第3节 汽化和液化
教学目标
知识与能力:
1.知道什么是汽化、液化.理解液化是汽化的逆过程. 2.了解沸腾现象,知道什么是沸点. 3.知道蒸发可以致冷.
教学难点:指导学生通过对实验的观察、分析概括和表述,总结出沸腾的特点,并对生活中蒸发现象的观察、分析得出影响蒸发快慢的因素. 教学用具
塑料袋、酒精、铁架台、温度计、烧杯、石棉网、酒精灯、硬纸板、一张光滑的厚
一、情景引入
按照教材中的的实验,在透明塑料袋中滴入几滴酒精,排尽空气后把口扎紧,放入80 ℃以上的热水中。
提出问题:你看到什么现象?从热水中拿出塑料袋,过一会儿又有什么变化?怎么解释这些变化?想提出什么疑问?你的想法是什么?
学生讨论交流:“酒精到哪里去了?”“为什么塑料袋会鼓起来?”“酒精为什么会失而复得?”
学生交流:塑料袋中的液态酒精受热后变成了气态酒精,降温后气态酒精又变成了液态酒精。
设计说明:该实验要尽量让学生自己做,所用塑料袋要透明,且尽量薄,使滴入的酒精清晰可见。为了使塑料袋排尽空气,可将塑料袋像拧麻花一样拧紧,再把口用线或橡皮筋扎紧。
归纳总结:物质的液态和气态可以相互转化。 物质从液态变成气态的过程叫做汽化。 物质从气态变成液态的过程叫做液化。
日常生活中还有哪些现象和这个类似?我们这节课就来研究物体的液化和汽化现象。
二、新课教学 探究点一 沸腾
创设情景:烧开水时如果不断加热会发现壶里的水会沸腾。 你在家烧过开水吗?水烧开时你发现了什么呢?对于沸腾现象,你了解哪些?你能描述一下沸腾现象吗?
归纳小结:
物理学中把液态内部和表面同时发生的剧烈汽化现象称为沸腾。 实验探究:探究水沸腾时温度变化的特点
进一步提出问题:水在沸腾时有什么特征?水沸腾后如果继续加热,是不是温度会越来越高?水的内部又是怎样的呢?气泡的生成和变化情况怎么样?
猜想和假设:既然沸腾是日常生活中大家都非常熟悉的现象,让同学们相互讨论、思考和猜想,教师将学生提出的问题和猜想列在黑板上,并进行归类。如:水沸腾时温度会上升,停止加热水不会沸腾……
根据学生情况提出:
要进一步研究沸腾现象,还需要通过实验仔细观察。
重点观察:(1)温度随时间的变化情况;(2)气泡的生成和变化情况。 制定计划与设计实验
明确了实验目的,让学生根据需要确定器材:铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、钟表。
说明:为让学生有充分的时间观察水沸腾时发生的现象,应尽量缩短水沸腾前的加热时间。要求教师在课前应做好充分的准备。节省时间的方法:①减少烧杯中水的质量,但为了便于观察,水还应有相当的深度(约10 cm左右),所以建议用小号烧杯,或使用大号试管(水约150 mL)做此实验;②实验中用热水进行加热;③从开始加热起至95 ℃左右,必须在烧杯或试管上加纸盖,95 ℃以后将纸盖拿掉;④拉长酒精灯灯芯同时剪断烧焦的灯芯,在灯芯中加入细铜丝,使火焰比较猛烈;⑤注意调整酒精灯和石棉网之间的距离,用酒精灯温度最高的外焰加热。
进行实验与收集数据
学生在进行实验时,学会分工合作,如计时、观察气泡的变化情况、温度的变化,温度计的使用方法、酒精灯的正确操作在此得到进一步的复习巩固,要求同学们将观察到的数据和现象记录在下表中。
特别说明:注意实验中要告诉学生注意观察水沸腾前后的气泡和温度的变化;要记录当水温升高时,每隔1 min记录一次温度计的示数,直至水沸腾后3~5 min;实验后要画出水沸腾前后温度随时间的变化图象。
实验记录表格如图
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
温度/℃ 78 82 88 93 100 102 102 102 分析数据、得出结论 (1)绘制“温度—时间”图象。
实验结束后,根据记录的数据,在书本“水沸腾时的温度—时间图象”中标出相应的坐标点,用平滑的曲线把这些点连接起来。
(2)利用多媒体展示学生绘制的水沸腾的“温度—时间”图象。
交流评估:小组的同学在实验时,得出水的沸点不是100 ℃,这时教师要肯定学生实事求是的科学态度,给予鼓励。同时还要帮助学生找出原因,可能是实验使用的温度计存在质量问题,也可能是本地的气压不是一标准大气压。
交流、讨论: ①水沸腾时,你从水中和水面各看到什么现象?水中气泡内的气体是从哪儿来的? ②水沸腾时,继续加热,水的温度变化吗?
③曲线上的哪一段表示水沸腾前的过程?水的温度怎样变化? 曲线上的哪一段对应水的沸腾过程?水的温度怎样变化? ④根据观察的现象,结合图象分析液体沸腾有什么特点? 归纳总结:
(1)沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。沸腾时,继续加热,液体的温度保持不变。
(2)沸点的概念:液体沸腾时的温度称作沸点。 学生活动:观察“几种液体的沸点”表,练习查表
一些液体的沸点/℃(在标准大气压下) 液态铁 液态铅 水银 2 750 1 740 357 甲苯 水 酒精 111 100 78 液态氧 液态氮 液态氢 -183 -196 -253xkb1.co
亚麻仁油 287 液态氨 33.5 气态氦 m -268.9 ①酒精的沸点是多少?能否用酒精温度计测量开水的温度? ②你实验所用的温度计里的工作物质是什么?为什么要用这种温度计? ③液态氢的沸点是-253 ℃,表示什么含义?常温下的氢是什么状态?
学生活动:“纸锅烧水”,它的实验现象出乎学生意料,可以很好地说明由于水的蒸发吸热,使纸的温度低于着火点,纸锅也能够烧开水。 探究点二 蒸发
情景创设:
(1)盛夏酷暑,奇热难熬,防暑降温,全靠风扇。思考问题:人吹电风扇时,为何会感到凉快?
(2)医生常将中暑患者扶到通风的地方,并在病人身上擦酒精,这样能使病人的体温很快下降,这一过程包含的物理原理是什么?
答案:(1)人吹风扇时,加快了身上汗液的蒸发,而蒸发要吸热,所以降低了人体的温度,人会感到凉快。(2)这样做可以提高粮食中水分的温度,加快表面空气流动速度,增大了表面积,从而加快了粮食中的水分蒸发,使粮食干得更快。(3)通风处能加快酒精的蒸发,酒精蒸发时吸热,使病人的体温降低。
归纳小结:蒸发是液体在任何温度下都能发生的汽化现象,蒸发只在液体表面发生。 小实验:
(1)酒精擦在手背上有什么样的感觉?为什么会有这样的感觉? 现象:擦酒精的皮肤有凉的感觉,吹一口气,感觉更凉。 这说明什么呢?
说明:酒精蒸发时要从人的皮肤上吸收热量,使皮肤感到凉;吹气时,酒精蒸发加快,吸收热量更多,皮肤感觉更凉。
(2)取两支温度计,先观察它们的示数。然后在其中一支温度计的玻璃泡上用浸了酒精的棉花抹湿,再观察两支温度计的示数变化情况。
现象:用浸了酒精的棉花抹湿过的温度计示数下降,温度降低。 这说明什么呢?
说明:酒精蒸发时要从温度计的玻璃泡上吸收热量,使温度计示数下降。 实验表明:液体蒸发时,从周围吸热,温度下降。所以液体蒸发有制冷作用。 拓展探究:怎样使湿衣服干得更快一些?
学生讨论交流:对比以下三幅图,你发现了什么?
归纳总结:影响蒸发快慢的因素
第一幅图:液体的温度越高,蒸发得越快。 第二幅图:液体的表面积越大,蒸发得越快。
第三幅图:液体的表面上的空气流动得越快,蒸发得越快。 学生讨论交流教材图3.35事例:
(1)游泳后刚从水中上岸会感到冷,如果有风,甚至会冷得打颤,是因为水蒸发带走了许多热量。
(2)没有汗腺的狗酷暑时不能靠身体出汗来散热,只得伸长舌头,大口大口喘气,靠加快呼吸,增加蒸发量来散热。
学生交流讨论:比较蒸发和沸腾两种现象,找出它们的相同点和不同点。
项目 相同点 物态变化 吸、放热情况 发生的位置 发生的快慢 发生时的现象 不同点 发生需要的温度条件 液体自身温度变化情况 主要应用 缓慢 不容易观察到 任何温度下都能进行 吸热,液体自身温度降低具有制冷作用 制冷,降温,制冷业 蒸发 都属于汽化现象 都是吸热过程 只在液体表面处进行 在液体内部和表面同时进行 剧烈 迅速产生大量的水蒸气气泡 只在一定的温度——沸点下进行,且与气压有关 吸热,液体温度保持在沸点处不变 水浴加热,制糖业 沸腾 探究点三 液化 刚才讨论了物质从液态变成气态的过程,那么物质能不能从气态变成液态呢? 情景创设:
(1)人被100 ℃的水蒸气烫伤要比100 ℃的开水烫伤厉害,为什么?
(2)冬天手冷时,用嘴向手上“哈气”(缓慢吹气),手会感到暖和。若用劲儿向手上吹气,手不但不会暖和,反而觉得更冷。都是从嘴里出来的“气”,为什么会有不同的感觉呢?
(3)火箭发射时,为了保护发射底架,需在发射塔底部修一个大大的水池,为什么?白色气团是什么?
(4)冬天,戴眼镜的人从外面进到屋里来,眼镜上立刻会有一层小水珠。这些小水珠是怎样产生的?
汽化和液化
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