NB物理創新課堂｜第15期：汽化和液化

教學目標

（一） 知識與技能

1．知道什麼是汽化、液化。理解液化是汽化的逆過程。

2．了解沸騰現象，知道什麼是沸點。

3．知道蒸發可以致冷。

（二）教學重難點

1、重點：通過探究實驗，培養學生觀察實驗能力、分析概括和表達能力。

2、難點：指導學生通過對實驗的觀察、分析概括和表述，總結出沸騰的特點，並對生活中蒸發現象的觀察、分析得出影響蒸發快慢的因素。

（三）教學用具

塑膠袋、酒精、鐵架臺、溫度計、燒杯、石棉網、酒精燈、硬紙板、NB物理實驗系統。

教學過程

（一）情景引入

在透明塑膠袋中滴入幾滴酒精，排盡空氣後把口紮緊，放入80 ℃以上的熱水中。

提出問題：

你看到什麼現象？從熱水中拿出塑膠袋，過一會兒又有什麼變化？怎麼解釋這些變化？想提出什麼疑問？你的想法是什麼？

學生討論交流：

「酒精到哪裡去了？」「為什麼塑膠袋會鼓起來？」「酒精為什麼會失而復得？」

學生交流：

塑膠袋中的液態酒精受熱後變成了氣態酒精，降溫後氣態酒精又變成了液態酒精。

歸納總結：

物質的液態和氣態可以相互轉化。

物質從液態變成氣態的過程叫做汽化。

物質從氣態變成液態的過程叫做液化。

日常生活中還有哪些現象和這個類似？我們這節課就來研究物體的液化和汽化現象。

（二）新課教學

探究點一 沸騰

創設情景：

燒開水時如果不斷加熱會發現壺裡的水會沸騰。

你在家燒過開水嗎？水燒開時你發現了什麼呢？對於沸騰現象，你了解哪些？你能描述一下沸騰現象嗎？

歸納小結：

物理學中把液態內部和表面同時發生的劇烈汽化現象稱為沸騰。

實驗探究：

探究水沸騰時溫度變化的特點。

進一步提出問題：水在沸騰時有什麼特徵？水沸騰後如果繼續加熱，是不是溫度會越來越高？水的內部又是怎樣的呢？氣泡的生成和變化情況怎麼樣？

猜想和假設：

讓同學們相互討論、思考和猜想，教師將學生提出的問題和猜想列在黑板上，並進行歸類。如：水沸騰時溫度會上升，停止加熱水不會沸騰……

制定計劃與設計實驗：

讓學生根據需要確定器材：鐵架臺、酒精燈、火柴、石棉網、燒杯、中心有孔的紙板、溫度計、水、表。

進行實驗與收集數據：

利用NB物理實驗組裝器材，講解注意事項，如組裝器材、觀察氣泡的變化情況、溫度的變化，溫度計的使用方法、酒精燈的正確操作。

學生進行實驗，將觀察到的數據和現象記錄在下表中。

實驗記錄表格如圖：

分析數據、得出結論：

（1）繪製「溫度—時間」圖象。

實驗結束後，根據記錄的數據，在課本「水沸騰時的溫度—時間圖象」中標出相應的坐標點，用平滑的曲線把這些點連接起來。

（2）利用多媒體展示學生繪製的水沸騰的「溫度—時間」圖象。

交流評估：

小組的同學在實驗時，得出水的沸點不是100 ℃，這時教師要肯定學生實事求是的科學態度，給予鼓勵。同時還要幫助學生找出原因，可能是實驗使用的溫度計存在質量問題，也可能是本地的氣壓不是一標準大氣壓。

再次利用NB物理實驗進行實驗操作，展現細節，引領同學討論下面問題。

①水沸騰時，你從水中和水面各看到什麼現象？水中氣泡內的氣體是從哪兒來的？

②水沸騰時，繼續加熱，水的溫度變化嗎？

③曲線上的哪一段表示水沸騰前的過程？水的溫度怎樣變化？

曲線上的哪一段對應水的沸騰過程？水的溫度怎樣變化？

④根據觀察的現象，結合圖象分析液體沸騰有什麼特點？

歸納總結：

（1）沸騰是在液體內部和表面同時進行的劇烈的汽化現象。沸騰時，繼續加熱，液體的溫度保持不變。

（2）沸點的概念：液體沸騰時的溫度稱作沸點。

學生活動：觀察「幾種液體的沸點」表，練習查表：

①酒精的沸點是多少？能否用酒精溫度計測量開水的溫度？

②你實驗所用的溫度計裡的工作物質是什麼？為什麼要用這種溫度計？

③液態氫的沸點是-253 ℃，表示什麼含義？常溫下的氫是什麼狀態？

探究點二 蒸發

情景創設：

（1）盛夏酷暑，奇熱難熬，防暑降溫，全靠風扇。思考問題：人吹電風扇時，為何會感到涼快？

（2）醫生常將中暑患者扶到通風的地方，並在病人身上擦酒精，這樣能使病人的體溫很快下降，這一過程包含的物理原理是什麼？

答案：

（1）人吹風扇時，加快了身上汗液的蒸發，而蒸發要吸熱，所以降低了人體的溫度，人會感到涼快。

（2）這樣做可以提高糧食中水分的溫度，加快表面空氣流動速度，增大了表面積，從而加快了糧食中的水分蒸發，使糧食幹得更快。(3)通風處能加快酒精的蒸發，酒精蒸發時吸熱，使病人的體溫降低。

歸納小結：

蒸發是液體在任何溫度下都能發生的汽化現象，蒸發只在液體表面發生。

小實驗：

（1）酒精擦在手背上有什麼樣的感覺？為什麼會有這樣的感覺？

現象：擦酒精的皮膚有涼的感覺，吹一口氣，感覺更涼。

這說明什麼呢？

說明：酒精蒸發時要從人的皮膚上吸收熱量，使皮膚感到涼；吹氣時，酒精蒸發加快，吸收熱量更多，皮膚感覺更涼。

（2）取兩支溫度計，先觀察它們的示數。然後在其中一支溫度計的玻璃泡上用浸了酒精的棉花抹溼，再觀察兩支溫度計的示數變化情況。

現象：用浸了酒精的棉花抹溼過的溫度計示數下降，溫度降低。

這說明什麼呢？

說明：酒精蒸發時要從溫度計的玻璃泡上吸收熱量，使溫度計示數下降。

實驗表明：

液體蒸發時，從周圍吸熱，溫度下降。所以液體蒸發有製冷作用。

拓展探究：

怎樣使溼衣服幹得更快一些？

學生討論交流：

對比以下三幅圖，你發現了什麼？

歸納總結：

影響蒸發快慢的因素

第一幅圖：液體的溫度越高，蒸發得越快。

第二幅圖：液體的表面積越大，蒸發得越快。

第三幅圖：液體的表面上的空氣流動得越快，蒸發得越快。

學生討論交流教材圖3.3-5事例：

（1）遊泳後剛從水中上岸會感到冷，如果有風，甚至會冷得打顫，是因為水蒸髮帶走了許多熱量。

（2）沒有汗腺的狗酷暑時不能靠身體出汗來散熱，只得伸長舌頭，大口大口喘氣，靠加快呼吸，增加蒸發量來散熱。

學生交流討論：比較蒸發和沸騰兩種現象，找出它們的相同點和不同點。

探究點三 液化

情景創設：

（1）人被100 ℃的水蒸氣燙傷要比100 ℃的開水燙傷厲害，為什麼？

（2）冬天手冷時，用嘴向手上「哈氣」(緩慢吹氣)，手會感到暖和。若用勁兒向手上吹氣，手不但不會暖和，反而覺得更冷。都是從嘴裡出來的「氣」，為什麼會有不同的感覺呢？

（3）火箭發射時，為了保護髮射底架，需在發射塔底部修一個大大的水池，為什麼？白色氣團是什麼？

（4）冬天，戴眼鏡的人從外面進到屋裡來，眼鏡上立刻會有一層小水珠。這些小水珠是怎樣產生的？

進一步提出問題：

這些現象包含了什麼物理知識？如何去解釋呢？

結論：

（1）將物質從氣態變成液態的過程叫液化。

（2）水蒸氣遇冷，降低到一定的溫度時，就會液化。

提出問題：

我們把熱的水蒸氣放入冷的環境中使它液化的方法稱為冷卻法。那麼除此之外還有沒有別的辦法可以使氣體液化呢？

想一想：

家中使用的液化石油氣是通過什麼方法將石油氣變成液體裝在鋼瓶裡的呢？

通過壓縮氣體的方法使氣體液化，這種使氣體液化的方法稱為加壓法。這種方法使氣體的貯存和運輸變得更方便。生活、生產中常用此方法使氣體液化。(如石油液化氣、打火機中的液化氣、液態氫等。)

板書設計

一、汽化：物質從液態變為氣態的過程。

1．沸騰：(1)是劇烈的汽化現象

(2)在液體的內部和表面同時發生

(3)沸騰過程要吸熱，溫度保持不變

沸騰必須具備兩個條件：(1)溫度達到沸點；(2)繼續吸熱

2．蒸發：在液體的表面進行的汽化現象

特點：(1)液體在任何溫度下都能發生(2)只在液體表面發生(3)緩慢的汽化現象(4)要從周圍吸收熱量，製冷性

二、液化：物質從氣態變為液態的過程，是汽化的逆過程。

氣體液化的兩種方式：(1)降低溫度；(2)壓縮體積

教學反思

在本節課的教學中教師善於啟發學生，發揚民主，鼓勵並尊重每一位學生發表的個人見解，重視培養學生的個性發展和創新意識。

利用多媒體及NB物理實驗軟體，引導學生進行探究實驗，熟悉實驗步驟，提升實驗效率。在整堂課中師生情感交流充分，信息反饋及時，學生主動學習的積極性和自信心得到充分的調動。這堂課的學生實驗器材均來源於日常生活中的物品，取材方便。實驗設計有理有節，使整堂課在學生主動思考、討論和實驗探究中進行。