熔化和凝固教案 
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第2节 熔化和凝固
教学目标
知识与能力：
1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态。
2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。
3.了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。
4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
教学重点：通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力，实验能力和分析概括能力.
教学难点：指导学生通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图象表示出来.
教学用具
酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪
教学过程
一、导入新课
多媒体展示生活中的各种物态变化的事例：铁矿石在高温炉中熔化为铁水，从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板；低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮；不同季节、气候下的水的状态变化。
学生思考交流：还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗？
引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。
联系生活：把水放入冰箱的冷冻室里，水就会变成冰；把冰加入饮料中，冰从饮料中吸收热量就变成了水。点燃的生日蜡烛的火焰旁边，固态的蜡不断地变成液态的蜡，一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。路桥施工人员把固态的沥青加热成液态，再把液态的沥青浇在路面上，很快又变成固态。
引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。
二、新课教学
探究点一 物态变化
活动体验：
(1)将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方，你能观察到什么现象？
学生操作实验，回答观察到的现象：
蜡烛逐渐变成烛油往下滴，滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。
(2)将冰棒放在空烧杯中，过一会儿，你能发现什么现象？
学生操作实验，发现烧杯中只剩下半杯糖水。
这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化？
归纳总结：
1．物质通常有三种状态，即固态、液态和气态。
如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。
2．物质各种状态之间的变化叫物态变化。
探究点二 熔化和凝固
1．概念归纳
(1)熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。例如：冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。
(2)凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如：水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。
例子：说出下列物态变化名称
(1)冰棒化成水：熔化
(2)钢水浇铸成火车轮：凝固
(3)把废塑料回收再制成塑料产品：先熔化再凝固
出示固体海波和蜡，提出问题：它们怎样才会变成液态？在熔化过程中，它们的温度有什么变化？
学生思考：熔化和凝固是在什么条件下发生的？熔化和凝固的过程有什么特点？不同物质熔化和凝固的规律一样吗？
2．探究固体熔化时温度的变化规律
提出问题：物质熔化时需要什么条件呢？不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗？
猜想假设：熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量，这时温度可能是不断上升的。
制定计划与设计实验
实验器材：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等
介绍实验装置，如图所示，强调酒精灯和温度计的用法
进行实验：
(1)四个同学为一组，选出一名同学作为组长，负责本组探究性学习，教师课前要对组长进行指导，交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项，确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组，分别探究两种不同固体的熔化。
(2)组装实验装置：把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中，并插入温度计，再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水，使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置，另一套装置完全相同)。用两个酒精灯分别给两个烧杯加热，观察两试管内固体熔化情况，并每隔1分钟记录一次温度计示数，直到固体完全熔化。
(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律，要求从40 ℃开始计时，每隔0.5分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点；
第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律，要求从50 ℃开始计时，每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。
实验要求：要求学生做好观察记录
观察：(1)对海波及石蜡加热时，温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。
记录：实验中的数据。
表一 海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/s 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5
温度/℃ 41 43 44 45 46 47 47 47 47.5 48 51.5 53.5 55.5
状态 固态 固液共存 液态
表二 石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表
时间/s 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
温度/℃ 52 55 58 61 62w 63 65 66.5 69 72 74[ 83
状态 固态 粘稠状态 液态
学生交流思考：海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗？
分析论证：各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。
小组评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？
交流合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？
设计意图：固体的熔化和凝固是学生常见现象之一，选择这一内容让学生参与探究，目的是引导学生在学习物理知识的同时，体验科学探究的全过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。有利于体现“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的新课程理念。
探究点三 熔点和凝固点
对比研究：分析两种不同固体的熔化曲线。
海波的熔化图象 石蜡的熔化图象
学生讨论交流，思考：
(1)两种物质的熔化过程中，温度的变化有什么特点？
(2)每段曲线对应的一段时间内，海波与石蜡各是什么状态？温度怎样变化？吸热、放热情况如何？
归纳交流：从实验现象及描绘出的图象容易看出，
(1)海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48 ℃，海波开始熔化。在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升。
(2)随着不断加热，石蜡的温度升高，在此过程中，石蜡变软变稀，最后熔化为液体。
得出结论：
(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体；如各种金属、冰、海波等。
另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体；如松香、沥青、玻璃等。
(2)晶体熔化时的温度叫熔点；非晶体没有确定的熔点。
(3)晶体凝固时也有确定的温度，这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。
学生讨论交流：物质凝固过程中的变化规律
(1)晶体在凝固过程中温度不变，这个温度叫做凝固点；
(2)凝固过程中处于固液共存状态；
(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固；
(4)凝固过程放热。
学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线，并分别比较与图3.24图线的区别。
晶体熔化和凝固条件、特点：同种物质的熔点和凝固点相同。
知识扩展：让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ℃，钨的熔点最高。
物质 熔点/℃ 物质 熔点/℃ 物质 熔点/℃
金刚石 3 350 金 1 064 冰 0
钨 3 410 银 962 固态水银 －39
纯铁 1 535 铝 660 固态酒精 －117
各种钢 1 300～1 400 铅 327 固体氮 －210
各种铸铁 1 200左右 锡 232 固体氢 －259
铜 1 083 海波 47 固体氦 －272
探究点四 熔化吸热、凝固放热
归纳总结：晶体和非晶体的熔化特点比较
(1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。
(2)晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。
(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。
逆向思维：从冰吸热可熔化成水，水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律：无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热；晶体凝固时放出热量，但温度不变，非晶体凝固时放出热量，温度降低。
联系生活：北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏。
前沿科技：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。把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。
学以致用：请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。
