第十二章溫度與物態(tài)變化第二節(jié)熔化與凝固設計說明本節(jié)課主要介紹了物態(tài)變化、熔化和凝固的概念、晶體和非晶體熔化和凝固的特點、熔化吸熱、凝固放熱及在生活中的應用等幾個知識。其中晶體和非晶體熔化和凝固的特點是本節(jié)課的重點和難點，突破重難點的關鍵是做好海波和石蠟的熔化實驗，在教學中將兩個熔化實驗放在一起進行，可以較為方便地發(fā)現它們之間的差異，從而降低引入講解晶體和非晶體的難度。教學過程中通過對科學探究情境的創(chuàng)設，不僅讓學生親歷了科學探索的全過程，還通過突出科學探究過程的某些具體步驟，如學生設計實驗，整理實驗數據并做出固體熔化時溫度的變化曲線，并通過逆向思維理解凝固現象等，讓學生通過體驗和感悟，學會科學探究的方法，認識科學研究的方法在科學研究中的作用。教學目標【知識與技能】1.理解氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)是物質存在的三種形態(tài)。2.了解物質的固態(tài)和液態(tài)之間是可以轉化的。3.了解熔化、凝固的含義，了解晶體和非晶體的區(qū)別。4.了解熔化曲線和凝固曲線的物理含義。【過程與方法】1.通過觀察晶體與非晶體的熔化、凝固過程培養(yǎng)觀察能力。2.通過探究固體熔化時溫度變化的規(guī)律，感知發(fā)生狀態(tài)變化的條件。培養(yǎng)學生的實驗能力和分析概括能力。3.通過探究活動，培養(yǎng)學生認識圖像、利用圖像的能力。【情感、態(tài)度和價值觀】1.通過教學活動，激發(fā)學生對自然現象的關心，產生樂于探索自然現象的情感。2.通過實驗培養(yǎng)學生善于實踐和勇于克服困難的良好意志和品質。重點難點教學重點通過觀察晶體與非晶體的熔化、凝固過程培養(yǎng)觀察能力，實驗能力和分析概括能力。教學難點指導學生通過對實驗的觀察，分析概括，總結出固體熔化時溫度變化的規(guī)律，并用圖像表示出來。教學方法觀察法、實驗法、分析法、討論法。教具、學具酒精燈、鐵架臺、石棉網、溫度計、海波、石蠟、水、火柴、坐標紙、投影儀。授課時數1課時教學過程導入新課多媒體展示生活中的各種物態(tài)變化的事例：鐵礦石在高溫爐中熔化為鐵水，從高溫爐中倒出的鐵水凝固成鐵板；火山噴發(fā)時的巖漿變化；不同季節(jié)、氣候下的水的狀態(tài)變化。歸納：隨著溫度的變化，物質會在固、液、氣三種狀態(tài)之間變化。講授新課一、熔化和凝固通過投影展示的圖片：鐵、鋼由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)、火山噴發(fā)時巖漿由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)、結冰時冰由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。教師總結：物質從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫做熔化。物質從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程叫做凝固。學生舉例：生活中熔化和凝固的實例。二、熔化觀察與思考：物質熔化和凝固需要什么條件？不同物質熔化和凝固的規(guī)律一樣嗎？出示固體海波和蠟。提出問題：怎樣才能使它們變成液態(tài)？在熔化過程中，它們的溫度有什么變化？解決這些問題需要通過實驗進行探究。實驗──探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律提出問題：物質熔化時需要什么條件呢？不同物質在由固態(tài)變成液態(tài)的熔化過程中，溫度的變化規(guī)律相同嗎？猜想與假設：熔化過程中一定要加熱，所以物質一定要吸收熱量，這時溫度可能是不斷上升的。設計實驗與制訂計劃：實驗器材：鐵架臺、酒精燈、溫度計、石棉網、燒杯、試管、停表、海波（硫代硫酸鈉）、石蠟、水等。介紹實驗裝置，強調酒精燈和溫度計的用法。酒精燈的使用：（1）不能用一只酒精燈去引燃另一只酒精燈；（2）用外焰加熱；（3）酒精燈必須用燈蓋蓋滅（不能用嘴吹）。進行實驗：（1）四個同學為一組，注意做好分工，每個同學明確自己的任務。（2）組裝實驗裝置：把海波和石蠟分別裝入兩個試管中，并插入溫度計，再把試管按教材圖示裝置固定。往燒杯里倒入冷水，使水位高于試管裝固體顆粒的那部分。用酒精燈分別給兩個燒杯加熱，觀察兩試管內固體熔化情況，并每隔1分鐘記錄一次溫度計示數，直到固體完全熔化。（3）第1小組探究海波熔化時溫度的變化規(guī)律，要求從40℃開始計時，每隔0.5分鐘讀取一次溫度值，觀察物質狀態(tài)，把數據填入記錄表，并在坐標紙上描出對應的點。（4）第2小組探究石蠟熔化時溫度的變化規(guī)律，要求從50℃開始計時，每隔1分鐘讀取一次溫度值，觀察物質狀態(tài)，把數據填入記錄表，并在坐標紙上描出對應的點。分析與論證：請同學們根據海波和石蠟加熱過程中溫度隨時間變化的情況，并結合自己的實驗分析一下，海波和石蠟熔化過程有什么相同點和不同點？總結：相同點：（1）從固態(tài)變成了液態(tài)；（2）在熔化過程中都需要吸熱。不同點：（1）海波熔化時溫度保持不變，處于固液共存狀態(tài)；（2）石蠟熔化時，溫度不斷上升，沒有固液共存狀態(tài)。評估： 現在我們回想實驗過程，有沒有可能在什么地方發(fā)生錯誤？相互討論你們進行論證的根據充分嗎？實驗結果可靠嗎？交流與合作：與同學們進行交流。看看你們的結果和別的小組的結果是不是相同？如果不同，怎樣解釋？寫出實驗報告。三、熔點和凝固點帶領學生一起，結合數據表格對圖像進行細致地分析。首先根據海波圖像的特征（如圖甲），可以分為AB、BC和CD三段。對圖像進行分析思考：（1）AB段對應的時間內海波是什么狀態(tài)？溫度怎樣變化？（2）在曲線上的哪一點海波開始熔化？（3）在BC段對應的時間內，海波的狀態(tài)如何？溫度是否變化？這段時間是否對它加熱？（4）在CD段對應的時間內海波是什么狀態(tài)？溫度如何變化？結合實驗數據可以看出：AB段──海波是固態(tài)，隨著加熱時間的增加，海波吸熱，溫度升高。BC段──海波是固液共存狀態(tài)，隨著加熱時間的增加，海波吸熱，但溫度保持不變。CD段──海波是液態(tài)，隨著加熱時間的增加，海波吸熱，溫度升高。再根據石蠟熔化圖像的特征（如圖乙），通過分析知道，隨著加熱時間的增加，石蠟由固態(tài)慢慢地變軟、變稠、變稀為液態(tài)，整個過程吸熱，溫度一直在升高，沒有一個溫度保持不變的過程。總結：（1）有些固體在熔化過程中盡管不斷吸熱，溫度卻保持不變，這類固體有確定的熔化溫度，叫做晶體。如各種金屬、冰、海波等。有些固體在熔化過程中，只要不斷地吸熱，溫度就不斷地上升，沒有固定的熔化溫度，這類固體叫做非晶體。如松香、瀝青、玻璃等。（2）晶體的熔化溫度叫做熔點。晶體有熔點、非晶體沒有熔點。（3）晶體熔化時有一定溫度，凝固時也有一定的溫度，叫做凝固點。同一種物質的凝固點和它的熔點相同。非晶體沒有凝固點。查閱部分晶體的熔點表。查出海波、冰的熔點，思考：晶體的熔點一般是不同的，知道熔點和凝固點有什么用？為什么燈泡內的燈絲要用鎢絲？黑龍江省北部最低氣溫曾經達到過-52.3℃，這時能不能使用汞溫度計測量氣溫？歸納與小結（1）晶體和非晶體熔化時都要從外界吸熱。（2）晶體熔化的過程中溫度保持不變，即有確定的熔點；非晶體沒有確定的熔點。（3）晶體從開始熔化到完全熔化過程中，有一段時間處于固液共存的狀態(tài)，非晶體熔化時不存在固液共存的狀態(tài)。典例與精析1.根據熔化的圖像判斷甲、乙固體哪個是晶體？哪個是非晶體？2.該晶體的熔點是多少？在50℃時處于什么狀態(tài)？答案：1.乙是晶體，甲是非晶體2.50℃，可能是固體，也可能是液體，還可能是固液共存觀察海波的熔化與凝固圖像提問：比較兩幅圖像，你們能發(fā)現什么？學生回答后總結：熔化和凝固的基本規(guī)律（1）晶體熔化的條件：溫度達到熔點并能繼續(xù)吸熱。（2）晶體凝固的條件：溫度達到凝固點并能繼續(xù)放熱。（3）同種晶體的熔點和凝固點相同。（4）晶體在熔化和凝固時都處于固液共存狀態(tài)且溫度不變。歸納與小結熔化規(guī)律凝固規(guī)律不同晶體非晶體晶體非晶體有熔點無熔點有凝固點無凝固點熔化時固液共存熔化時先軟后稀凝固時固液共存凝固時無固液共存態(tài)相同吸收熱量放出熱量四、熔化吸熱、凝固放熱讓學生結合實驗數據和圖像歸納總結晶體和非晶體熔化時都要從外界吸熱。逆向思維：無論晶體還是非晶體，在凝固時都要放熱。思考：熔化吸熱在日常生活中有哪些應用與危害？1.熔化吸熱的應用：海鮮加冰塊保鮮；夏天吃冰塊涼快；冰鎮(zhèn)啤酒涼爽。2.熔化吸熱的危害：冬天雪熔化吸熱使周圍降溫，易感冒。思考：日常生活中凝固放熱有哪些應用與危害？1.凝固放熱的應用：初冬，北方的農民給麥苗澆水防止凍壞；北方的冬天，菜窖里放幾桶水,可使窖內溫度不至于太低，防止菜被凍壞。2.凝固放熱的危害：鐵水凝固成鐵板時放熱，使周圍的工人感到熱；蠟油滴在手上凝固成蠟塊容易燙傷。課堂小結一、熔化和凝固1.熔化：物質從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫熔化。2.凝固：物質從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程叫凝固。二、熔點和凝固點1.晶體和非晶體：晶體：有確定的熔化溫度，熔化過程吸熱但溫度不變的固體。非晶體：沒有確定的熔化溫度，熔化過程吸熱升溫的固體。2.熔點和凝固點：熔點：晶體熔化時的溫度。凝固點：晶體形成時的確定溫度。三、熔化吸熱、凝固放熱當堂達標1.在一標準大氣壓下，冰的熔點是______________，在炎熱的夏天，放在外面的冰會熔化，那么在熔化過程中，冰的溫度()A.降低B.不變C.升高D.先降低后升高答案：02.關于物質的熔化和凝固，下面說法錯誤的是()A.物質熔化時吸熱，凝固時放熱B.同種晶體熔點和凝固點相同C.物質在熔化過程中溫度保持不變D.晶體在熔化過程中溫度保持不變答案：C3.用0℃的冰和0℃的水冷卻熱的物體，下列說法正確的是()A.0℃的冰好B.0℃的水好C.二者一樣好D.無法判斷答案：A4.下列說法中不正確的是()A.任何固態(tài)物質熔化時，都要吸熱B.晶體在熔化時，溫度不變C.任何固態(tài)物質都有一定的熔化溫度，叫做該物質的熔點D.晶體在熔化過程中，溫度雖不變，但仍然要吸收熱量答案：C5.如圖為兩種物質在固態(tài)時溫度隨時間的變化曲線。請根據圖像回答下列問題。（1）由圖判斷出＿＿＿圖線是晶體，該晶體的熔點是＿＿＿＿，熔化時間是＿＿＿分鐘，另一圖線的物質是＿＿＿＿＿＿。（2）晶體溫度升高的是＿＿＿＿＿段，溫度不變的是＿＿＿＿段，AB段處