均衡的壓力，冰晶以它自有的角度構成它的外形．其實，大塊的冰，它的冰晶也是六角形的，因為彼此糾纏著，我們看不出罷了；就像小粒的鹽，我們可以看出它是呈六面形的結晶體，而大塊的鹽，看不出它的本來面目一樣．玻璃窗上的冰花，原來也是六角形，當最初的冰晶形成之后，就逐漸向四周發展，這時候的情況就復雜起來了；有的時候風力大，有的時候風力小；而且玻璃有的光滑，有的毛糙，有的玻璃上積有微垢，有的一塵不染．這樣水蒸氣蒙上去的時候，就不均勻了；有的地方水蒸氣積得多些，有的地方少些，也有的地方十分少．當冰晶向四周延伸的時候，遇到水蒸氣積聚多的地方，水就結得厚些，少的地方就薄些，十分少的地方就結不起來，或者是結了，遇到一點點熱或壓力，又融化了，因此形成了各種各樣的花紋．這就跟我們畫畫一樣，顏料用的多些，畫上的顏色就濃些，少些就淡些，不著顏料的地方，就只剩畫紙的原來顏色．4．冬季話雪我們都知道，云是由許多小水滴和小冰晶組成的，雨滴和雪花是由這些小水滴和小冰晶增長變大而成的．那么雪是怎么形成的呢？在水云中，云滴都是小水滴．它們主要是靠繼續凝結和互相碰撞合并而增大成為雨滴的．冰云是由微小的冰晶組成的．這些小冰晶在互相碰撞時，冰晶表面會增熱而有些融化，并且會相互沾合而重新凍結起來．這樣重復多次，冰晶便增大了．另外在云內也有水汽，所以冰晶也能靠凝華繼續增長．但是，冰云一般都很高，而且也不厚，在那里水汽多，凝華增長很慢，相互碰撞的機會也不多，所以不能增長到很大而形成降水．即使引起降水，也往往在下降途中被蒸發掉，很少能落到地面．最有利于云滴增長的是混合云．混合云是由小冰晶和過冷卻水滴共同組成的．當一團空氣對于冰晶來說已經達到飽和的時候，對于水滴來說卻還沒有達到飽和．這時云中的水汽向冰晶表面上凝華，而過冷卻水滴在蒸發，這時就產生了冰晶從過冷卻水滴上“吸附”水汽的現象．在這種情況下，冰晶增長的很快．另外，過冷卻水是很不穩定的，一碰它，它就要凍結起來．所以，在混合云里，當過冷卻水滴和冰晶相碰撞的時候，就會凍結附在冰晶表面上，使它迅速增長．當小冰晶增大到能夠克服空氣的阻力和浮力時，便落到地面上，這就是雪花．在初春和秋末，靠近地面的空氣在0℃以上，但是這層空氣不厚，溫度也不高，會使雪花沒有來得及完全融化就落到了地面，這叫做降“濕雪”或“雨雪并降”．這種現象在氣象學里叫做“雨夾雪”．同樣，雪的大小也按降水量分類．雪可分為小雪、中雪和大雪三類，24小時降水量小雪2．5以下，中雪2．6~5．0，大雪5．0以上；幾小時降水量小雪1．0以下，中雪1．1~3．0，大雪大于3．0．那為什么雪花的基本形態是六角形的柱狀或片狀呢？這和水汽凝華結晶時的晶體習性有關．水汽凝華結晶成雪花和天然水凍結的冰都屬于六方晶系．我們在博物館里很容易被那純潔透明的水晶所吸引．水晶和冰晶一樣，都是六方晶系，不過水晶是二氧化硅的結晶，冰晶是水的結晶罷了．六方晶系具有4個結晶軸，其中3個輔軸在一個基面上，互相以60度的角度相交，第4軸(主晶軸)與3個輔軸形成的基面垂直．六方晶系最典型的代表就是幾何學上的一個正六面柱體．當水汽凝華結晶的時候，如果主晶軸在其他3個輔晶軸發育的慢，并且很短，那么晶體就形成片狀；倘若主晶軸發育很快，延伸很長，那么晶體就形成柱狀．雪花之所以一般是六角形的，是因為沿主晶軸方向晶體生長的速度要比沿3個輔晶軸方向慢的多的緣故．對于一片六角形的雪片來說，由于它表面曲率不等(有凸面、平面和凹面)，各面上的飽和水汽壓力也不同，因此產生了相互間的水汽密度梯度，使水汽產生定向轉移．水汽產生轉移的方向是凸面→平面→凹面，也就是從曲率大的表面、移向曲率小的表面．六角形雪片六個棱角上的曲率最大，邊棱部分的平面次之，中央部分曲率最小．這樣就使六角形雪花一直處在定向的水汽遷移過程中．由于棱角上的水汽向邊棱及中央輸送，棱角附近的水汽飽和程度下降．因而產生升華現象．中央部分由于得到源源不斷的水汽而達到飽和，產生凝華作用．這種凝華結晶的過程不斷進行，六角形雪片逐漸演變成為六棱柱狀雪晶．這是假定外部不輸送水汽的理想狀況．事實上，事物與周圍環境保持著密切的聯系，空氣中總是或多或少存在著水汽的．如果周圍空氣輸入水汽較少，少到不夠雪片的棱角向中央輸送水汽的數量，那么雪片向柱狀雪晶的發展過程繼續進行．在溫度很低和水汽很少的極地地區和高緯地區，便因為這種原因經常降落柱狀雪晶．空氣里水汽飽和程度較高的時候，出現另外一種情況．這時周圍空氣不斷地向雪片輸送水汽．使雪片快速地發生凝華作用．凝華降低了雪片周圍空氣層中的水汽密度，反過來又促進外層水汽向內部輸送．這樣，雪片便很快地生長起來．當水汽快速向雪片輸送的時候，六個頂角首當其沖，水汽密度梯度最大．來不及向雪片內部輸送的水汽，便在頂角上凝華結晶；這時，頂角上會出現一些突出物和枝杈．這些枝杈增長到一定程度，不會分杈次級分杈與母枝均保持60度的角度，這樣就形成了一朵六角形星形的雪花．在高山或極地的晴朗天氣里，還可看到一種冰針，像寶石一樣閃爍著瑰麗的光彩，人們把它叫做鉆石塵．冰針的生長有兩種情況：一種是在嚴寒下(-30℃以下)濕度很小時水汽自發結晶的結果，另一種是在溫度較高(-5℃左右)濕度較大時沿著雪片某一條輔軸所在的頂角特別迅速生長的產物，是雪花的畸形發展．形形色色的雪花晶體在天空形成的，當它們的直徑達到50微米時，便能克服空氣的浮力而開始做明顯的下降運動，一邊飄逸下降一邊繼續生長變化．這樣一來，便產生了形式紛紜繁多的雪花．我們只要把它們接納在黑呢子或黑天鵝絨上，就能用肉眼初步辨別出它們的形態來．5．云霧產生諾貝爾獎1894年秋天，英國物理學家威爾遜在蘇格蘭一個山上度假．山頂上經常云霧纏繞，變幻萬千，游客們都被這迷人的景色所陶醉，威爾遜卻突發奇想，要在實驗室里制造云霧．回到實驗室，威爾遜研究歸納了產生云霧的條件：一個是空氣中的水蒸氣必須處于飽和狀態，否則水蒸氣不會凝結成小水珠；另一個條件是空氣中要有一些“凝結核心”，通常，空氣中的塵埃起凝結核心的作用，這些微小顆粒上面經常聚集了一些電荷，這些電荷會將過飽和水蒸氣凝結成小水珠，無數直徑很小的小水珠懸浮在空氣中，構成了云霧的霧滴．作為物理學家的威爾遜，除了弄清楚云霧的生成條件外，還想能否利用這個發現來研究物理現象呢？威爾遜在一個干凈的瓶子里(即里面沒有任何凝結核心)形成過飽和蒸氣，這時如果有一個帶電的微觀粒子闖了進去，那么在其周圍會凝結成一個霧滴、隨著粒子的運動，在其運動軌跡上，就有一連串霧滴組成為一條徑跡，這樣，就把人們閉眼看不見的微觀粒子的運動軌跡，變成了人眼能看見的由一連串霧滴組成的徑跡．威爾遜發明的這個裝置叫“云室”，他因這項發明而榮獲1927年的諾貝爾物理學獎．課后補記（或教學反思）課后補記（或教學反思）課后補記（或教學反思）課后補記（或教學反思）【板書設計】第四節升華和凝華

一、升華和凝華

1．升華：物質由固態直接變成氣態的過程叫做升華

2．凝華：物質由氣態直接變成固態的過程叫做凝華

二、一些現象

1．升華和凝華的現象

2．物態變化的分析

三、升華要吸熱，凝華要放熱設計者：審核者：日期：2012年10月20日下課啦，咱們來放松一下，講個小故事吧:活動目的：教育學生懂得“水”這一寶貴資源對于我們來說是極為珍貴的，每個人都要保護它，做到節約每一滴水，造福子孫萬代。

活動過程：

1.主持人上場，神秘地說：“我讓大家猜個謎語，你們愿意嗎？”大家回答：“愿意！”

主持人口述謎語：

“雙手抓不起，一刀劈不開，

煮飯和洗衣，都要請它來。”

主持人問：“誰知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場說：“我就是同學們猜到的水。聽大家說，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬物之源主題班會現在開始。

水說：“同學們，你們知道我有多重要嗎？”齊答：“知道。”

甲：如果沒有水，我們人類就無法生存。

小熊說：我們動物可喜歡你了，沒有水我們會死掉的。

花說：我們花草樹木更喜歡和你做朋友，沒有水，我們早就枯死了，就不能為美化環境做貢獻了。

主持人：下面請聽快板《水的用處真叫大》

竹板一敲來說話，水的用處真叫大；

洗衣服，洗碗筷，洗臉洗手又洗腳，

煮飯洗菜又沏茶，生活處處離不開它。

栽小樹，種莊稼，農民伯伯把它夸；

魚兒河馬大對蝦，日日夜夜不離它；

采煤發電要靠它，京城美化更要它。

主持人：同學們，聽完了這個快板，你們說水的用處大不大？

甲說：看了他們的快板表演，我知道日常生活種離不了水。

乙說：看了表演后，我知道水對莊稼、植物是非常重要的。

丙說：我還知道水對美化城市起很大作用。

2.主持人：水有這么多用處，你們該怎樣做呢？

（1）（生）：我要節約用水，保護水源。

（2）（生）：我以前把水壺剩的水隨便就到掉很不對，以后我一定把喝剩下的水倒在盆里洗手用。

（3）（生）：前幾天，我看到了學校電視里轉播的“水日談水”的節目，很受教育，同學們看得可認真了，知道了我們北京是個缺水城市，我們再不能浪費水了。

（4）（生）：我要用洗腳水沖廁所。

3.主持人：大家談得都很好，下面誰想出題考考大家，答對了請給點掌聲。

（1）（生）：小明讓爸爸刷車時把水龍頭開小點，請回答對不對。

（2）（生）：小蘭告訴奶奶把洗菜水別到掉，留沖廁所用。

（3）一生跑上說：主持人請把手機借我用用好嗎？我想現在就給姥姥打個電話，告訴她做飯時別把淘米水到掉了，用它沖廁所或澆花用。（電話內容略寫）

（4）一生說：主持人我們想給大家表演一個小品行嗎？

主持人：可以，大家歡迎！請看小品《這又不是我家的》

大概意思是：學校男廁所便池堵了，水龍頭又大開，水流滿地。學生甲乙丙三人分別上廁所，看見后又皺眉又罵，但都沒有關水管，嘴里還念念有詞，又說：“反正不是我家的。”

旁白：“那又是誰家的呢？”

主持人：看完這個小品，你們有什么想法嗎？誰愿意給大家說說？

甲：剛才三個同學太自私了，公家的水也是大家的，流掉了多可惜，應該把水龍頭關上。

乙：上次我去廁所看見水龍頭沒關就主動關上了。

主持人：我們給他鼓鼓掌，今后你們發現水龍頭沒關會怎樣做呢？

齊：主動關好。

小記者：同學們，你們好！我想打擾一下，聽說你們正在開班會，我想采訪一下，行嗎？

主持人：可以。

小記者：這位同學，你好！通過參加今天的班會你有什么想法，請談談好嗎？

答：我要做節水的主人，不浪費一滴水。

小記者：請這位同學談談好嗎？

答：今天參加班會我知道了節約每一滴水要從我們每個人做起。我想把每個廁所都貼上“節約用水”的字條，這樣就可以提醒同學們節約用水了。

小記者：你們談得很好，我的收獲也很大。我還有新任務先走了，同學們再見！

水跑上來說：同學們，今天我很高興，我“水伯伯”今天很開心，你們知道了有了我就有了生命的源泉，請你們今后一定節約用水呀！讓人類和動物、植物共存，迎接美好的明天！

主持人：你們還有發言的嗎？

答：有。

生：我代表人們謝謝你，水伯伯，節約用水就等于保護我們人類自己。

動物：小熊上場說：我代表動物家族謝謝你了，我們也會保護你的！

花草樹木跑上場說：我們也不會忘記你的貢獻！

水伯伯：（手舞足蹈地跳起了舞蹈）……同學們的笑聲不斷。

主持人：水伯伯，您這是干什么呢？

水伯伯：因為我太高興了，今后還請你們多關照我呀！

主持人：水伯伯，請放心，今后我們一定會做得更好！再見！

4.主持人：大家歡迎老師講話！

同學們，今天我們召開的班會非常生動，非常有意義。水是生命之源，無比珍貴，愿同學們能加倍珍惜它，做到節約一滴水，造福子孫后代。

5.主持人宣布：“水”是萬物之源主題班會到此結束。

6.活動效果：

此次活動使學生明白了節約用水的道理，浪費水的現象減少了，宣傳節約用水的人增多了，人人爭做節水小標兵

活動目的：教育學生懂得“水”這一寶貴資源對于我們來說是極為珍貴的，每個人都要保護它，做到節約每一滴水，造福子孫萬代。

活動過程：

1.主持人上場，神秘地說：“我讓大家猜個謎語，你們愿意嗎？”大家回答：“愿意！”

主持人口述謎語：

“雙手抓不起，一刀劈不開，

煮飯和洗衣，都要請它來。”

主持人問：“誰知道這是什么？”生答：“水！”

一生戴上水的頭飾上場說：“我就是同學們猜到的水。聽大家說，我的用處可大了，是真的嗎？”

主持人：我宣布：“水”是萬物之源主題班會現在開始。