1、物态变化中的放热过程学案学习目标：理解冰、雾、霜的形成过程及放热现象。能对实验现象和自然现象进行分析、归纳，总结出物态变化的一般规律。理解物态变化图像的物理意义和作用。会用物态变化的规律解释自然界或生活中的一些简单的物态变化现象。了解电冰箱的基本原理及生产“无氟冰箱”的意义，有环境保护意识。学法指导：水可以凝固为冰，冰也可以熔化为水，这些物态变化需要满足什么条件？生活和生产中还有类似的变化吗？请你举出一个例子。课本图 10-28“自制玩具”实验，从加热石蜡到玩具产生，共有几种物态变化？谁吸热，谁放热？“雾” 、 “露水”和“霜”的形成各需要什么条件？冬天，水壶里的水烧开后，在壶嘴一定距离处才能
2、看到“白气” ，而紧靠壶嘴的地方看不到“白气” 。你知道其中的道理吗？冰箱经常结霜，甚至有时关不了冰箱门。观察并讨论冰箱内的霜出现的位置以及形状，为什么冰箱会结霜？物态变化真不愧是千姿百态，有时吸热，有时放热。请你在图 10-8 中的括号中填上“吸热”或“放热” 。烈日炎炎的夏天，电冰箱冷冻室内却可以保持零下几摄氏度，零下十几摄氏度，甚至更低的温度，使存放的食物，药品保持新鲜。你知道冰箱的制冷原理吗？释疑解难如何理解凝固和液化过程中分子状态的变化？液体凝固和气体液化过程中，分子的距离会减少，分子的运动会减弱，分子间的相互作用力增大，分子更“团结”在一起。怎样理解凝华现象？物质由气态直接变成固态
3、的过程叫凝华。碘蒸气遇到冷的容器壁又变成固态的小碘晶粒，寒冷的冬天，窗玻璃上出现的冰花，就是水蒸气遇到很冷的玻璃直接变成固态的冰而形成的。从冰箱冷冻室内取出的食物上，常见有许多白色的小晶粒，即霜，它是由于空气中水蒸气遇到很冷的物体或环境，直接凝华而成的。深秋季节的霜也正是水蒸气凝华而成的。电灯泡用得时间长了，玻璃上会发黑，是因为钨丝在高温下发生升华，而后遇到玻璃降温，又发生凝华在泡内壁形成钨的结晶体。怎样理解凝华吸热？它有什么应用？碘升华需要对它加热，所以升华要吸热；而凝华是升华的过程，所以凝华时要放热，升华可用来致冷，如固态二氧化碳（干冰）就是一种常用的致冷剂，当干冰升华时吸收大量的热从而创
4、造低温环境，便于食品在低温下储藏。干冰还能用来进行人工降雨，将干冰打入冷云层，干冰很快升华，并从周围吸收大量的热，使空气温度急剧下降，于是高空中的水蒸气便凝华成小冰粒，这些小冰粒逐渐变大而下落，遇到暖气流就熔化为雨点降落到地面上。冬天人们常说“屋上下了一层霜” ，这种说法正确吗？“下霜”的说法是不确切的，它是生活用语，不能反映物理本质。因为霜不是从天空降下来的，而是空气中的水蒸气在地面附近的凝华现象。秋末冬初的夜晚，如果不刮大风，地面上的物体的温度迅速降低到 0以下，空气中的水蒸气就会在物体表面凝结成霜。自我检测夏天，完好的自来水管外表面有进会出现水珠，这些水珠是哪里来的？答：这空气中的水蒸气
5、遇到冷的自来水管液化为小水滴的缘故。在气温较高的时候，打开冰箱的门，会看到冰箱里“雾气”冒出来，这是什么物态变化过程？答：这是液化过程。在一个塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，持有排尽空气后用绳把口扎紧，放入 80以上的热水中，袋子将迅速鼓涨起来，这是为什么？如果不用解开，也不用针扎，你如何让它迅速瘪下来？答：这是因为酒精迅速汽化变为酒精蒸气，所以袋子迅速鼓涨起来，可以放在冷水中使袋子瘪下来。交流园地课外空间怎样认识卫生球的“消失”升华和凝华衣柜里防蛀的卫生球（樟脑丸） ，几个月后不见了。其实卫生球并没有消失，当你打开衣柜时，会闻到一股很浓的气味，原来卫生球已变成气体。液体通过蒸发才能变成气体，
6、卫生球是固体，怎么能直接变为气体呢？大家知道，固体分子的排列是有规则的，大多数的分子只能在各自的平衡位置附近做无规则的振动。但是，固体表面总有一些速度大的分子，能够挣脱邻近其它分子的吸引，跑到固体外面去，成为气体分子。大部分的固体物质，只有极小部分变成气体跑掉，而卫生球则不同，它可以可以全部变成气体。卫生球的分子不断跑到空气中，充满衣柜的每一个角落，起到预防虫蛀的作用。物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。冬天晾在室外的湿衣服上的水会结成冰，但结冰的湿衣服也会干，就是因为衣服上的冰直接升华变成水蒸气跑掉了。气体也能直接变成固体，物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。冬天的早晨，出现在地面上的霜，
7、就是空气中的水蒸气直接结晶而成的；在寒冷的冬夜里，玻璃窗的表面往往冻结成一层冰。冰、水和水蒸气是同种物质。是同种物质表现出的三个状态。用久了的电灯泡会发黑。这是因为钨丝通过电流时温度很高，钨的分子很容易跑出来，出现升华现象。这些钨的气体碰到温度较低的灯泡壁又发生凝华，附着在灯泡壁上，日积月累，灯泡就发黑了。厨房里的热学炉灶的变迁，从大土砖到红砖砌的“节能灶” ，从土煤炉到蜂窝煤炉，从沼气灶到液化气灶，每一次改进这所以深受人们欢迎，主要是每次改进都能使燃料燃烧的更充分，既节省了燃料，又减少了废气（烟）污染，当然还有使用更方便的因素。使用炉灶烧火或炒菜时，要把锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压着火头
8、，这样可以使锅的温度升高得快。锅铲、手勺、漏勺、铝锅等炊具都用木头或塑料，是因为木头、塑料是热的不良导体，以便在烹饪过程中不烫手。炉灶上面安装排风扇，是为了加快空气的对流，使厨房里的油污及时排出去，避免污染房间。往保温瓶灌开水时，不灌满，能更好地保温，因为示灌满时，瓶口处有一层水蒸气，它是热的不良导体，能更好地防止热量的散失。冬季从保温瓶里倒出一些开水后，盖紧后瓶塞时，常常会看到马上往上跳一下（有时会脱离瓶口掉在地上） 。这是因为随着开水的倒出，进入了一些空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气很快膨胀，压强增大，推开瓶塞。在冬天从气温很低的情况下，往玻璃杯中倒入沸水时，应当先用少量的沸水预热一下杯子，
9、以防止玻璃内外温差过大，内壁膨胀受到外壁阻碍产生力，致使杯子破裂。煮熟后滚烫的鸡蛋和在沸水中烫一下的西红柿，放入冷水中浸一会，容易剥壳和剥皮。因为滚烫的蛋壳与蛋白、西红柿皮与肉遇冷后都会收缩，但它们的收缩程度不一样，从而使两者脱离。冬季喝刚出锅的汤时，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却烫嘴，因为汤面上一层油阻止了汤内热量的散失。炒菜主要是用热传导的方式，煨汤、煮饭、烧水等都是用对流方式传热的。滚烫的砂锅放在湿地易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体，滚烫的砂锅放在湿地上时，砂锅外壁迅速放热收缩，而内壁温度降低很慢，砂锅内外收缩不匀，故易破裂。液化气是用压缩体积的办法使气体液化装在钢罐中的，使
10、用时，通过减压阀，液化气的压强降低，液态变成气态进入灶中燃烧。烧水或煮食物时，喷出的热蒸气比热水，热汤烫伤更严重。因为经它们变成同温度的热水、热汤时，要放出热量（液化放热） 。手沾点凉水拿刚出笼的馒头时不觉得怎么烫手。这是因为热馒头接触手上的凉水时，凉水迅速汽化生成一层水蒸气在手与馒头之间，水蒸气是热的不良导体，所以手不觉得怎么烫了。夏天用我国南方一种陶土做的凉水壶装开水，会很快冷却，且比气温低，这是因为陶土容器中的水可以渗透出来，到了容器壁外的水会很快的蒸发，蒸发时要从容器和它里面的水里吸收大量的热，因而使水温很快降低。当水温降到和气温一样时，水还公继续渗透、蒸发，还要从水中吸热，水温继续降
11、低，但因为水温低于气温后，水又会从周围空气中吸热，故水温不会降得过低。夏天自来水管壁大量“出汗” ，常常是要下雨的征兆。必须明确，自来水管“出汗”的现象，并不是管内的水渗漏。由于自来水大都是来自地下，温度较低，空气中的水蒸气接触到水管壁，就会放出热量而液化，一旦水管壁大量“出汗” ，说明空气中水蒸气含量高，湿度大，这正是下雨的前兆。冬天水壶里的水烧开后，在壶嘴一定距离处才能看到“白气” ，而紧靠壶嘴的地方看不到“白气” 。这是因为紧靠壶嘴的地方温度较高，壶嘴喷出来的水蒸气不能液化。而距壶嘴一定距离的地方温度低，壶嘴喷出来的泄气放热液化成小水滴，即看到的“白气” 。当锅烧得温度较高时，洒点水在锅
12、内，会发出“吱吱”的声音，并冒出大量“白气” ，这是水先汽化后液化的现象。在热锅里和烧得温度很高的锅里滴有同样的一滴水，热锅里水滴先蒸干。原因是水滴滴入温度很高的锅中，接触处的水急剧汽化形成一层水蒸气，这层水蒸气托起尚未汽化完的水滴，减缓了水滴汽化的速度，同时引起了水滴的跳动，跳动过程中，由于水蒸气的散失，水滴受重力作用下落，将又与锅接触，再次形成一层水蒸气而托起水滴。如此反复，水滴不断跳动，并且逐渐减少直到消失，汽化时间当然长一些，所以后蒸干。而水滴在热锅中直接汽化，很快蒸干。磨刀时要往菜刀上洒水，因为刀与磨石摩擦生热，刀的温度过高时钢铁硬度会减小，刀口就不锋利了，洒水后吸收了热量，刀的温度
13、就不会升得过高了。当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或把汤扬起再倒入锅内都可制止沸腾。原因都是吸收锅汤的热量，使其温度降到沸点以下。加冷水，因冷水的温度低于沸腾的汤的温度，混合时，冷水吸热，汤放热。把汤扬起再倒入锅内的过程中，由于空气温度比汤低，汤放出了一部分热量，温度略有降低，倒入锅内时，它又要从沸汤中吸收一部分热量。油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”响声，并溅出油来。这是因为水的沸点比油低，水的密度比油大，溅入油中的水滴沉到油底迅速沸腾，产生的气泡上升破裂而导致响声。煮食品时，并不是火越旺越好，因为水沸腾时的温度是不变的，即使再加大火力，也不能提高水温，而结果只是加快了水的汽化，使锅内
14、的水干得快而已，白白浪费了燃料。正确的方法是用大火把水烧开后，就改用小火，保持锅内的水一直沸腾就行了。用压力锅煮食物熟得快，主要是增大了锅内的压强，提高了沸点，即提高了煮食物的温度。用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物在锅内还能继续煮一会儿。这是因为砂锅离开火炉时砂锅底的温度高于 100，而锅内的食物温度为 100，离开火炉后，锅内食物还可从锅底吸收热量，继续沸腾，直到砂锅的温度降为 100为止。用锡焊的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水把它放在为上一会儿就会烧坏了。这是因为水的沸点在标准气压下是 100，锡的熔点是 232，装水时，只要水未烧干，壶的温度总不会超过 100，达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，所以壶烧不坏。若不装水放在火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就坏了。腌咸菜往往要十天半月菜才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了，这是因为温度越高，盐分子运动越快的缘故。长期堆煤的墙角处，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看到里面呈黑色。这是因为分子是不停地做无规则的运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙里，所以即使刮去一薄层，仍可看到里面呈黑色。学!优(中。考，网
