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《物态变化中的吸热过程》物理教案
学习目标
1、认识熔化是吸热过程。学会记录、处理实验数据,学习根据实验数据作出物理图像的方法。能分析熔化图线的物理意义。
2、认识汽化是吸热过程。会对蒸发和沸腾进行比较,找出它们的区别。
3、理解升华是吸热过程。
4、能用分子动理论初步解释熔化、汽化、升华的吸热过程。
学法指导
1、从课本图10-15的分子运动模型,你能说出熔化时,分子状态的变化吗?
2、怎样分析熔化图线的物理意义。
图1和图2,一个为晶体海波的熔化图像,
另一个为非晶体石蜡的熔化图像,则图为海波
熔化图像,图为石蜡熔化图像。
以图3为例分析熔化图线的物理意义。
(1)图像上各点所代表的物理意义。
AB线段:代表物质外于固体吸热升温的阶段。
BC线段:代表物质处于固液混合状态,虽然吸热,但温度。
CD线段:代表物质处于液态吸热升温的阶段。
(2)加热到某一时刻,物质所处的状态和温度。
例如,加热到3分钟时,在横轴上找到表示3分钟的点,作过这个点垂直于横轴的垂线交图像上AB线段,可知此时海波处于固态,从交点P再作纵轴的垂线,交纵轴的温度是40℃的点,可知此时海波的温度是。
(3)从图像上怎样判定晶体的熔点?
图像上BC线段表示晶体吸热但温度不升高。可以以B点或C点作纵轴的垂线,交纵轴上的点所在温度就是晶体的熔点。从图3可知海波的熔点是48℃。
请同学们思考,石蜡熔化图像情况又如何呢?
3、为什么液体沸腾时吸热,温度却保持不变呢?
4、影响蒸发快慢的三个因素是什么?你能一一举例说明吗?
5、蒸发和沸腾的相同点、不同点各有哪些?
6、怎样用分子动理论解释升华现象?
7、升华现象有哪些具体应用?
自我检测
1、冬泳的时候,运动员从水中刚上岸时,会觉得比在水中更冷,为什么?
2、装水的铝壶放在火炉上加热,水沸腾后将水壶从火炉上提开,铝壶中的水还会继续沸腾吗?为什么?
3、放在衣柜里防蛀的萘丸(樟脑球),过几天就会变小甚至消失,是不是被虫“吃”掉了?
课外空间
纸锅烧水
听说过“着火点”这个词儿吗?着火点是物质用不着靠近火焰就能自己着火的温度。纸的着火点是183℃,就是说,只要它的温度达到183℃,它就会自动燃烧起来。
知道火焰的温度吗?普通煤炉的火焰约600℃。
那么能用纸做的锅在火上把水烧开吗?
取一张光滑的厚纸,照图007那样做成一个小纸锅。纸锅里装些水,放在火上加热,注意不要让火苗烧到水面以上的纸。过一会儿水就会沸腾,而纸锅不会烧着。
实际做一做,并且说明纸锅为什么不会烧着。
烤箱烤不死的物理学家
你知道人能够忍受多高的温度吗?有一年,英国有两位勇敢的物理学家,为了进行试验,走进面包房的烤箱里,然后请人把烤箱的温度逐渐升高,直到箱内干燥空气的温度升到160℃才停止,他们在里面停留了几个小时,当时人们都替他们担心:平时煮肉,在100℃的温度下,用不多久,就煮烂了;160℃的温度烤人,还不把人烤熟了!出乎意料的是:几小时后,这两位勇敢的物理学家平安无事的从烤箱里出来了,真是奇迹!那奇迹的背后能说明什么道理呢?
原来上面提到的物理学家能够忍受160℃的高温,是说他们周围干燥的空气的温度是160℃,不是说他们的体温也这么高,正常情况下,人的体温是保持在36.5℃左右的。如果周围环境的温度高于人的体温,人就本能地使出抵挡高温的法宝----大量出汗,因为汗水蒸发汽化时,既要从身体上,又要从紧贴皮肤的那层空气里吸走大量的热,使这层空气的温度大大降低;又由于空气很不善于传热,所以尽管周围热得火烧火燎的,被这层温度不太高的空气层包围着的人却安然无恙(注:烤箱中的人应不停的喝水)。
怎样用分子运动论的知识分析晶体物质熔解过程中的温度保持不变
我们知道固体可以分为晶体和非晶体。而它们主要区别在于:晶体有固定的熔点,在熔解过程中吸收热量,温度不断升高。那么,晶体在熔解中吸收的热量到哪儿去呢?是不是无缘无故地消失了?熔解过程中的晶体的温度为什么不升高呢?
原来,晶体分子的排列都有一定的规则,按统一的规则排列成一个在晶体的叫单晶体,由许多杂乱无章的小晶粒构成的晶体是多晶体。在常温下,晶体的分子被限制在平衡位置附近振动,当温度升高时,分子的振动加剧,当温度达到熔点温度时,晶体分子正好能从规则排列的位置上逐个脱离出来,破坏原有的规则排列,从固态变成液态。处在熔解过程中的晶体,所吸收的热量用来保持熔解中的位置上脱离出来。对于非晶体物质,分子没有规则的排列。对非晶体加热,随着温度的升高,先是逐渐软化,最后变为液体。因为非晶体的分子不象晶体分子那样,需要从规则排列位置上挣脱出来,因此,对于非晶体就没有一定的熔点,吸收热量温度不断提高。
怎样认识物质的三态——气、液、固
冰、水和水蒸气是同一种物质。是同种物质表现出的三种状态。冰呈固体状态,当温度升高超过0℃时,冰变成水。常温下的水呈液体状态,当温度升高到100℃时,又变成水蒸气,呈气体状态。为什么同一种物质有固体、液体、气体三种不同的状态呢?
原来物质是由分子构成的。分子在永不停息的作无规则运动。而且他们之间还存在着相互作用的引力和斥力。物质存在的状态,与它们内部分子运动和相互作用力的情况有关。
在0℃以下,水分子的动能较小,只能在各自的平衡位置附近振动。这样在外观上呈现出一定的形状,即固态。当温度升高时,分子运动加快;升高到一定程度时,分子可以自由地跑来跑去,这时冰就变成液态的水。由于液体分子能自由运动,所以容易流动,没有一定形状。
水加热时,分子运动更加激烈,有些分子横冲直撞,挣脱液体表面分子的吸引力,跑到液体外面去,成为水蒸气分子。当温度升高到100℃时,这种现象最显著,水变成水蒸气,气体分子间的距离特别大,分子间的作用力很小,甚至可以忽略,所以气体能够充满可能到达的空间,所以气体既没有一定的体积,又没有一定的形状。
自然界中其他物质也存在固、液、气三种状态。铁块在常温下是固体,当温度升高到1500℃时就变成液态的铁水,如果温度再升高到2800℃,就变成铁的蒸气。
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