《熔化和凝固》教材说明及教学建议
状态变化
以水的三态变化为例,用学生熟悉的物态变化引入新课。
再说明固体、液体和气体在一定条件下都会发生状态的变化,并举例以激发学生兴趣。然后说明熔化和凝固的物理意义,强调熔化和凝固都是过程,完成每个过程需要一定的时间。
探究 固体熔化时温度的变化规律
本实验前,教师要结合挂图或书中内容强调酒精灯的正确使用方法,还要准备几块湿抹布,以防万一。
“固体熔化时温度的变化规律”的探究,要求学生不仅要学习固体熔化时温度变化的规律,体验探究科学知识的乐趣,还要求学生学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。
本探究活动要求学生都参与,在实验室进行。
可以由老师提出问题,也可以在给出一定的物理情景后,由学生提出问题。教师要组织学生对问题的结论进行猜想和假设。再由学生结合课本图4.2-1,利用书中推荐的两种固体的熔化方法来设计实验方案(制定计划)。
实验时,要注意将海波碾成粉末。由于蜡不便碾成粉末,可以在实验前先将蜡熔化
后插入温度计至中间偏下位置再凝固,然后用熔凝过的蜡做熔化实验,实验的重复性较好(当然海波的熔化实验也可以照此准备)。
每个实验小组最好5~6人,按报时、报温度值、报物质状态(是固态、液态,还是固液混合)、记录和照顾仪器等分工,注意协作能力和团队精神的培养。
根据实验记录的数据,学习画出海波和蜡的熔化曲线。这个环节,教师要指导学生按照以下环节进行:
1.在课本上图4.2-2和图4.2-3上描点;
2.连接各点画出比较流畅的曲线;
3.思考曲线代表的意思的环节。
根据收集的证据和分析论证,要求学生得出探究的结论,即总结出海波和蜡熔化时温度的变化规律。
最后要写出实验报告。
探究的评估、交流与合作环节是非常重要的。如果发现与其他组的结果不同,可以进行讨论(甚至争论)、交流,在需要重新观察时,一定要重新观察。
教师要鼓励学生指出本实验装置和实验步骤的缺陷并提出其他的熔化实验方案。
由于时间关系,教师可以自由掌握对凝固过程的观察。
熔点和凝固点
结合学生从实验中得到的熔化曲线,得出“晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点”的结论。用有没有固定的熔点来鉴别晶体和非晶体,是一种重要的鉴别方法。教学中要让学生知道课本上已经列出的晶体和非晶体。
晶体和非晶体的凝固国象直接按课本图4.2-5所示的曲线讲。教师应知道,海波熔化后由于会发生过冷现象等原因,再凝固时不可能得到图4.2-5的凝固曲线(这是理想情况)。虽然凝固是熔化的逆过程,但它们的图线不一定对称。
小数据
会看数据表,会查数据是学生应掌握的一种技能。可问学生“酒精在零下50摄氏度会凝固吗?”“古时候炼丹炉(熔金)的温度有现在炼钢炉内的温度高吗?”“为什么灯泡内的灯丝要用钨丝?”等有趣味的问题,让学生到数据表中找答案。
想想议议
1.通过对熔化时的温度变化曲线的学习,提高学生的看图能力。三段分别对应温度下降、温度不变、温度下降的状态,分别为液态、固液混合态、固态。
2.还是考察学生是否会查数据表以及灵活运用数据的能力。不能用水银温度计,可以用我们实验室用的酒精温度计(刻度要增加)。
熔化吸热凝固放热
组织学生回忆海波的熔化实验过程,对照图4.2-4的温度变化曲线阅读课文。然后举例说明这现象的应用,以加深学生的印象和了解如何应用知识。
动手动脑学物理
1.是非常典型的熔化吸热的例子,这种说法是有道理的,因为雪熔化时要吸收空中大量的热,使空气温度降低。
2.可结合书中在最后介绍的凝固放热的例子,启发学生思考。例如利用冰能致冷可以防止饭菜变馊,但是要注意,由于冰决吸热,使冰周围的空气变冷,冷空气比热空气重,要往下沉,所以冰块应该放在饭菜的上面。在北方初春融雪的日子,天气寒冷,要多穿衣服防止感冒。有条件的地方,可以组织学生参观炼钢厂,在浇铸钢锭时是如何避免钢锭凝固时放热所产生的高温的。
3.晶体。熔点是80℃,持续16分钟。