3.4升华和凝华（导学案）八年级物理上册（人教版）

3.4升华和凝华（导学案）【学习目标】1.通过观察碘的升华与凝固实验，了解物质的固态和气态之间是可以直接转化的。2.知道升华要吸热，凝华要放热。3.能用升华和凝华的知识，解释生活中的现象。4.通过水循环过程中水的三态变化，培养关心环境和节约用水的意识。【学习重点】碘的升华与凝固实验。【学习难点】升华吸热，凝华放热。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1．物质从态直接变成态的过程叫升华。升华需要(填“吸”或“放”)热.2．物质从气态直接变成固态的过程叫。凝华需要(填“吸”或“放”)热.3．樟脑球放在衣柜内，平时我们能闻到气味，过一段时间体积会变小，这是现象。晚秋的早上，我们会看到在地面或物体上凝结成的白色细微颗粒（即霜），这是现象。4.自然界中的水循环是通过实现的。【合作探究】探究一、升华和凝华1.升华和凝华【实验】如图所示，在锤型试管中盛有少量碘颗粒，放入盛热水的烧杯中加热，观察碘的状态变化，当试管中充满某种气体后，将试管取出放入凉水中，观察有什么现象。加热前加热前在热水中在空气中思考以下问题：①放入热水前碘是什么状态的？_态；②把装有碘的碘锤加热后，密封玻璃管内发生什么现象？该过程有没有出现液态的碘？现象：固态的碘变成了紫色的；_（有/没有）出现液态的碘；③把碘锤从热水中取出，放在空气中，密封玻璃管内发生什么现象？该过程有没有出现液态的碘？现象：碘蒸气变成了（固/液）态碘，_（有/没有）出现液态的碘。通过实验可知：碘可以在固态和气态间发生直接转化。（1）升华：物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。（2）凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。

2.升华吸热【想一想】碘升华时要加热,说明升华是一个什么过程?【理论推导】因为熔化、汽化、升华都是物质从低能量状态到高能量状态，所以都要吸热。【实验】如图1所示，在烧杯中放一小块干冰，仔细观察，发现什么现象？用手接触烧杯底部，有什么感觉？说明什么问题？【分析】发现干冰逐渐变少，并且没有液体产生，说明干冰直接从固态变成了气态，即干冰发生了升华。此时，用手接触烧杯底部，感觉烧杯底部变（冷/不变/升高），说明升华的过程吸热。结论：升华吸热。图1图2图1图23.凝华放热【想一想】凝华时要冷却，说明凝华是一个什么过程?【理论推导】因为凝固、液化、凝华都是物质从高能量状态到低能量状态，所以都要热。【实验】如图2所示，在封闭玻璃管里放入碘，先加热使其升华，然后在水中自然放置，会有部分碘蒸汽凝华。测量这个过程前后水温变化，经测量水的温度（升高/降低），这说明凝华。结论：凝华放热。【例题1】下列发生物态变化的现象中，属于凝华的是（）A．刚出冷库的冻肉比原来重 B．洒在地板砖上的水不见了C．加在饮料中的冰块越来越小D．放在衣柜里的樟脑丸变小了【例题2】小明在探究物态变化的实验中，设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。（1）已知酒精灯外焰的温度约510℃，标准大气压下，碘的熔点为113.5℃。上述设计中，更合理的方案是______（选填“甲”或“乙”）；（2）为进一步探究此类现象，他用干冰进行了下列实验：在烧杯中放入适量的水，向水中放入一小块干冰，观察到水中很快有大量气泡产生，同时水面有大量白气，如图丙所示。实验中，水中大量的气泡是由干冰______形成的，水面上大量的白雾是由水蒸气______形成的。探究二、升华与凝华现象及应用1.升华现象【讨论以下问题】①衣柜里防虫用的樟脑丸（卫生球），过一段时间会变小，最后不见了。有没有变为液态？发生了什么物态变化？②寒冷的冬季，冬天冰冻的衣服也会变干。冰是否发生了熔化？发生了什么物态变化？【归纳】上述事例，都是冰从固态直接变为气态，发生了现象。2.凝华现象①冬天，寒冷的早上，室外物体上常常挂着一层霜，是怎么形成的？②寒冷的冬天，树枝上出现的“雾凇”（俗称冰花、树挂），是怎么形成的？【归纳】上述事例，都是空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶（粒状结构沉积物、冰片、冰花等形状）。新灯泡旧灯泡新灯泡旧灯泡霜雾凇冰花【讨论】观察对比一个旧灯泡、一个新灯泡，有什么不一样？黑色是在内侧还是外侧，是固态还是液态、气态？是不是玻璃变黑的?钨丝为什么到了灯的壁上呢?发生了什么物态变化?【归纳】白炽灯泡的钨丝在高温下会升华变成钨蒸气，使灯丝变细；钨蒸气遇到灯泡玻璃后又凝华变成固态钨附着在玻璃泡上，使内壁变黑。这里包含了两个物态变化过程：、。3.升华、凝华的应用——干冰（1）干冰干冰是在一个大气压下以温度为78.5oC存在的（固态/液态）二氧化碳（CO2），在常温下可以直接为二氧化碳气体。（2）干冰的特点：容易，有作用。（3）干冰的应用①冷藏食物：“干冰”熔化时，不会像冰那样变成液体，它直接升华为温度很低的、干燥的二氧化碳气体，因此它的冷藏效果特别好。②人工降雨【想一想】人工降雨就是用高射炮或飞机在天空中撒下干冰或碘化银等催化剂，帮助降雨。这个过程发生了怎样的物态变化？【归纳】用高射炮或飞机在天空中撒下干冰或碘化银等等催化剂，它们会升华热，使云层中的温度急剧下降，从而使云层中的水蒸气遇冷成小水滴，或者直接成小冰晶，大量冰晶，使冷云上部的冰晶密度增大，促成或增加降水落到地上便形成雨。③舞台烟雾舞台“白雾”舞台“白雾”【提问】烟雾是怎样形成的?用我们学过的知识说说其中的道理。请同组或前后组讨论一下。烟雾是不是水蒸气?是不是干冰?是什么?是什么物态变化?【归纳】舞台上喷出的干冰瞬间升华，从周围吸热，导致温度下降，周围的水蒸气遇冷成小水珠或成小冰晶悬浮在空气中，即我们所见到的“烟雾”。【例题3】随着科技的发展，“呼风唤雨”的神话已成为现实。人工降雨是用飞机在空中喷洒干冰（固态二氧化碳），干冰迅速，这个过程需要热量（选填“吸收”或“放出”），周围空气中的水蒸气有的成小水滴，有的成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中成水滴，水滴降落就形成了雨。（除了第二空，其余四空均填物态变化的名称）探究三、水循环【阅读】课本《水循环》内容，完成下列填空。1.水循环与三态变化水是人类生存环境的重要组成部分。通过水的三态变化，地球上的水在不停地循环：阳光晒暖的海洋，海水吸热成为水蒸气上升到空中；当水蒸气上升到高空以后，与冷空气接触，水蒸气便成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空中，就形成了；小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成；如果在高空遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形成降落到地面；冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来就变成飘落大地。这些天空的降水落到地面，一部分直接变为小溪，另一部分渗入地下，涌出地表后变成股股清泉，许多小溪汇合，形成江河，又注入大海。地球上的水在陆地、、之间不断地循环。2.地球上的水资源与危机①地球表面的70%以上是海洋，虽然地球表面大部分被水覆盖，但是其中海水约占97%，江河湖泊、土壤、岩层和冰川中的淡水仅约占3%，而能够供人类直接利用的淡水资源更是仅在淡水资源的0.3%。②水资源危机随着社会的发展，技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。除了日常的生活用水以外，工业生产也必须用水，电力、纺织、印染、钢铁、石油、化工以及食品工业等各个领域都需要大量的水资源，农业生产更需要大量的水进行灌溉。随着人口的膨胀和经济的快速增强，水资源已经出现了严重的危机。3.提高节水意识我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量只是世界平均值的25%，是世界上人均水资源最贫乏的国家之一。全国有一半以上的城市存在不同程度的缺水。请大家思考一下：水资源缺乏是当今世界的一大危机，我们应如何合理地节约用水？我们不仅需要在技术上使用器具、优化用水系统的运行，更需要每个人提高意识、养成良好的习惯，共同保卫我们的蓝色家园。【例题4】我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量是世界平均值的25%，是人均水资源最贫乏的国家之一。了解地球的水循环知识，提高节水意识，培养良好的用水习惯，是我们每个公民的义务和责任。关于地球的水循环，下列说法正确的是（）A.海水吸热，汽化形成水蒸气B.水蒸气与冷空气接触，熔化形成小水滴C.小水滴遇到更寒冷的气流，凝华形成小冰珠D.小冰珠在降落过程中，液化形成雨水【想想议议】水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。给图填字，说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系。【归纳整理】①①凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。②生活中的凝华：霜、雾、雪、冰花等。③凝华放热。凝华②升华现象：碘的升华、结冰的衣服变干等。升华①升华：物质从固态直接变成气态的过程叫升华。③升华吸热：干冰升华过程吸热有制冷作用，可用来进行人工降雨、舞台烟雾、食品保鲜等。升华和凝华①水循环的三部分：蒸发、降水、径流。②雨、雾、露、雪、雹等自然现象的形成。③提高节水意识，合理用水。水循环【精讲点拨】1.尽管升华和凝华现象并不罕见，但不易引起同学们的注意，往往认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段。因此，在学习中应从升华和凝华的现象出发，在进行观察实验的基础上，感知什么是升华，什么是凝华。2.碘的升华和凝华实验是本节学习的重点，做好实验，观察实验现象，要得出正确结论。3.在“STS水循环”学习中，注意关注生活、关注社会。通过进行交流、讨论，对水资源的保护、开发和利用形成自己的独特见解，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯。4.对升华吸热，凝华放热要结合生活中的有关现象进行理解掌握。【课堂练习】1.在烧瓶里放少量碘，并对烧瓶稍微加热，片刻就能观察到瓶内出现________，停止加热烧瓶内壁又出现________。这两个过程中，前者属于________，需要________热；后者属于________，需要________热。2．家用白炽电灯泡灯丝正常工作时温度高达2000℃左右，使用钨丝制造灯丝，这是因为钨的_____高。长期使用后，因在高温下钨丝______形成钨的蒸气，钨的蒸气又在冷的灯泡壁上______形成固体钨，所以灯泡变黑了。3.下列现象发生的过程中，属于升华吸收热量的是（）A．春天，冰雪融化汇成溪流 B．夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”C．秋天，清晨的雾在太阳出来后散去 D．冬天，室外冰冻的衣服也会干4.下列物态变化相同的一组是（）A．①③ B．①② C．③④ D．②④5.古诗词是中华文化的精髓，对以下诗句中物态变化的分析正确的是（）A．“山明水净夜来霜，数树深红出浅黄。”霜的形成是凝固现象B．“露重蝉鸣急，风多鸟宿难。”露的形成过程要吸收热量C．“寒雨连江夜入吴，平明送客楚山孤。”雨的形成是凝华现象D．“北国风光，千里冰封，万里雪飘。”冰与雪的形成过程都要放出热量6.冬天的早晨，在有人居住的室内窗户上往往会出现冰花，下面说法正确的是（）A.出现在窗户的内侧，由大量水蒸气凝华而成B.出现在窗户的内侧，由水凝华而成C.出现在窗的外侧，由大量水蒸气凝华而成D.出现在窗户外侧，由水凝华而成7．（多选题）如果春季降雨很少，为了缓解旱情，相关工作人员有时会将干冰撒在云层上进行人工降雨，自然界水循环示意图如图所示，以下相关说法中正确的是（）A．人工降雨时，撒在云层上的干冰升华吸热，使空气中的水蒸气液化成水滴B．水循环示意图中，过程①发生的物态变化是液化，同时伴随着吸热过程C．水循环示意图中，过程②发生的物态变化是液化和凝固，同时伴随着吸热过程D．水循环示意图中，过程②发生的物态变化是液化和凝华，同时伴随着放热过程8.碘锤装置是在密封的玻璃管内装入少量固态碘。（1）小丽同学将碘锤放入热水中，如图甲。玻璃管中固态