沪科版九年级物理全一册教案：12.4 升华和凝华

教案：沪科版九年级物理全一册教案：12.4升华和凝华一、教学内容1.升华现象：物质由固态直接变为气态的过程叫升华。2.凝华现象：物质由气态直接变为固态的过程叫凝华。3.升华和凝华的条件：升华和凝华过程都需要在一定的温度和压强下进行。4.升华和凝华的应用：升华和凝华现象在生活中的应用，如冰雕、干冰制造效果等。二、教学目标1.让学生理解升华和凝华的定义，掌握升华和凝华的条件。2.培养学生观察生活中的升华和凝华现象，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。3.培养学生对物理实验的兴趣，提高学生的实验操作能力和观察能力。三、教学难点与重点1.教学难点：升华和凝华现象的理解和应用。2.教学重点：升华和凝华的定义、条件及其在生活中应用。四、教具与学具准备1.教具：多媒体课件、实验器材（如冰块、干冰等）。2.学具：笔记本、笔、实验报告单。五、教学过程1.实践情景引入：让学生观察冬天户外冰雕的升华现象，引发学生对升华和凝华现象的思考。2.知识讲解：通过多媒体课件，详细讲解升华和凝华的定义、条件及其在生活中应用。3.实验演示：进行冰块升华和干冰凝华的实验，让学生直观地观察升华和凝华现象。4.随堂练习：让学生分析生活中的一些升华和凝华现象，如霜的形成、冰雪融化等。5.课堂讨论：引导学生探讨升华和凝华现象在工业、农业、生活中的应用，提高学生的实践能力。6.板书设计：板书升华和凝华的定义、条件及其应用。7.作业设计：（1）请列举生活中你见过的升华和凝华现象，并说明其原理。（2）根据升华和凝华的原理，解释为什么冬天户外冰雕会逐渐减小。（3）思考升华和凝华现象在实际生活中的应用，举例说明。六、课后反思及拓展延伸1.课后反思：本节课通过观察生活中的升华和凝华现象，让学生掌握了升华和凝华的定义、条件及其应用。在实验环节，学生积极参与，观察仔细，对升华和凝华现象有了更深刻的理解。但在课堂讨论环节，部分学生对升华和凝华在实际生活中的应用举例不够准确，需要在今后的教学中加强引导。2.拓展延伸：让学生收集更多关于升华和凝华的应用实例，进行课堂分享，提高学生的实践能力。同时，可以结合升华和凝华现象，开展一些科技创新活动，激发学生的创新意识。重点和难点解析：升华和凝华现象的应用一、升华和凝华现象的应用原理升华和凝华现象的应用广泛，涉及生活中的多个领域。要理解这些应用，需要掌握升华和凝华的原理。1.升华原理：物质由固态直接变为气态的过程叫升华。升华过程需要吸收热量，因此升华是一个吸热过程。在升华过程中，固态物质的分子间距离增大，分子间的作用力减弱，使得物质从固态变为气态。2.凝华原理：物质由气态直接变为固态的过程叫凝华。凝华过程需要释放热量，因此凝华是一个放热过程。在凝华过程中，气态物质的分子间距离减小，分子间的作用力增强，使得物质从气态变为固态。二、升华和凝华现象的应用实例1.冰雕：冰雕是升华现象的一个典型应用。在冰雕过程中，冰块在低温下从固态直接变为气态，实现物质的升华。升华过程吸收热量，使得冰雕逐渐减小。同时，升华产生的水蒸气在冰雕表面形成一层薄薄的霜，使得冰雕更加美观。2.干冰制造效果：干冰是固态的二氧化碳，在常温下易升华。在舞台上，干冰常被用作制造烟雾效果的原料。干冰升华过程中吸收热量，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴，形成烟雾。干冰升华产生的二氧化碳气体还能增强舞台的音效。3.冬季防滑：在冬季，道路上的积雪容易造成路面湿滑。这时，相关部门会在道路上撒布融雪剂（如氯化钠），利用融雪剂的融化作用降低积雪的冰点，使积雪迅速融化。同时，融雪剂的加入使得雪水混合物的凝固点降低，防止路面再次结冰。这个过程中，融雪剂的加入促进了雪的升华和凝华现象。4.冰箱除霜：冰箱在使用过程中，冷冻室的冰霜会不断积累，影响冰箱的制冷效果。除霜过程中，利用升温装置使冷冻室温度升高，冰霜发生升华，从固态变为气态，随冷气排出冰箱。这个过程中，升华现象起到了关键作用。5.航天器热防护：航天器在进入地球大气层时，由于高速飞行和空气摩擦，会产生大量的热量。为了保护航天器，航天器的外壳采用了一种特殊材料，这种材料在高温下会发生升华和凝华现象，吸收和释放热量，从而降低航天器表面的温度。三、升华和凝华现象在实际生活中的应用拓展1.医疗领域：在医疗领域，升华和凝华现象可用于冷冻麻醉、冷冻干燥等。冷冻麻醉是通过降低体温使患者进入麻醉状态，而冷冻干燥则是将药品、食品等在低温下升华干燥，以保持其原有的结构和性能。2.材料科学：在材料科学领域，升华和凝华现象可用于制备纳米材料、薄膜材料等。例如，通过蒸发沉积、分子束外延等方法，可以在固体表面形成一层厚度可控的薄膜。3.环境工程：在环境工程领域，升华和凝华现象可用于去除空气中的污染物。例如，利用固态吸附剂吸附空气中的有害气体，然后通过加热使吸附剂发生升华，将有害气体转化为气态，从而达到净化空气的目的。4.能源领域：在能源领域，升华和凝华现象可用于提高能源利用效率。例如，在热能转换过程中，通过控制温度和压力，使物质在固态、液态和气态之间转化，实现热能的高效利用。升华和凝华现象在实际生活中的应用广泛，涉及多个领域。要深入了解这些应用，需要掌握升华和凝华的原理，并关注其在不同领域的具体应用实例。通过学习升华和凝华现象，我们可以更好地理解自然界中的物质转化过程，为实际问题的解决提供有力支持。继续：升华和凝华现象的应用实例解析一、冰雕的应用实例解析冰雕是升华现象的一个典型应用。在冰雕过程中，冰块在低温下从固态直接变为气态，实现物质的升华。升华过程吸收热量，使得冰雕逐渐减小。同时，升华产生的水蒸气在冰雕表面形成一层薄薄的霜，使得冰雕更加美观。冰雕艺术的制作过程中，艺术家们利用冰的升华特性，将冰块雕刻成各种形状，创造出精美的艺术品。在冰雕展览或活动中，观众可以欣赏到各种栩栩如生的冰雕作品，如人物、动物、建筑等。冰雕艺术的魅力在于其短暂性和独特性，每一件冰雕作品都是独一无二的，随着时间的推移，冰雕会逐渐消失，化为水蒸气。二、干冰制造效果的应用实例解析干冰是固态的二氧化碳，在常温下易升华。在舞台上，干冰常被用作制造烟雾效果的原料。干冰升华过程中吸收热量，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴，形成烟雾。干冰升华产生的二氧化碳气体还能增强舞台的音效。干冰在舞台表演中的应用，为观众带来了沉浸式的视觉和听觉体验。烟雾效果使得舞台氛围更加神秘，增强了观众的观赏兴趣。同时，二氧化碳气体的加入使得舞台声音更加浑厚，提高了音效的质量和效果。三、冬季防滑的应用实例解析在冬季，道路上的积雪容易造成路面湿滑。这时，相关部门会在道路上撒布融雪剂（如氯化钠），利用融雪剂的融化作用降低积雪的冰点，使积雪迅速融化。同时，融雪剂的加入使得雪水混合物的凝固点降低，防止路面再次结冰。这个过程中，融雪剂的加入促进了雪的升华和凝华现象。冬季防滑措施的实施，保障了道路的畅通和安全。融雪剂的使用有效地降低了积雪的冰点，加快了积雪的融化速度，减少了路面湿滑的现象。这对于防止交通事故的发生具有重要意义。四、冰箱除霜的应用实例解析冰箱在使用过程中，冷冻室的冰霜会不断积累，影响冰箱的制冷效果。除霜过程中，利用升温装置使冷冻室温度升高，冰霜发生升华，从固态变为气态，随冷气排出冰箱。这个过程中，升华现象起到了关键作用。冰箱除霜的目的是保持冰箱的制冷效果和延长冰箱的使用寿命。通过定期除霜，可以防止冷冻室内的冰霜过度积累，确保冰箱的正常运行。升华现象在冰箱除霜过程中的应用，使得除霜过程更加高效和便捷。五、航天器热防护的应用实例解析航天器在进入地球大气层时，由于高速飞行和空气摩擦，会产生大量的热量。为了保护航天器，航天器的外壳采用了一种特殊材料，这种材料在高温下会发生升华和凝华现象，吸收和释放热量，从而降低航天器表面的温度。航天器热防护系统的设计，保障了航天器在高温环境下的安全。通过使用具有升华和凝华特性的材料，航天器可以有效地吸收和分散热量，防止航天器表面过热。这对于保证