初中七年级科学上册汽化与液化教案

改进后《汽化和液化》教案

通过实验探究物态变化过程。尝试将生活和自然界中的一些现象与物质

课程标准

的熔点和沸点联系起来。

①知道什么是汽化、液化。理解液化是汽化的逆过程。

知识②知道蒸发、沸腾现象及其特点。知道蒸发吸热可以制冷。。

与技能③知道什么是沸点，尝试用沸点知识解释、说明生活和自然界中的一些

现象。

教学①通过实验探究，观察沸腾现象，了解液体沸腾时的温度特点。

过程

目标②通过讨论找到影响蒸发快慢的因素，通过学生实验知道蒸发致冷事

与方法

实，

情感态①通过教学活动，激发学生的学习物理兴趣

度与价②在探究与讨论中，培养团结协作精神，乐于交流与合作。

值观③具有将物理知识服务于生活的意识。

①沸腾及蒸发的特征；沸点；液化及液化的方法。

教学重点

②探究水的沸腾。

尝试用沸点知识、用液化、汽化的知识解释、说明生活和自然界中的一

教学难点

些现象。

①讲授教学法

教法

②实验教学法

①制作了简单实用的多媒体课件以辅助教学。

②教师及学生分组探究实验器材：酒精、抹布、细线、、热水、玻璃片

媒体及教具

两块、酒精、胶头滴管、酒精灯、试管夹、硬纸板（树叶）、铁架台、

石棉网、温度计、火柴、烧杯、计时工具（有节奏的打拍子计时）

教学过程

一.汽化和液化现象

教师：不用吹气让保鲜袋鼓起来，让学生想想有哪些办法；后将酒精用滴管滴入（带

一些红墨水增加可见度）、排出空气、系紧保鲜袋放入装有热水的玻璃水槽中，让学生观察

现象。（酒精冒气泡，塑料袋鼓起）再接着将鼓起的塑料袋从热水中拿出来，观察保鲜袋膨

胀及袋里液体多少的变化。可以缓缓重复两次，让学生思考，讨论分析得出物质状态的变化

及吸放热的情况。

板书：物质从液态变成气态的过程，这种现象叫做汽化。汽化吸热

物质从气态变成液态的过程，这种现象叫做液化。液化放热［可以图表展示）

让学生联想、讨论交流生活中的汽化现象，有那一种现象与刚才酒精的汽化相似，认

识

汽化的两种方式：蒸发与沸腾，

2.实验：探究水的沸腾

（1）提出问题：

引导学生参照前面学习''海波的熔化”的探究,说明物质发生物态变化是有条件的。对、'水

的沸腾〃我们需要研究和弄明白些什么问题？

教师补充，提出要研究的问题：（课件展示）

①水烧开需要哪些条件？是不是一开始加热水就沸腾？

②水沸腾时有什么现象？你仔细观察过吗？

③水沸腾时温度会有什么变化？水沸腾后，继续加热是不是温度会越来越高？

@水沸腾后停止加热，水还会继续沸腾吗？这又能说明什么问题？

［说明：先让学生提出问题，然后教师再补充，这是为了培养学生提出问题的能力；教

师补充提出的问题，是有一定目的性的，通过对这些问题的讨论，让学生初步明确：水沸腾

需要加热，还要达到一定温度，以引导学生在后面将要进行的设计和观察实验］

（2）设计并进行实验：

1.安装实验仪器.

2,用酒精灯给水加热，并观察实验现象（水中气泡变化，温度的变化）

3.当水温接近90c时，每隔Imin记录一次温度，并观察水的沸腭现象.

4,用表格和图像两种不同方式，收集和处理数据，并感受图像的直观效果。

5.实验完毕整好器材。

［说明：实验操作中提示注意安全、规范操作：（酒精灯的火焰、开水、温度计都有安

全隐患，特别小心）实验的过程要分工合作，按时完成实验任务］

（3）评估与交流：

请学生到讲台前面用实物投影展示收集的数据、做出的图像；同时结合自己小组的实

验现象、实验数据跟同学们分析自己小组为什么会得出这样的结论。

（4）分析论证：让学生针对提出的四个问题，结合实验现象和结果，对照自己的猜想

进行分析论证，从而得出正确结论。板书

沸腾定义：沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。

沸腾条件：①吸热；②达到一定温度。

沸腾的特征：达到沸点，继续吸热温度保持不变

3.沸点：液体沸腾时有确定的温度，这个温度叫做沸点。不同液体沸点不同。

举例：让学生回忆引入实验，说说酒精与水谁的沸点高，理由是什么。

油炸食物可以炸焦，但用水煮不会煮焦（水不要烧干）为什么？

⑴教师给出问题，引导学生阅读课本P80页''几种液体的沸点〃表格：

（课件展示）

①通过阅读表格，你会发现液体的沸点与什么有关？

②刚才的实验中，你所测得的水的沸点高于或低于100C的原因可能是什么？

③可以用酒精温度计测开水的温度吗？为什么？

［说明：通过设计、补充以上问题，让学生尝试着将实验中、生活中的现象与沸点联系

起来，以弥补课本在部分内容的单薄与不足，从而更好的达成课程标准的要求］

4.蒸发

（1）学生搜集蒸发实例：

①夏天雨后地面上的水干了。②开口瓶中的酒精，时间久了，干了。

③渔民晒干鱼，把鱼中的水分晒干了。④海水哂盐。湿衣服晾干等

学生在举例，加深对蒸发现象认识；结合实例对照沸腾，归纳出蒸发的特点及定义。

①蒸发是否也像沸腾•样，必须达到一定的温度才能进行？

②液体蒸发时，也是像沸腾那样剧烈，在液体内部和表面同时发

生吗？

蒸发是在任何温度下都能发生的一种平和的汽化现象。蒸发只发生在液体表面。

（2）影响蒸发快慢的因素

设计情景，提出要解决的实际问题：星期天下午，妈妈把小明的校服洗了，可小明怕

干不了，耽误星期一早上升国旗的时候穿。同学们能不能想办法，使小明的湿校服干的更快

一些？

搜集办法：让学生通过充分讨论，搜集解决问题的办法、并进行交流；教师板书汇总。

例如：生①放在有阳光的地方晒。②放在通风的地方。③把衣服尽量展开晾。④用电

风扇吹。

让学生通过讨论，对搜集的办法进行分类、归纳，得到三种加快蒸发的方法：

⑴提高液体温度；⑵增大液体表面积；⑶加快液体表面上的空气流速。

5、蒸发吸热可以致冷

创设实验情景，

夏天，上完体育课回到课室，人感到很热，打开风扇一吹，凉爽舒服，同学们想一想,

风扇可以使人体降温吗？有时从游泳池游泳出来，风一吹，人也会感到特别冷，为什么？

能否利用桌面上所给的器材，温度计、酒精设计一个实验来验证，。

教师与学生一起讨论方案，

学生实验：拿起温度计，观察它的示数，作好记录；

用扇子扇一扇，观察它的水数是否变化，作好记录；

然后在温度计的玻璃泡涂上酒精，观察它的示数是否变化，作好记录；

过一会儿用扇子扇一扇，观察温度计的示数变化情况；让学生用图像描述这种规律。

证明蒸发吸热可以致冷。

6、液化

创设实验情景，感受液化现象：

实验一：用电水壶烧水，将水加热至沸腾后，观察壶嘴处的''白气"，思考这是水蒸气

吗？在''白气〃多的地方用酒精灯烤一烤，观察''白气"多少的变化，说明了什么？

在壶嘴处放一块冷玻璃片，树叶，观察现象

（冷玻璃片上，开始变蒙，后聚集着许多小水珠，这是一种液化现象）

将玻璃片用酒精灯烤•烤放在壶嘴处，观察现象说明什么问题？（水蒸气放热才能液

化）

回顾引入的实验与学生分析归纳液化的条件一：⑴降低温度：

让学生列举生活中的有关液化现象的实例：(课外作业)

例如，秋天的早上，窗玻璃上有一层水雾，仔细看是一些小水珠。

做饭时，经常在锅盖上附着着一些小水珠。从冰箱取出的可乐瓶上有一些小水珠。

冬天，从户外走进暖和的屋子里，眼镜片上也有一层水珠。

秋天早上，在树叶上有露珠下雨，是空气中水蒸气液化成的。

冬天在寒冷的户外讲话时，会看到口中有''白气〃哈出，这是人从口中哈出的水蒸气

吗？

［说明：学生经常会把热水壶口冒出的白气；从冰箱中拿出的冰糕周围的白气等，错误

的认为是水蒸气。在这里设计这个练习，主要就是为了纠正学生的这种错误认识］

3、液化的方法：

(1)降低温度：

⑵压缩体积：演示乙醛的液化用注射器压缩乙醛蒸汽体积，使其液化。

课件展示：打火机、煤气罐、火箭里的液态氢。体积小，便于运输与储存。

7、小结：用图表的形式归纳

布置作业2

教后的一些思考：

课程标准对本节课的要求：通过实验探究物态变化过程。尝试将生活和自然界中的一

些现象与物质的熔点和沸点联系起来，能用水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象。

根据课标，一是要完成探究''水的沸腾实验〃，归纳出物态变化的一些特征。二是加强沸点知

识与生活的联系，三是理解汽化、液化特征及条件，能解释一些生活现象，要求较高。

教材资源''观察塑料袋变化〃的实验：实验时加了一点红墨水，增强了可见度，引发了

学生极大的兴趣及思考。二是探究''水的沸腾”实验，通过重要环节的设计，让学生的实验、

探究、讨论、评估等环节顺利进行，用升水加热，缩短实验时间，让学生通过实验探究自己

得出''沸腾现象和沸腾过程的温度特征〃，培养学生动手动脑、合作学习的能力。加强图像描

述物理现象特征的方法学习。在蒸发致冷的实验探究中也凸显这一点，三是沸点的教学，教

材在这部分所提供的素材仅有纸锅烧水一个小实验，显然教材在这部分内容的设计有些单

薄，我在对沸点这部分的教学设计中，增加了3个解释现象的题目；

本节课教材容量较多，探究',水的沸腾〃，蒸发致冷的理解又设计了学生实验，学生的

探究活动占用课堂大量时间，而且本节除安排了沸腾的内容之外，还涉及到了蒸发和液化两

部分的内容，因此教材容量较多，生活实例现象丰富，时间的控制很难把握；蒸发的特征以

学生讨论为主，液化穿插在实验过程，原设用一个课时完成教学，但液化的教学未能完成。

教学中我感到明显不足的是学生的探究活动中，小组没有明确的分工，评估交流时间

太短。•些精彩未能呈现。二是多媒体课件使用不够熟练，影响了整个流程。

总之，非常感谢这次教研活动，让我感受到自己教学方面的不足，我会加倍努力,

不断学习提高自己的教学能力。衷心的感谢所有听课的老师与同学！谢谢！

熔化和凝固

•教学目标

一、知识目标

1.理解气态、液态和固态是物质存在的三种形态.

2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的.

3.了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别.

4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义.

二、能力目标

1.通过观察晶体与非晶体的熔化、凝固过程培养观察能力.

2.通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的凫件.培养学生的实验

能力和分析概括能力.

3.通过探究活动，培养学生认识图象、利用图象的能力

三、德育目标

1.通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感.

2.通过实验培养学生善于实践和勇于克服困难的良好意志和品质.

・教学重点

通过观察晶体与非晶体的熔亿、凝固过程培养观察能力，实验能力和分析概括能力.

・教学难点

指导学生通过对实验的观察，分析概括，总结出固体熔化时温度变化的规律，并用图象

表示出来.

・教学方法

观察法、实验法、分析法、讨论法

・教学用具

酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、石蜡、水、火柴、坐标纸、投影仪

・课时安排

1课时

・教学过程

一、创设情境，提出问题，导入新课

［师］春天来了，河面上的冰开始熔化成水.炎炎的夏天，洒在地上的水干了，变成看

不见的水蒸气，跑得无影无踪.想了解这是为什么吗？我们从这节课开始学习.在你们小学

《自然常识》中学过自然界的物质，还记得吗？

［生甲］自然界的物质常以固态、液态和气态三种形态存在着.

［生乙］冰是固体，水是液体，水蒸气是气体

［生丙］物质的状态不是一成不变的.当物体温度发生变化时，物质的状态也往往发生

改变.

［师］大家回答地很好.确实是随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变

化.通常是固态的铝、铜、铁等金属，在很高的温度时也会变成液态、气态；通常是气态的

氧气、氮气、氢气等，在温度很低时也会变成液态、固态.那么，水结成冰和冰熔化成水属

于什么过程？

［生甲］物质从固态变成液态的过程叫做熔化（meliing）.

［生乙］冰熔化成水属熔化过程

［生丙］物质从液态变成固态的过程叫做凝固（solidification）.

［生丁］水结成冰属凝固过程.

［师］我们这节课就来研究物质的熔化和凝固与什么因素有关系，有什么样的变化规律.

1.熔化和凝固（板书）

物质从固态变成液态的过程叫做熔化（melting）,从液态变成固态的过程叫做凝固

（solidification）.

［探究］固体熔化时温度的变化规律

［师］不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗？

［生甲］应该不相同.

［生乙］固态的铝、铜、铁等金属，在很高的温度时才会变成液态.冰熔化成水不用很

高的温度.

［生丙］不管在很高温度还是不太高的温度时变成液体，是不是都需要给物质加热？

［生丁］熔化过程中•定要加热，所以物质•定要吸收热量

［生戊］熔化过程中给物质加热，这时温度是不断上升，还是不变？

［师］现在提出了固体熔化时温度是怎样变化的问题，大家相互讨论，利用桌子上的仪

器通过探究实验来解决.先制订计划和方案.

［方案一〕把装有一些海波的试管放在盛水的烧杯里，用酒精灯通过烧杯和水给海波均

匀、缓慢地加热，并搅拌.装置如课本图4.2-1,注意观察温度计读数和海波的状态变化,

当温度达到40°C时，每隔1min记录一次温度，在海波完全熔化后再记录4~5次.填入表

中.

［方案二］把石蜡放在试管里再放入盛水的烧杯里，用酒精灯通过烧杯给石蜡均匀、缓

慢地加热.装置如课本图4.2—1,注意观察温度计读数和石蜡的状态变化.当温度达到40℃

时，每隔1min记录一次温度，在石蜡完全熔化后再记录4~5次.填入表中.

［师］这两个方案都很好，且可行.我们可按照这两个方案来做实验.我们先看挂图.注

意酒精灯的使用方法.

学生看完后，宣布开始分组实验，教师巡视，随时指导、帮助学生解决问题.

［师］请同学们根据海波和石蜡加热过程中温度随时间变化的情况，并结合自己实验分

析一下，海波和石蜡熔化过程有什么特点？从中可以找出什么规律？

［生甲］给海波加热，海波温度不断升高，当温度上升到48°C,时，开始熔化，在熔

化过程中虽然还在继续加热，但海波的温度却保持48c不变，直到完全熔化后温度才继续

上升.

［生乙］在给石蜡加热，石蜡先变软，然后逐渐变成液态，在整个熔化过程中，石蜡的

温度不断上升

［生丙］从我们组对海波熔化实验现象的分析讨论，认为这个现象表明，海波在一定温

度下熔化，在熔化过程中吸收热量，温度保持不变.

［生丁］我们组对石蜡熔化实验的现象进行分析讨论，认为这个现象表明，石蜡没有一

定的熔化温度.在熔化过程中吸收热量.

［师］同学们回答地很好，实验观察很仔细，每组同学都团结协作，讨论也很激烈.我

很高兴，看来大家对学物理很感兴趣.现在我们打开课本，看图4.2—2和图4.2—3；方

格纸上纵轴表示温度，温度数值已经标出；横轴表示时间，请自己写上，根据你们的实验数

据，在表中各个时刻的温度在方格纸上描点，然后将这些点用平滑曲线连接，便得到熔化时

温度随时间变化的图象.

［学生们画图，教师巡回指导］

［师］同学们根据你对实验数据的整理和分析，总结海波和石蜡在熔化前、熔化中和熔

化后三个阶段的温度特点.

［生甲］海波在熔化前温度升高，在熔化中温度不变，在熔化后温度继续上升.

［生乙］石蜡在熔化前、熔亿中、熔化后三个阶段的温度都在上升.

［师］现在我们回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？相互讨论你们进行论

证的根据充分吗？实验结果可靠吗？并与同学们进行交流.看看你们的结果和别的小组的结

果是不是相同？如果不同，怎样解释？写出实验报告.

学生们相互讨论、教师巡回指导.

［师］从海波和石蜡的熔化实验，我们还能总结出什么？

［生甲］有些固体在熔化过程中尽管不断吸热，温度却保持不变，这类固体有确定的熔

化温度，叫做晶体(crystal).

［生乙］有些固体在熔化过程中，只要不断地吸热，温度就不断地上升，没有固定的熔

化温度，这类固体叫做非晶体(noncrystal).

［生丙］晶体熔化时的温度叫做熔点(meltingpoint)

［生丁］晶体有熔点、非晶体没有熔点.

［师］晶体除熔化时有一定温度，在晶体凝固时也有一定温度，这个温度叫做凝固点.同

一种物质的凝固点和它的熔点相同.非晶体没有凝固点.

2.熔点和凝固点(板书)

(1)熔点一一晶体熔化时，有一定熔化温度叫做熔点.

(2)凝固点一一晶体凝固时，有一定凝固温度叫做凝固点.

［生甲］晶体的熔点一般是不同的知道熔点和凝固点有什么用？

［师］那你们想想：“为什么灯泡内的灯丝要用铝丝？”“水银能月来做寒暑表中的液体

吗？”

［生甲］鹤的熔点为3410℃,用来做灯丝，不容易烧断.

［生乙］水银不能用来做寒暑表中的液体，它的凝固点为・39°C,太低.

［师］看来大家已知道它们的用途，看投影课本图4.2—4和图4.2—5.思考想想议

议

［想想议议］

［生甲］AB段为固态，温度不断升高.

［生乙］B时刻为固态，C时刻全部变为液态，段为固液共存态，吸收热量，温度

不变.

［生丁］C。段为液态，温度升高

［生戊］E尸段为液态，温度下降

［生己］尸时刻晶体开始凝固，到G时刻全部变为固态，尸G之间是固液共存态、温度

不变.

［生庚］G"为固态，温度随时间下降.

［生辛］黑龙江省北部最低气温曾经到过-52.3℃,这时不能使用水银温度计，可用

酒精温度计

［师］回忆海波的熔化实验过程和温度变化，看看还能找到什么规律

［生甲］在海波的熔化实验和石蜡熔化实验中，无论温度变否都需要加热.

［生乙］在凝固过程温度不变，却继续放热.

［生丙］这说明晶体和非晶体在熔化过程中要吸热

［生丁］晶体和非晶体在凝固过程中要放热.

［师］北方的冬天，菜窖里放几桶水，可利用水结冰时放的热使窑内的温度不会太低，

菜不会冻坏.

3.熔化吸热凝固放热（板书）

二、小结

本节课我们学了熔化和凝固，通过对固体熔化时温度的变化规律的探究.我们知道了晶

体有熔点和凝固点，非晶体没有熔点和凝固点同种晶体熔点和凝固点相同.熔化要吸热,

凝固要放热.

三、布置作业

阅读P79动手动脑学物理1，2,3

［动手动脑学物理参考答案］

1.这种说法有道理.因为雪熔化时要吸收空中大量的热，使空气温度降低.所以说融

雪的天气有时比下雪时还冷.

2.利用冰能致冷可以防止饭菜变馒，但是要注意，由于冰块吸热，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.

3.晶体.熔点是80℃,持续

四、板书设计

1.熔化和凝固

熔化一一物体从固态变成液态叫熔化

凝固一一物体从液态变成固态叫凝固

2.熔点和凝固点

熔点一一晶体熔化时，有一定熔化温度，叫做熔点.

凝固点一一晶体凝固时，有一定凝固温度，叫做凝固点.

3.熔化吸热，凝固放热

五、课后练习

1.当晶体的温度正好是熔点或凝固点时，它的状态为

A.一定是固体

B.一定是液体

C.可能是固体

D.也可能是固液共存

E.可能是液体

2.把正在熔化的冰拿到温度为0°C的房间里，冰能不能继续熔化？为什么？

3.把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，当

烧杯中的冰块有大半熔化时，试管中的冰

A.熔化一部分B.全部熔化C.一点也不熔化D.无法判断

4.保温瓶中有1000g水，水温为0℃,当向瓶中放10g-2°C的冰块后，盖好瓶口的

软木塞，下列说法正确的是

A.有少量冰熔化成水

B.有少量水结成冰

C.冰和水温度都不会变

D.冰和水的质量都不会改变

5.下列图象中，表示蔡熔化的图象是

pxficuhooLcom

人穴iBig・教on

［参考答案］

1.答案：CDE

解析：晶体在整个熔化（凝固）过程保持温度不变.这个温度为熔点（凝固点），那么

在此温度下，晶体就既有可能是固体（也许正准备熔化或刚凝固完），也可能是液体（也许

刚熔化完或正准备凝固），也可能是正在熔化过程中或正在凝固过程中.所以可能是固体、

可能是液体、可能是固液共存.

2.答案：冰不能继续熔化、因为冰是晶体，它在熔化过程中要不断地从外界吸收热量,

正在熔化的冰温度是0℃,而房间的温度也是0℃,因此正在熔化的冰吸不到热，所以不

能继续熔化.

解析：晶体物质的熔化和凝固过程要满足两个条件：一是温度达到熔点（凝固点）：二

是要不断吸热（或放热）.要吸热（放热）发生热传递，必须存在温度差.而正在熔化的冰,

温度是0℃,房间温度也是0C,不能发生热传递，冰不能吸热.所以不能继续熔化.

3.答案：C

解析：根据题意，大试管和烧杯中均有碎冰.对烧杯加热的结果，烧杯内的冰吸热熔化,

当烧杯内的一部分冰熔化后，烧杯内为冰水混合物，它的温度为0℃不变，大试管放在烧

杯里，与烧杯内冰水混合物没有温度差，不吸热，所以试管内的冰不会熔化.

4.答案：B

解析：冰熔化过程要满足两个条件：一是达到熔点；二是能吸热.而此题水比・2℃

的冰质量大的多，相互接触-2℃冰和0℃水有温度差，-2C冰要吸热，温度最高达到0°C,

不能再吸到热，不会熔化.0,C水要放热，少部分水就凝固成冰，所以有少量水结成冰.

5.答案：D

解析•：茶是晶体，有确定的熔点，在图象上应当有与时间轴平行的线段，从图中看出，

A、B两个图的曲线温度随时间连续升高或降低，是非晶体的熔化和凝固图象，选项A、B

均不正确.图C表示物质温度下降，说明此过程放热，是由液态变为固态，是该晶体的凝

固图象，选项C不正确.图D是秦的熔化曲线.固态秦吸热温度升高，在熔化过程继续吸

热温度不变，直至全部为液体，吸收热量温度升高，所以选项D正确.

•活动与探究

［课题］液体凝固时温度的变化规律

［内容］我们探究了固体熔化时温度的变化规律.我们知道晶体在熔化过程中吸热温度

保持不变，这个温度叫熔点.非晶体在熔化过程中吸热温度不断升高.非晶体没有熔点.我

们还知道晶体也有凝固点，非晶体没有凝固点，对于同种晶体，它的熔点和凝固点相同吗？

怎么来加深对凝固过程的理解呢？

［过程］提出问题后，教师鼓励学生相互讨论.找解决问题的方法.

［生甲］我们可以对实验进行观察、来加深理解.

［师］要做好实验，就要做好以下几点：

第一：制定可行方案

第二：组装好仪器

第三：仔细观察

第四：做好记录

第五：总结出规律

这就要我们弄清楚如下问题：

第一：按照课本图4.2—1组装好仪器，给海波和石蜡加热，等它们完全熔化后，再加

热五分钟记下温度.

第二：撤去酒精灯，第隔1min记录一次数据.并注意观察状态.

第三：全部凝固后，继续记录5min.

第四：在方格纸上的纵轴表示温度；横轴表示时间绘出凝固时温度随时间变化的图象.

［结果］1.撤去酒精灯后，海波温度不断降低，当温度下降到48°C时，开始凝固，

在凝固过程中虽然还继续放热，但温度不变，直到完全凝固后温度才下降，这个现象表明，

晶体在一定温度下凝固，在凝固的过程中都要放热，温度保持不变，且凝固温度（凝固点）

与熔化温度（熔点）相同.

2.撤去酒精灯，蜡的温度不断下降，在凝固过程中放热，温度不断下降.这一现象表

明非晶体没有一定的凝固温度（凝固点），凝固过程中放出热量.

・备课资料

1.秦王的水晶宫

两千多年以前，秦王建造了一座非常豪华的宫殿，里面有许多铜柱子，夏天走进宫殿会

感到冷气沁人，如同进了水晶宫，这是什么原因呢？奥妙就在这•根根铜柱了•上面.原来，

这些铜柱是空心的，盛夏来临时，就把冬天收藏在冰窖里的天然冰块装进铜柱里，我们知道，

冰块在熔化成水的过程中吸收大量的热，而且远远比其他别的物质熔化时吸收的热量多，铜

又是传热的良导体，当铜柱里的冰熔化时，铜柱从周围空气吸热，使整个宫殿里的温度大大

降低.这些铜柱不仅支持着宫殿的屋顶，使宫殿显得豪华高贵，而且还是消暑降温的装置呢！

2.我国固体熔化与过热研究进入国际视野

“引发固体熔化的控制因素长久以来一直无法确定，最新的模拟计算成功将不同的观点

统一起来.”著名物理冶金学家、剑桥大学罗伯特•卡恩（R・W・CAHN）2001年10月II

日在《自然》（NATURE）杂志上发表了题为“从晶体内部熔化”的论文，高度评价了中国

科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室的金朝晖和卢柯博士等近期在熔化研究领域做

出的研究成果.

近一个世纪以来，熔化都是学界关注的热点.人们想知道，为什么晶体发生熔化？是什

么决定了晶体的熔化温度？在对熔化问题的研究中，林德曼（Lindemann）和波恩（Born）

判据为大家公认.林德曼认为晶格原子的振幅超过一定限度时，将会引起品格失稳并导致熔

化.这一判据可以解释，晶体表面先于芯部熔化主要是因为表面原子振幅相对较大.而波恩

则认为熔化是晶格刚性失稳的结果，简而言之就是晶体的刚度不足以抵抗熔化.大块晶体的

剪切弹性模量于熔点温度消失是其具体的表现形式.由于这两种观点均具有合理性，熔化研

究者也分别采纳了不同的观点，但却没有人注意到它们之间可能存在的内在联系.

金朝晖博士等在研究晶体极限过热熔化的过程中，敏锐观察到由两种方法预测的晶体极

限过热温度非常相近.为了弄清晶体过热熔化过程的控制因素这一基本问题，他们选择了计

算机模拟技术（分子动力学模拟）.他们在研究中发现，理想晶体在高于平衡熔点20%的温

度（按照绝对温标）开始熔化.在过热的理想晶体中，局部区域会自发地形成几十至数百个

排列无序的原子组成的特征原子集团，随即这些原子集团会关联，合并进而诱发整个晶体的

熔化.相关计算表明，理想晶体发生熔化时的弹性剪切模量减少到零，符合了波恩判据；而

过热熔化时原子相对振幅的均方根统计平均为22%,大于平衡熔点时林德曼判据的12%,

但理想晶体原子的表现却与实验中晶体表面熔化时相当，晶体表面熔化和内部熔化遵从相同

的振幅判定规律.由此可见，针对理想晶体过热熔化，振幅判据和刚性判据是统一的.

卡恩教授认为该项研究成果最具有创新价值的地方在于:利用计算模拟不但可以计算整

个系统的运动参量，还可以追踪局部原子的运动状态.并可以得出结论，由林德曼判据和波

恩判据共同控制的品格原子局域失稳是极限过热温度下晶体熔化的主要原因.该结论从原子

层次上解决了熔化发生机制的问题.

从另一个角度看，“林德曼”原子团为过热晶体中的液相均匀形核提供了条件，进一步

验证了卢柯博士等提出的晶体熔亿均匀形核动力学灾变理论.这些研究成果将晶体熔化的林

德曼热振幅判据、波恩刚性失稳机制和动力学均匀形核失稳机制紧密联系起来，提供了过热

晶体熔化的完整图像，大大深化了人们对晶格热稳定性的认识.

在国家自然科学基金和科技部的资助下，通过广泛的国际合作，经过近七年的坚持不懈

的努力，由卢柯研究员领导的熔化研究小组取得了令人瞩目的研窕成果，相继在国内外高影

响力杂志上发表论文20余篇.尤其是从1998年到2001年，《物理评论快报》（phys.Rev.Lell）

先后发表了他们的三项研究成果：提出晶体熔化均匀形核动力学灾变机制，预测了迄今最低

的晶体过热极限温度；首次实现了受限纳米薄膜的过热并阐明了薄膜过热的热力学原因；由

模拟计算从原子层次揭示理想晶体的极限过热熔化过程，找出了已有熔化理论判据的内在联

系.这些成果赢得了国外同行的关注和高度评价.

3.晶体的熔化

在某一温度下，原本有规则排列晶体，吸收周闱的能量，使固体分子产生剧烈的振动或

转动，分了•逃离原本的位置，使原来的结构破坏，而变成较散乱的排列，这个过程称为熔化.

当纯固体加入杂质时，会破坏原本晶体分子的规则排列，而使分子间吸引力下降，所以

熔化所需能量便会减少，因此造成熔点下降.我们可以发现：1：4或4：1混合的熔点比1：

1的熔化温度大得多，这是因为1：1混合的化合物，分子的排列较规则，而1：4或4：1

混合的化合物，可以把1的部分看成杂质，这样的分子排列会显得较不规则.但并不是每种

化合物都是在1：1的组成比例下徘列最规则，必须视混合物组成分子的大小、结构来决定，

另外作熔点检测的时候，注意一次不能填充太多化合物，大约0.051nm即可，不然可能使

测得的熔化范围拉大，填充更要紧密一些，否则若空气太多，能量都用来加热空气，造成能

量浪费，compound也不可重复使用，因为此时熔化过的化合物，可能测的组成比例的化合

物了，所以不可重药使用，尽管1：1所测得的熔化范围较小，但毕竟是混合物，因此熔化

范围不可能小到比纯物质还小，只是比另外二种比例的混合物来的小.

4.物质有多少种状态

自然界的物质都是由大量微观粒子构成的.当大量微观粒子在一定的压强和温度下相互

聚集为一种稳定的状态时，就叫做“物质的一种状态"，简称为物态.在19世纪，人们还只

能根据物质的宏观特征来区分物质的状态，那时还只知道有三种状态，即固态、液态和气

态.初中讲物态变化，就是讲这三种常见的物质状态间的变化问题.

气体物质处于高温状态下，原子、分子激烈碰撞被电离，或者气体物质被射线照射以后，

原子被电离，整个气体含有足够数量的离子和带负电的电子，而且一般情况下正负电荷量几

乎处处相等，这种聚集态叫等离子态.如果物质处于极高的压力作用下.例如压强超过大气

压的140万倍，组成物质的所有原子的电子壳层都会被“挤破”，电子都变成为“公有”，原

子失去了它原来的化学特征.这些“光身”的原子核在高压作用下会紧密地堆积起来（当然,

再紧密也会有电子存在和活动的空隙），成为密度非常大的（大约是水的密度的3万至6.5

万倍）状态，称为超固态.有些书籍把等离子态称为物质的第四态，把超固态称为物质的第

五种状态.

进一步从物质的内部结构去考虑，物态就远不止这几种了.例如，在固体物质中.有的

其内部微粒呈周期性，对称性的规则排列，称为结晶态.而另外一些，如玻璃、沥青等物质，

常温下虽然也有固定的体积，不能流动，但其内部结构则更象液体，称为玻璃态（非晶体）.还

有一些有机物质，能够流动，又具有某些晶体的光学特征，是介于液态和结晶态之间的状态，

称为液晶态.很多物质在极低的温度下，会出现电阻消失的现象、称为超导态；在极低的温

度下，某些液体的粘滞性会完全消失，叫做超流态.在巨大的压力下，平时是气体的氢可以

转变为具有金属特性的固态，称为金属氢态.天文学家发现，在宇宙中存在着比超固态密度

更大的物质状态，例如组成中子星的中子态，还有密度更高的超子态，反常中子态、黑洞等

等.由于反粒子，如反质子、反电子，反中子等都已被发现，有人预言在宇宙中会存在着全

部由反粒子构成的反物质世界，但还没有得到证实.1998年6月3日，美国发射的航天飞

机“发现者”号装载了一台磁谱仪，期望探测到宇宙空间中可能存在的反物质，其中一个关

键部件是由中国科学院电工研究所制造的直径1200mm、高800mm、中心磁感应强度为

0.1340T的永久磁铁.

总之，从物质的内部结构去分析，物态的种类很多，并且随着科学技术的进步.人们对

物质世界的认识会继续深入，更多的物态会被发现和被人所认识.

有时同一种物质在某种温度和压力下，有几种不同的物态同时存在，例如水处在密闭的

容器中，下部是水而上面是水蒸气，就是液态和气态共存的情形，其他还有固气两态共存，

固液两态共存或固液气三态共存的情形.

一般说来，任何一种物质，在温度、压强等发生变化时，都会呈现不同的物态，研究物

态变化对于深入了解物质的结构及性质，对于研制新材料及新物质，都具有很大的现实意义.

自然界里雨雪的形成，是很有代表性的物态变化过程.地面上的水蒸发成水汽，升至高

空与寒冷空气接触，水汽便凝结成小水滴，形成水.当温度下降，而又有凝聚核心的时候，

变会凝结成大水滴下降而为雨.一滴雨点要比其中小水滴大上千倍，个水滴一定要在它的体

积增大到很大时才会变成雨落下来.如果温度低于0℃,水汽在空中就可能形成雪.

雪是结晶的水.水汽凝华而成的微小晶体叫水晶.当水晶在大气中随着气流上下翻腾，

聚积起来变得足够大时，就成为雪花向地面飘落.雪花的形状多为六角形.也有针状、柱状

或不规则形状的.某些雪花的直径可大于2.5cm.雪花的大小取决于温度，温度越低，形

成的雪花越大.由于构成雪片的结晶能反射光，所以雪片呈白色.

当过冷水滴碰撞在冰晶（或雪花）上，则成霞，霞在积雨云中随着气流多次升降，不断

与雪花、小水滴合并，形成透明层与不透明层交替的冰块，落到地面，这就是雹.

地表面上的空气中含有水汽，当水汽的含量达到饱和时凝结成水滴.这就是露，如果地

表气温降到0℃以下时，则水汽直接凝结为固态，这就是霜.

熔化和凝固

课标要求

【教学目标】

一、知识与技能

1.理解气态、固态和液态是物质存在的三种形态.

2.知道物质的固态和液态之间是可以相互转化的.

3.理解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别.

4.知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义.

二、过程与方法

1.通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生物态变化的条件.

2.了解有无固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法.

3.通过探究活动，使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法.

三、情感、态度与价值观

通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感.

【教学重点】

通过实验探究熔化、凝固的规律.

【教学难点】

1•对熔化、凝固的理解及晶体与非晶体性质的理解.

2.晶体、非晶体熔化与凝固图象的区别.

【教具准备】

学生实验，六人一组.每组配备熔化实验仪器:酒精灯、铁架台、石棉网、温

度计两支、海波、蜡、水、火柴、坐标纸、实验报告等.

【教学课时】

1.5课时

教学设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一节所学内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针

对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

教师播放冰，雪，雨，霜的图片，以及烧杯中的水烧开后越来越少的图片,

引导学生思考以下题目.

思考题：（1）刚才播放的冰、雪、霜是什么物态？

（2）雨水是什么物态？

（3）水蒸气是什么物态？

学生回答：（1）冰、雪、霜是固态.

（2）雨水是液态.

（3）水蒸气是气态.

师：物质的聚集状态叫做物态，物态通常有三种：固态、液态和气态，物质

的三种状态之间可以相互转化，下面我们就一起来学习固态和液态之间的相互转

化.

【进行新课】

知识点1物态变化

教师给学生出示“物态变化循环图”（如图），引导学生了解6个物态变化过

程：①固态一液态；②液态一固态；③液态f气态；④气态液态；⑤气态一固

态；⑥固态-*气态.

师：我们知道大自然中有三种物态，物质从一种状态变为另一种状态，叫做

物态变化，那么请同学们思考物态变化与什么因素有关.

学生分组讨论后，积极发言，有的回答与体积有关,有的回答与温度有关……

教师进行总结并板书.（此处不需具体说明温度如何影响物态变化，只需让

学生知道物态变化与温度有关，不需做详细解释）

板书：物质从一种状态变为另一种状态叫做物态变化.物质以什么状态存在

跟物质的温度有关.

例题1（多媒体展示）在演线上填上相关的物质状态.（选填“固”，“液”或

“气”）

（1）用铁水铸造成铁锅：态变成态.

（2）钢锭变为钢水：态变成态.

（3）衣柜中的樟脑丸变小了：态变成态.

答案：（1）液固；（2）固液；（2）固气

课堂演练

教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.

知识点2熔化和凝固

师，春天来了，湖面上的冰化成水：固态的铁、铝等金属块在高温下变成了

液态等，这些都是物质由固态变成液态的现象.你见过哪些物质由液态变成固态

的现象？

生：冬天到了，气温下降，湖面上的水结成冰；工厂的铸造车间里，工人将

铁水浇在模子里，冷却后，铁水变成了固态的铸件等，这些都是物质由液态变成

固态的现象.

师：我们把物质由固态变成液态的过程叫做熔化.物质由液态变成固态的过

程叫做凝固.刚才我们提到的冰化成水是熔化，水结成冰是凝固.铁、铝等金属块

在高温下变成液态是熔化，铁水铸成工件是凝固.熔化和凝固是固态和液态之间

相互变化的两个过程，这两个过程的初、末状态相反，它们是互逆的两个过程.

板书：

1.熔化：物质由固态变成液态.

2.凝固：物质由液态变成固态.

3.熔化和凝固是互逆的两个过程.

例题2（多媒体展示）夏天，久放在冰箱里的西瓜会变得很硬，甚至刀都切

不动，则西瓜在冰箱中发生的物态变化是（）

A.熔化

B.溶化

C.凝固

D.融化

解析：西瓜虽是固体，但里面含的水分是液体，水在低温状态下凝固成了冰,

所以是凝固现象.

答案：C

教师总结：（1）熔化、溶化和融化三者并不是同一个概念，不可以混淆.熔

化是指物质从固态变成液态的过程，如冰吸热转变成水；溶化是指固态物质在液

体中分散开来，最后变成液态的现象，如糖在水中溶化；融化是冰、雪等变成水.

（2）判断物质的物态变化不能只看最终形成的物质状态，而必须分析变成

这种状态的初始状态是什么.熔化的初态是固态，末态是液态；凝固的初态是液

态，末态是固态.

课堂演练

教师引导学生做对应练习册中本课时课堂作业部分.

知识点3熔点和凝固点晶体和非晶体

1.实验探究固体熔化时温度变化规律

教师提出问题，引导学生思考：

（1）在熔化过程中，物质温度是怎样变化的？

（2）是不是每一种物质熔化时温度都相同？

学生提出假设与猜想：（1）在熔化过程中物质温度应该不断上升.（2）每一种

物质熔化时温度应该不同.

教师组织学生分组设计实验论证.（为了让学生发挥团结协作且更好地完成

探究实验，教师将整个班级的同学分成6个科学研究组，每个小组推举一个小组

长）

组长组织讨论：（1）怎样设计实验，实验中需要哪些实验装置？

（2）怎样组装这些实验装置，实验中需要注意哪些问题？

（3）实验过程中如何分工使实验有条不紊？

小组讨论并汇总，每个小组派代表上台演示组装实验装置的过程，讲述实验

中需要注意的事项：如①温度计要完全浸入被测物体中；②实验时为了让物体受

热均匀要不断搅拌;③注意酒精灯的使用安全;④实验过程中分工要求一人报时,

一人报温度值，一人搅拌，一人报物质状态，一人记录，一人照顾仪器.

教师组织学生进行实验，探究海波与蜂蜡熔化时温度变化情况.（实验参照

示例，教师可用多媒体展示并讲解）

实验探究海波与蜂蜡熔化时温度变化情况（实验参照示例）

A.设计并进行实验：

①我们利用海波和蜂蜡进行实验研究.用如图所取的实验装置，在两个分别

盛有海波和蜂蜡的试管中各插入一支温度计，再将试管放在盛水的烧杯中，这样

可以使试管均匀受热.

②用酒精灯对烧杯缓慢加热，注意观察海波和蜂蜡的变化情况，并仔细观察

温度计示数的变化.

③待被测物质的温度升到40℃时，开始每隔Imin记录一次温度计的示数，

直到固体完全熔化，再过3min后，停止加热.

④设计一个记录表格，将测温时间和测得的温度记录在表格中.

时间/min017345678910

海波的温度/电4042444648484848515457

蜂蜡的温度/电4040.541.542.243.144.54647.5495154

⑤如图所示，在方格纸上画出两条相互垂直的直线，用横坐标表示时间，用

纵坐标表示所测温度.将所记录的各组数据分别用点标在方格纸上，然后再将这

些点用平滑曲线连接起来，就得到了海波和蜂蜡熔化的两个图象.

温度/t温度/工

58

56

54

52

5()

4S

46

44

42

------钠1^"1口"I""11m-------►

012345678910时间他也012345678910时间他诒

提示：此实验成功的关键是保证海波受热均匀，注意采取以下措施：（1）试

管应选择较细的，从而增大海波的受热面积；（2）海波不宜太多；（3）加热应缓

慢，使试管内外温差保持在2c〜3c.

B.分析论证：

①从描绘出的图象容易看出，海波经过缓慢加热，温度逐渐上升（如AB段

图象，此过程中海波仍是固态）：当温度达到48℃时，海波开始熔化.在熔化过程

中，虽然继续加热，但海波的温度保持不变（如BC段图象，此过程中海波处于

固液共存状态）；当海波完全熔化完后，温度继续上升.（如CD段图象，此时海

波处于液态）

②蜂蜡的熔化过程则不同，由图象可以看出，随着不断加热蜂蜡的温度不断

上升.在此过程中，蜂蜡由硬变软变稀，最后熔化为液体.（如蜂蜡熔化图象中AB

段所示）

C.探究归纳：

①物质在熔化过程中要吸收热量；

②不同物质的熔化情况不一样，有些物质具有固定的熔化温度，即在熔化过

程中温度保持不变；

③有些物质没有固定的熔化温度.

2.熔点和凝固点晶体和非晶体

师：同学们通过实验知道有的固体在熔化过程中虽然吸热，但温度保持不变,

如海波、蔡等；有的固体在熔化过程中，只要不断地吸热，温度就不断上升，没

有固定的熔化温度，如蜂蜡、松香、沥青、玻璃等，这两类熔化温度变化不同的

物质，我们可以用晶体和非晶体来区别.

板书：

1.晶体：具有固定的熔化温度的固体.

2.非晶体：没有固定的熔化温度的固体.

3.熔点:品体熔化时的温度叫做熔点.品体不同，熔点一般也不同，作晶体没

有确定的熔点.

4.凝固点：液体凝固形成晶体时也有确定的温度，这个温度叫做凝固点.同一

种物质的凝固点和它的熔点相同，非晶体没有确定的凝固点.

教师用多媒体播放课件“晶体和非晶体”，帮助学生进一步了解晶体和非晶

体熔化和凝固时的温度变化情况.

晶体和非晶体（多媒体课件）

（1）晶体和非晶体在熔化（或凝固）时的比较：

不同点

固

相同点熔点

体温度变化图象

（凝固点）

匕.我、

晶熔化或凝固过

有

体程温度不变0）时间

熔化吸i7体熔化图象弓体凝固图象

热，凝固

没I）