5.2 熔化和凝固
(3)在進行實驗和收集證據過程中,應幫助學生解決一些實際問題:
①進一步鞏固使用酒精燈或無煙臘加熱物體的規范要求。
②了解實驗室常用液體溫度計的工作原理、構造特點、溫度范圍及分度值。
③學會測量溫度,知道用溫度計測量溫度的正確方法和注意事項:
•確認溫度計的量程和分度值。
•將溫度計的玻璃泡與被測量的物體充分接觸。
•當溫度計的示數穩定后再讀數。讀數時,溫度計仍需和被測物體接觸(體溫計除外)。
•讀數時,視線要與溫度計中液柱上表面相平。
④研究固體熔化時溫度的變化規律,需要知道它們熔化過程中的溫度。如何使待熔化物體均勻受熱、使溫度計的玻璃泡與待熔化固體充分接觸呢?怎樣使待熔化固體緩慢熔化,以便觀察和測量呢?
•待熔固體應為細粒或粉末狀。
•盛裝待熔固體的試管應較細,以增大受熱面積。裝入試管中的待熔固體應適量(過少,則熔化過程太短,不利觀測;過多,則受熱不均勻)。
•優選間接加熱(例如水浴)法,并用兩枚溫度計同監測試管內外的溫度,調整控制熱源加熱力度,使內外溫差保持在2~3℃左右。
•建議學生先做非晶體熔化實驗,再做晶體熔化實驗。用意有二:前者較易成功且易理解;能夠對后者產生更強列的印象和反差。
⑤指導學生分工合作,高效安全地進行實驗、收集證據。
(4)在數據處理、討論交流和評估環節,教師的主要工作應集中于:
①激活學生尋找和比較數據規律的需要。
②幫助學生回顧數學上描點作圖的一般方法及其優點,指導學生在方格紙上描畫物質熔化曲線。
③熱情支持學生的附加探究實驗,允許學生重做或部分重做實驗,以便擴大交流和評估成果。
④為學生提供討論和評估的必要物質條件,例如,提供視頻展臺或實物投影儀,用以展示各組所得熔化曲線和數據記錄表格。
⑤實驗結論不宜絕對化。為了達成共識,應組織學生對比分析、總結晶體和非晶體的熔化過程,歸納出二者的同異點,總結出晶體熔化的兩個必要條件:①達到熔點;②繼續加熱(吸收熱量)。
(5)得出固體熔化過程的規律后,教師可予以擴展。
①給出熔點概念。指出熔點是晶體物質的基本屬性之一。生活和自然界中,生產和技術上,許多現象和應用都與熔點有關。
②引導學生用分子動理論初步解釋熔化的吸熱過程。
③介紹常見物質的熔點,使學生對之有定性的了解。要求記住冰的熔點。
3.液體的凝固
(1)列舉生活、生產、技術上的液體凝固實例。例如,水結成冰,塑料顆粒熔化后注入鋼模冷卻凝固成塑料盒,熔融狀態下的玻璃軋制成玻璃板……
(2)凝固過程和凝固曲線。引導學生對比冰(晶體)熔化過程的三個階段,采用類比的方法,分析水(液體)凝固過程的三個階段的吸放熱特點和溫度變化特點。要明確:雖然同種物質的凝固點和熔點相同,但兩種曲線卻具有不同的物理含義。同時總結歸納出熔融狀態下的晶體凝固的兩個必要條件:①達到凝固點;②放出熱量。還應對比分析熔融狀態下的晶體與非晶體的凝固過程的異同點。使學生獲得相對完整的固液變化的認識。
為了同一目的,建議布置課外實驗探究活動:利用冰箱設計實驗,研究水的凝固過程并畫出水的凝固圖像。
(3)組織學生綜合運用熔化和凝固規律,特別是聯系§5.1自我評價中的屋檐上冰錐的形成過程,交流討論教科書有關“火山爆發后”內容,要求學生做到運用所學知識和方法進行必要的推理分析。