物理汽化和液化表格教学设计

这是一份物理汽化和液化表格教学设计，共10页。教案主要包含了探究水在沸腾前后温度变化的特点，蒸发，液化的两种方式等内容，欢迎下载使用。
课题
第3节 汽化和液化
教学背景
1．教学内容分析
从教学内容上看，《汽化和液化》作为本章第3节是在第2节《熔化和凝固》的基础之上对物态变化的进一步学习，包括汽化的两种方式及吸热特点、液化的两种方法及放热特点，是热现象的重要组成部分，为学习本章第4节《升华和凝华》、第5节《跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题》提供了知识储备。
从科学思维上看，本节课通过水沸腾前后温度变化特点的实验探究，将《熔化和凝固》这一节所经历的科学推理、科学论证的科学思维进一步发展，学生在实验证据的基础上，归纳总结出水沸腾的特点；在对比沸腾和蒸发两种汽化的过程中，学生进一步体会比较、概括和分类的认识方式。
从科学探究的角度看，水的沸腾实验探究是培养学生在生活中发现问题、提出问题的科学探究意识以及设计探究方案、收集证据的能力的契机。
2．学情分析
从知识上看，学生已经知道沸水的温度为100 ºC，学习了固态和液态转化过程中物质的温度变化规律以及其吸、放热的规律。生活中的热学现象是非常普遍的，学生或多或少都有一些潜在的经验积累，比如学生有烧水的经验，了解水沸腾的温度为100 ºC；学生有晾湿衣服的经验，知道将衣服展开，并晾在向阳且通风的地方，衣服干得更快；但同时，液化现象在学生身边有一些事例，但学生可能未曾留意，缺乏思考。在数学知识上，学生会描点图像，有一定分析数据的能力。此外，在第二章的《声音的特性》学习中已经知道了控制变量法。
从思维方法上看，初二学生的思维能力正处于从具体形象思维向抽象思维发展的初始阶段，他们分析问题和解决问题的能力正在逐渐提升，借助小组合作的学习方式，既能够锻炼他们的协作能力，又能够培养他们的表达归纳能力；学生初步了解了探究方法和步骤，具备一定的动手能力，但是在独立设计实验方面仍存在考虑不周全、不合理的情况，实验操作仍然不够规范。
教学目标
物理观念：
1．认识汽化和液化，知道汽化的两种方式、液化的两种方式，知道汽化吸热、液化放热，能说出自然界和生活中常见的汽化现象、液化现象。
2．认识液体沸腾的特点及条件。知道沸点，了解不同液体的沸点不同。
3．知道影响液体蒸发快慢的因素，知道液体蒸发有致冷作用。
科学思维：
1．经历探究水沸腾前后温度变化特点的过程，体会图像法、对比分析法，体会归纳推理和论证思维，发展科学推理和科学论证能力。
2．经历认识沸腾和蒸发的过程，体会比较、概括和分类的认识方式。
科学探究：
通过实验，经历探究水沸腾前后温度变化特点的问题、证据、解释、交流的实验探究过程，发展实验探究能力。
科学态度与责任：
1．通过水沸腾前后温度变化特点的实验探究过程，学生体会收集证据的重要性，养成实事求是、认真严谨的科学态度，学会如何与他人合作。
2．通过介绍冰箱制冷原理以及我国青藏铁路工程中热棒工作原理的介绍，体会汽化和液化在生产生活中的应用，增强学生对物理学习的兴趣；体会我国科技的不断进步和发展，增强民族自豪感。
教学重点：
通过实验，探究水沸腾前后温度的变化特点。
教学难点：
1．通过收集记录实验数据、绘制图像分析水沸腾前后温度变化的特点。
2．了解生活中的液化现象，了解液化现象中“白气”形成的条件及物态变化过程。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
在试管中装入少量染红的酒精，试管口套上气球，对着试管底部的酒精加热，气球会有什么变化吗？原因是什么？请说出你的依据。
提问：撤去酒精灯后，气球又会有什么变化呢？原因是什么？请说出你的依据。
追问：如何能证明到底是酒精蒸气使气球鼓起来，还是空气热胀冷缩使气球鼓起来？
演示：试管中没有酒精时，再进行加热，发现气球无法鼓起来。
我们把物质从液态变为气态的过程叫作汽化，汽化需要吸热；把物质从气态变为液态的过程叫作液化，液化需要放热。
今天我们来学习液化、汽化的内容。
观看实验。
解释：酒精加热后变成酒精蒸气，使气球膨胀。证据：红色酒精变少了。
解释：酒精蒸气重新变成液态酒精，气球变瘪。依据：试管底部红色酒精又变多了。
提出质疑：有没有可能是试管内的空气受热膨胀使气球膨胀呢？
学生设计方案。观察实验，得出结论。
学习汽化和液化的概念。
创设情境，通过演示实验提出问题，启发学生思维。
通过收集证据进行解释，提升学生的问题、证据、解释、交流等素养。
通过实验让学生感受到液体可以变成气体，气体还可以逆向变成液体，体会汽化、液化现象。
通过对实验的质疑，设置对比实验，提升学生的科学思维能力。
新知探究
思考：下列汽化现象有什么区别？
苹果变蔫儿、水印变干、湿衣服晒干属于蒸发现象，水壶烧水属于沸腾现象。汽化有两种形式：蒸发和沸腾。我们先来研究沸腾。
一、探究水在沸腾前后温度变化的特点
电热水壶烧水时，水的温度是如何变化的？
水温到达100 ºC时，如果能实现对水持续加热，水温又会如何变化呢？
问题：水沸腾前后，温度随加热时间变化的特点？
设计实验：
需要测量哪些物理量？
需要哪些测量器材？
有哪些措施可以缩短加热时间？
结合你的生活经验，如何判断水开始沸腾了呢？
实验步骤：
1．按装置图组装好实验器材；
2．用酒精灯给水加热并观察温度计示数和水中气泡的变化；
3．当水温达到90 ºC时，每隔0.5 min记录一次温度，直到水沸腾4～5 min后为止，同时观察水中气泡的变化情况。
4．用夹子将烧杯放到实验桌上的瓷盘中，观察水是否会继续沸腾，同时测量水的温度。
【证据】
收集实验数据：
用图像处理实验数据：
【解释】
请同学们根据实验数据，分析你得到的结论。
【交流】
1．通过观察沸腾现象，沸腾的汽化程度如何？
2．根据观察的实验现象和记录的温度规律，请你总结水沸腾的特点。
3．对比用夹子将烧杯放到实验桌上瓷盘后水的沸腾情况和温度变化，请你总结水沸腾的条件。
各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫作沸点。不同液体的沸点不同。
阅读教材中液体的沸点表(标准大气压下)。
思考：
(1)标准大气压下：－189 ºC氧是什么状态？－194 ºC氮是什么状态？
(2)能否用酒精温度计测沸水的温度？为什么？
演示实验：纸锅烧水。
提问：纸的着火点大约是183 ºC，酒精灯的火焰温度约500 ºC，请你分析说明，是否能用纸做的锅在火上把水烧开。
二、蒸发
提问：请你结合生活中晾衣服的现象进行猜想，液体蒸发的快慢可能与哪些因素有关呢？
通过生活经验，我们可以知道，液体表面积、液体温度、液体上方的空气流速都会影响液体蒸发的快慢。
实例分析：
思考：
(1)农民伯伯晒粮食的时候，为什么要在阳光下摊开？
(2)洗完头发，为什么要用吹风机？
提问：医生用酒精擦拭皮肤消毒时，你有什么感觉？这可能是什么原因引起的？
【演示实验】
测出室温下的酒精为31 ºC，将温度计的玻璃泡涂上酒精，伴随着酒精的蒸发，温度计示数下降。
提问：你有哪些结论？
实例分析：
(1)游完泳刚从水中出来，人为什么觉得冷？
(2)天热时，狗为什么把舌头伸出来？
请同学们对比蒸发和沸腾的异同点，完成下面表格的填写。
三、液化的两种方式
提问：通过上面内容的学习，我们了解到水汽化成水蒸气需要吸热。请同学们猜想，如果要使水蒸气液化，有哪些方式呢？
【演示实验】
将一块玻璃加热，同另一块未加热的玻璃一起放到烧开的水面上方，观察到未加热的玻璃表面有小水珠，加热的玻璃表面没有小水珠。
实例分析：下列实例中的“白气”是如何产生的？
【演示实验】
压缩针筒中的乙醚气体，针筒内出现乙醚液体。
实例分析：
液化石油气，也是气体液化后储存在钢瓶内的。一次性打火机中是将丁烷液化后储存的。火箭中用作燃料和助燃剂的氢和氧，都是以液体状态装在火箭里的。
相同点：都是汽化现象。
不同点：前三个过程是缓慢的温和的，烧水过程是快速的剧烈的过程。
学生联系生活经验，水从室温开始随加热时间不断升高直至100 ºC，此时电热水壶自动断电。
学生猜想：水的温度会继续升高。
测量时间、水温，需要用到秒表、温度计。
可以提升水的初温或给烧杯加一个盖子来缩短加热时间。
当大量气泡冒出水面时，说明水沸腾了，因此实验中还需观察沸腾前后水中气泡的变化。
观察实验器材。
明确实验步骤，进行操作。
观察现象、记录数据。
描点作图，处理数据。
实验结论：
沸腾前，继续加热，水吸热，温度升高，烧杯底部气泡上升时由大变小；沸腾时，继续加热，水吸热，温度不变，烧杯底部产生大量气泡，上升时由小变大，在水面破裂。
沸腾时大量气泡产生并在水面处破裂，里面的水蒸气散发到空气中，是一种剧烈的汽化现象。
沸腾特点：不断吸热，温度保持不变。
沸腾条件：达到沸点，持续吸热。
学生学习沸点概念。
学生分析讨论：
－189 ºC低于氧的沸点－183ºC，因此氧为液态。
沸水的温度100 ºC高于酒精的沸点78 ºC，酒精已沸腾汽化，不能测水温。
学生分析：
水沸腾后持续吸热，且温度一直维持在沸点不变，低于纸的着火点，把纸锅的热量不断带走，所以纸锅不会到达着火点。
猜想：晾在阳光下——液体温度，摊开晾——液体表面积，晾在通风处——液体上方空气流速。
学生了解影响液体蒸发快慢的因素。
学生分析：
在阳光下晾晒粮食，可以提升温度；摊开晾晒，可以增大液体的表面积，从而加快水分的蒸发。
用热风挡吹头发，可以提升温度，同时增加液体周围的空气流速，加快水分的蒸发。
学生有说酒精温度低，有说酒精蒸发吸热。
观看演示实验。
分析原因：
酒精蒸发时从温度计的玻璃泡吸收热量，使温度计示数下降。
结论：酒精蒸发时吸热，蒸发有致冷作用。
学生分析讨论：
(1)身上水珠蒸发吸热，带走体表热量。
(2)舌头表面的唾液蒸发吸热，使舌头降温。
学生讨论完成表格。
学生进行知识迁移，猜想：汽化吸热，液化则需要放热，降温应该可以将水蒸气液化。
学生观察实验，认识降温的方式使气体液化：热的水蒸气遇到凉的玻璃放热，液化成小水滴。
鹿呼出热的水蒸气遇冷液化；壶口热的水蒸气遇冷液化；空气中的水蒸气在叶子上遇冷液化。
学生观察实验，认识压缩体积的方式使气体液化。
认识生活中通过压缩体积使气体液化的方式。
联系生活实际，激趣设疑，激发学生通过对比展开对物理概念的学习。
创设生活情境，让学生体会“从生活走向物理”的理念。
学生已经有“固体熔化”实验的经验，通过让学生经历科学探究，迁移科学探究的方法，学会科学猜想、设计实验表格、分析论证、感悟科学方法。
通过小组合作探究，培养学生和他人交流合作的能力、动手实操的能力。
培养学生尊重实验数据、实事求是的科学态度。
借助数学知识，让学生运用图像法分析数据规律，解决物理问题，体现学科的融合和学习知识的应用价值。
培养学生分析概括物理规律的能力。
通过问题引导，激励学生总结沸腾的相关知识，加强学生对重点内容的理解和掌握。
考查学生对知识灵活运用的能力，提升分析解释的素养。
激趣设疑，通过生动的实验加深学生对于沸腾特点的认识。
创设生活情境，让学生体会“从生活走向物理”的理念。
联系生活知识，运用所学知识解决生活问题。
通过实验过程分析，帮助学生理清楚蒸发过程中吸热、放热的对象分别是谁，提升学生分析问题、解决问题的能力。
利用所学知识分析生活实际应用，锻炼学生学以致用的能力。
通过对比分析，加深学生对汽化两种形式的理解。
知识迁移，作出正向猜想。
通过冷热两块玻璃板上小水珠的形成实验对比，学生能够理解降低温度可以使气体液化。
利用所学知识解释生活中的现象，体会物理与生活的联系。
通过实验，认识压缩体积使气体液化的过程。
让学生认识到将气体液化的最大好处是体积缩小，便于储存和运输。
课堂练习
学以致用：
为什么洗完热水澡后，浴室的镜子上都是水雾？过段时间后，水雾为什么又消失了？
学生分析：
热的水蒸气遇到冷的镜面液化成小水滴，随后又蒸发成水蒸气。
培养学生运用所学知识解决问题的能力。
课堂小结
学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。
培养学生总结归纳的能力。
板书设计
3.3 汽化和液化