初中物理人教版八年级上册第2节 熔化和凝固教学设计

3.2熔化和凝固

教学目标

1．  知识与技能

2．过程与方法

了解图像在学习物理学中的作用。

3．情感态度和价值观

结合实验探究过程，培养学生动手能力，体验探究过程。

教学重点

1．晶体与非晶体的本质区别。

2．晶体熔点的物理意义。

教学难点

1．海波和蜂蜡熔化过程的实验操作。

2．利用图象分析晶体和非晶体的区别。

教学过程

一、新课引入

我们学习过物质存在的三种状态：固态、液态和气态。但是物质的状态不是一成不变的。当物体的温度发生变化时，物质的状态也往往发生改变，所以物质状态的变化也属于热现象。

二、进行新课

1．熔化和凝固

教师提问：你见过哪些物质由固态变成液态的现象？哪些液态变成固态的现象？

学生回答，教师总结：我们最常见的是自然界的气候变化所表现的物态变化，例如，春天来了，湖面上的冰化成水；冬天到了，气温下降，湖面上的水结成冰；还有固态的铁、铝等金属块在高温下变成了液态，将铁水浇在模子里，冷却后，铁水变成了固态的铸件。我们把物质由固态变成液态的过程叫熔化。物质由液态变成固态的过程叫做凝固。

刚才我们提到的冰化成水是熔化，水结冰是凝固。铁、铝等金属块在高温下变成液态是熔化，铁水铸成工件是凝固。

除此之外，海波、蜂蜡、松香、沥青、玻璃等物质也能熔化和凝固。

2．学生实验：观察海波的熔化。

（1）讲述实验的做法

各组的熔化实验仪器中放入了少量的晶体物质海波。将搅拌器和温度计的玻璃泡插入试管里的海波粉中，温度计的玻璃泡不要接触试管壁和底，要埋在海波粉中。把试管放在大烧杯的水中，将烧杯放在铁架台的石棉网上，用酒精灯加热。等水温升至 30℃以上时，用搅拌器不停地搅动，每隔半分钟记录一次海波的温度，并观察海波的状态。最后根据记录的数据在坐标纸上画出海波的温度随时间变化的图线。

（2）注意事项

为了做好实验，每组的三位同学要分工合作。一位同学搅动，一位同学读数，并观察海波的状态，第三位同学记录温度和状态。实验中，搅动必须不停地进行，以保证海波受热均匀。

（3）学生操作，等各组的熔化过程完成后继续加热，教学活动继续进行。

3．海波的熔化曲线的分析

（教师选择一个组的海波熔化曲线，请该组同学画在黑板上)

教师：其他各组的曲线虽然不完全相同，但是大致形状如图所示。我们将这一曲线分为AB、BC和CD三段，请同学们结合实验，回答下列问题。

（1）AB段。在这段曲线对应的一段时间内海波是什么状态？温度怎样变化？（答：AB段所对应的时间内海波是固态，温度升高）

（2）在曲线上的哪一点海波开始熔化？（答：B点）

（3）在BC段对应的时间内，海波的状态如何?温度是否变化?这段时间是否对海波加热?（答：BC段所对应的时间内海波的状态是固态和液态共存。海波的温度保持在 48℃左右不变。此时仍在继续对海波加热，即海波仍在吸热）

（4）在CD段对应的时间内海波是什么状态？温度如何变化？（答：海波的状态是液态，海波已经熔化完毕，继续加热，海波的温度升高）

4．熔点

教师：除了海波以外，其他晶体物质，如各种金属、冰、固态酒精等，它们的熔化曲线都与海波的熔化曲线形状相似，只是熔化时的温度高低不同而已。这条熔化曲线反映了晶体物质熔化的一个重要特征——晶体的熔化是在一定的温度下完成的，即晶体在熔化过程中，温度保持不变。

晶体熔化时的温度叫熔点。纯海波的熔点是48℃。我们实验用的海波不纯，熔点低于48℃。

5．凝固曲线

教师：如果让熔化了的海波冷却，记下液态海波在冷却凝固成晶体过程中的温度随时间变化情况，可得到凝固曲线的形状。请大家思考并回答：

（1）DE段。海波是____态，____热（填“吸”或“放”），温度_____。

（2）EF段。海波的状态是____态，____热，温度_____。

（3）FG段。海波的状态是____态，____热，温度_____。

教师：晶体的凝固也是在一定的温度下完成。晶体凝固时的温度叫凝固点，晶体的凝固点和它的熔点相同。

6．学生练习

（1）读物质的熔点表。请学生看课本上的熔点表，教师读一种物质的熔点并加以解释。

教师：钨的熔点是3140℃。钨在熔化时温度保持在3140℃不变。（学生模仿教师读几种物质的熔点并加以解释）

（2）学生回答

①温度是70℃的萘是____态。

②水在-5℃时是____态。

③铁、铜、铝在常温下是____态。

④水银在-30℃时是____态。

⑤酒精在-100℃时是____态。

⑥锡在232℃时是____态。

⑦中国北部的漠河冬季气温最低到-52.3℃，应选用水银温度计还是酒精温度计？为什么？（应选用酒精温度计。因为酒精的凝固点是-117℃，在-52.3℃的情况下，酒精是液态的。水银的凝固点是-39℃，在气温低于-39℃时，水银的固态的。所以水银温度计在冬季的漠河无法工作。)

8、学生实验：非晶体的熔化和凝固

教师：物质除了晶体还有非晶体，松香、蜂蜡、玻璃等属于非晶体。我们现在利用实验研究蜂蜡的熔化和凝固。

我们所用的实验装置还是刚才用过的装置，实验步骤也完全相同。（学生操作、实验）

教师：请一个组把蜂蜡的熔化和凝固曲线画在黑板上。

从蜂蜡的熔化和凝固曲线可知，非晶体的熔化和凝固跟晶体不同。非晶体没有一定的熔点，也没有一定的凝固点。蜂蜡熔化时吸热，温度不断上升，固态蜂蜡由硬变软，然后再变为液态。凝固时放热，蜂蜡由液态变为粘稠，然后由软变硬，形成固态。

三、课堂小结

1．物质由固态变成液态叫熔化。物质由液态变成固态叫凝固。

晶体和非晶体的熔化、凝固有明显的区别：晶体的熔化和凝固是在一定的温度下完成，这个温度分别叫熔点和凝固点。而非晶体没有一定的熔点和凝固点。但是不论晶体还是非晶体，熔化时都吸热，凝固时都放热。所以，晶体实现熔化的条件可概括为两条：一是温度到达熔点，二是吸热。凝固的条件是温度到达凝固点，同时要放热。

2．通过以上的学习，请大家考虑以下两个问题。

（1）冰水混合物的温度为什么是0℃？

冰水混合物中有冰又有水，冰和水的物态变化有两种可能：其一是冰尚未熔化完毕，冰熔化时温度保持在熔不变。另一种可能是尚未凝固完毕，温度也应保持在凝固不变。所以冰水混合处于热平衡状态，温度为0℃。

（2）人们常说"下雪不冷化雪冷"，这句话是什么道理？

雪在熔化时温度保持在0℃不变，但是要吸热。雪从空气中吸热，气温下降，所以化雪时更冷。

3．北方的冬季较冷，为了妥善地保存蔬菜，多在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低。现在，人们研制出一种聚乙烯材料，在15℃～40℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。所以，人们将这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。