师:同学们,大家好,欢迎来到物理课堂。今天我们一起学习人教版八年级上册第三章第二节《熔化与凝固》第一课时,本节课内容是熔化。以下是学习目标:一、通过学习物质的微观结构,了解物态变化;二、通过实验观察物质熔化时的状态变化及温度变化规律,知道熔点;三、用熔化知识解释生活中与熔化有关的现象。
生活中物质常以固态、液态、气态三种状态存在。以水为例,固态时是冰,液态时是水,气态时是看不见的水蒸气。现代科学研究发现,常见物质由极其微小的粒子——分子、原子构成。冰、水、水蒸气都是同一种物质,由同一种分子构成。这三种状态的结构简略示意图如下:固体分子由于相互间力的作用被相互束缚,如同课堂上整齐坐在座位上手拉手的同学们,受到课桌、椅子和旁边同学等物体的束缚,只能在原地振动。当想离开座位走动,就需要一定能量挣脱周围物体的束缚。
固体分子吸收能量,挣脱束缚,就像下课的同学们能在教室附近活动,此时类似液体分子,可以在一定范围内自由活动。若想挣脱这个束缚,自由奔跑在操场上,同样需要一定能量。液体分子吸收能量,挣脱束缚,就像放学的你能自由地奔跑在操场上,此时类似气体分子,运动比较自由。相反,气体分子若想变回液体分子,若不将从液态变为气态时所吸收的那部分能量释放出来,就很难被束缚。所以,气体分子变回液体分子,需要放出能量。
液体分子想要变回固体分子也是如此。以冰为例,广州夏天,从冰柜中拿出冰,放在室温中不断吸热,一会儿就会变成水,再过一会水干了会变成看不见的水蒸气。这个过程冰的状态发生了变化,我们将物质各种状态间的变化叫做物态变化。今天要学习的是其中一种物态变化,物质从固态变为液态的过程叫做熔化。接下来请同学们思考,固态的冰变成液态的水,会吸收能量、放出能量,还是既不吸收也不放出能量呢?我们来听听同学的想法。
生:固态的冰吸收热量,熔化成液态的水,所以熔化是需要吸收能量。
师:接下来请同学们再思考,冰变成水,水变成水蒸气,哪段过程是熔化呢?我们来听听另一位同学的想法。
生:冰从固态变成液态水的过程是熔化。
师:非常好。冰熔化过程是指冰从固态开始出现液态,到完全变为液态的过程,中间既有固态又有液态的状态,我们称为固液共存状态。老师用温度计测出冰和水的温度,刚从冰箱拿出的冰温度为 -11 摄氏度,融化完变成水放在室温中,最终温度为 30 摄氏度。接下来请同学们思考,熔化过程中冰逐渐变为水,这个过程冰水混合物的温度是否变化呢?我们来听听这位同学的猜想。
生:冰的温度低,水的温度高,熔化过程冰慢慢变少,水变多,冰水混合物的温度应该会变高。
师:这位同学的猜想是否正确呢?我们一起设计个实验来验证一下。根据这个同学的猜想,我们的实验目的是探究冰熔化过程中的温度是否变化。如图,老师已经将冰装在了试管中,我们还需要什么实验器材呢?我们来听听同学的回答。
生:我们应该还需要温度计。
师:非常好。今天我们使用的是如图的数显温度计,将温度计放入冰中就可以开始实验。接下来请同学们思考,根据刚刚的分析,我们在实验过程中需要观察什么?为了防止最后忘记所观察的现象,请在本子上设计好实验数据记录表格,将观察到的实验现象记录下来。由于时间关系,我们用快进来观察实验过程。
我们看看,这是某位同学记录的实验数据,请问刚刚那位同学的猜想正确吗?我们来听听另一位同学的回答。
