熔化和凝固
猜想假設:熔化過程中一定要加熱,所以物質一定要吸收熱量,這時溫度可能也是不斷上升的。
進行實驗:
(1)四個同學為一組,選出一名同學作為組長,負責本組探究性學習,教師課前要對組長進行指導,交待實驗中可能會遇到的一些問題和注意事項,確保實驗能順利進行。每一組分成兩個小組,分別探究兩種不同固體的熔化。
(2)介紹實驗裝置,如圖所示,強調酒精燈和溫度計的用法。
(3)第1小組探究萘熔化時溫度的變化規律,要求從68℃開始計時,實驗員每隔1分鐘報告一次溫度值和物質狀態,記錄員把數據填入記錄表,并在坐標紙上描出對應的點;第2小組探究石蠟熔化時溫度的變化規律,要求從50℃開始計時,實驗員每隔1分鐘報告一次溫度值和物質狀態,記錄員把數據填入記錄表,并在坐標紙上描出對應的點。
動畫展示:如何用圖象法分析所收集的數據。
分析論證:各小組將描在坐標紙上的點連成一條曲線。根據圖象分析固體熔化時時溫度的變化規律。
小組評估:回想實驗過程,有沒有可能在什么地方發生錯誤?進行論證的根據充分嗎?實驗結果可靠嗎?
交流合作:與同學進行交流。你們的結果和別的小級的結果是不是相同?如果不同,怎樣解釋?
設計意圖:固體的熔化和凝固是學生常見現象之一,選擇這一內容讓學生參與探究,目的是引導學生在學習物理知識的同時,體驗科學探究的全過程,學習科學探究方法,發展初步的科學探究能力,形成尊重事實、探索真理的科學態度。有利于體現“注重科學探究,提倡學習方式多樣化”的新課程理念。
第二部分:認識熔點和凝固點。
對比研究:分析兩種不同固體的熔化曲線。
得出結論:(1)一類固體有確定的熔化溫度叫晶體;如各種金屬、冰、海波等。另一類固體沒有確定的熔化溫度叫非晶體;如松香、瀝青、玻璃等。
(2)晶體熔化時的溫度叫熔點;非晶體沒有確定的熔點。
(3)晶體凝固時也有確定的溫度,這個溫度叫凝固點。同一種物質的凝固點和它的熔點相同。
知識擴展:讓學生閱讀小資料“幾種晶體的熔點”,體會不同晶體熔點不同,認識熔點是晶體的一種特性。同時記住冰的熔點是0℃,鎢的熔點最高。
設計意圖:這是初中物理中第一次用圖象的方法來表示物理過程,教師應通過班級討論的方式,解釋清楚曲線上每一個點的含義,讓學生深刻地體驗圖象法是一種非常簡潔、有效地表示物理過程的方法,為今后使用圖象法學習物理打好基礎。
第三部分:認識熔化吸熱、凝固放熱
歸納總結:晶體與非晶體熔化時都要吸收熱量。
逆向思維:從冰吸熱可熔化成水,水在一定的條件下可變成冰的道理,知道凝固是熔化的逆過程。讓學生根據物質熔化的規律推理出物質凝固的規律:無論晶體還是非晶體,在凝固時都要放熱;晶體凝固時放出熱量,但溫度不變,非晶體凝固時放出熱量,溫度降低。
聯系生活:北方的冬季很冷,為了妥善地保存蔬菜,都在菜窖里放幾桶水,可以利用水結冰時放出熱,窖內溫度不致太低,保護菜不被凍壞。
前沿科技:現在人們研制出一種聚乙烯材料,在15℃~40℃的范圍內熔化或凝固,而熔化或凝固時,溫度保持不變。把這種材料制成顆粒狀,摻在水泥中制成儲熱地板或墻壁,天氣熱時顆粒熔化,天氣冷時又凝固成顆粒,能調節室內的溫度。