初中物理人教版（2024）八年级上册升华和凝华教学设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册升华和凝华教学设计，共9页。教案主要包含了教学目标，知识与技能，过程与方法，情感、态度与价值观，教学重难点，教学过程，自主学习，合作探究等内容，欢迎下载使用。
【知识与技能】
1.知道什么叫升华，什么叫凝华.
2.知道升华是一个吸热过程，凝华是一个放热过程.
3.能够解释生活中常见的升华、凝华现象.
【过程与方法】
1.组织学生观察并利用日常生活中一些常见的现象来理解升华和凝华的定义.
2.师生共同探究人工造“雪”的过程，理解升华吸热和凝华放热现象.
【情感、态度与价值观】
通过学生对所学知识的归纳总结，收集材料和对日常现象及实验的观察，激发学生学习物理的兴趣，养成探求知识的欲望.
【教学重难点】
【重点】
知道升华、凝华现象及它们各自的吸放热情况.
【难点】
解释生活中的升华、凝华现象.
【教学过程】
知识点 升华和凝华
【自主学习】
阅读课本P64—65，完成以下问题：
1.物质从固态直接变成气态的过程叫升华.升华需要吸热.
2.物质从气态直接变成固态的过程叫凝华.凝华需要向外放热.
【合作探究】
演示一 碘的升华和凝华
1.如图所示，在大试管内放入少量碘粒，在试管口盖上玻璃片，开始加热并观察管内有什么变化？
答：会看到管内有紫色气体生成.
2.试管口的玻璃片下方会出现什么变化？
答：试管口的玻璃片下方会出现固体的碘颗粒.
3.过程中会出现液态的碘吗？
答：不会出现液态的碘.
4.实验现象说明什么问题？
答：说明升华过程需要吸热.
5.继续对试管加热，待管内有紫色气体生成时，换一块烤热的玻璃片放置于管口，观察玻璃片下表面上是否有固体碘颗粒形成.这说明什么问题？
答：没有.说明物质由气态直接变成固态需要向外放热.
演示二 生活中的升华现象

1.以上有关升华的生活现象分别是什么？
答：樟脑丸变小、冰冻衣服变干了、灯泡的灯丝变细了.
2.这些现象是怎样形成的？
答：它们都是由于物质由固态直接变为气态而形成的.
演示三 生活中的凝华现象

1.以上有关凝华的生活现象分别是什么？
答：分别是雾凇(树挂)、霜、雪、白炽灯泡变黑了.
2.这些现象是怎样形成的？
答：它们都是由于气体物质遇冷凝华而形成的.
演示四 三态变化图
1.怎么判断物态变化的类型？
答：判断物态变化时一般采用三步骤：①物质的初始状态是属于固态、液态还是气态；②物质经历了物态变化后最终属于什么状态；③由初始状态与末状态确定物质中间的物态变化.
2.吸热的物态变化有哪些？放热的呢？
答：吸热的物态变化有：熔化、汽化和升华.放热的物态变化有：液化、凝固和凝华.
演示五 水循环
此图说明了什么？
答：说明了地球上的水在固态、液态和气态三种状态间不断地相互转化.
【教师点拨】
1.常见的升华现象：钨丝升华、萘升华、冰升华、“干冰”升华、碘升华等.
2.发生升华现象时，物质并不是由固态熔化为液态，然后由液态变为气态的，而是由固态直接变为气态，只有一部分物质在一定的条件下能够发生升华.
【备课资料】自然界中的物态变化
云、雨、雾、露、霜、雪、雾凇、冰雹是常见的自然现象，是水的不同物态，你知道它们是怎样形成的，形成过程中发生了哪些物态变化吗？我们一起来了解一下。
一、云的形成
地面附近的水蒸气上升，越往高空温度越低，到了一定高度，如果高空的温度高于0℃，水蒸气就液化成小水滴，如果高空温度低于0℃，水蒸气就凝华为小冰晶。这些小水滴和小冰晶逐渐增多就形成了云。云涉及的物态变化有液化和凝华。
物态变化过程：
二、雨的形成
我们已经知道，云是由许多小水滴或小冰晶组成的。如果云中的水滴增大到一定的程度，在重力作用下就会下落形成降雨；如果小冰晶增大后下落，当到0℃以上的空气层时就会熔化形成降雨。雨涉及的物态变化有液化、凝华和熔化。
物态变化过程：
三、雾的形成
春秋季节夜间地面附近的空气温度降低，如果空气中的水蒸气较多，便液化成雾。雾涉及的物态变化是液化。
物态变化过程：
四、露的形成
初秋季节空气湿润，夜间温度下降，地面附近的水蒸气在植物枝叶表面液化便形成露。露涉及的物态变化是液化。
物态变化过程：
五、霜的形成
霜是一种白色的冰晶，多形成于深秋或初冬季节的夜间，当夜间的温度降到0℃以下时，水蒸气在地面或枝叶上凝华形成霜。霜涉及的物态变化是凝华。
物态变化过程：
六、雪的形成
当水蒸气上升到高空，并且高空的气温降到0℃以下时，水蒸气便凝华成小冰晶，下落过程中周围水蒸气与其接触而结晶成雪。雪涉及的物态变化是凝华。
物态变化过程：
七、雾凇的形成
雾淞，俗称树挂，是严冬时节出现在吉林松花江畔十里长堤的自然现象，与桂林山水、长江三峡、云南石林并称为中国四大奇观。经常一夜间松花江畔长堤上的大柳树成了“白发三千丈”的雪柳，苍松则成了“玉菊怒放”的雪松。雾凇是怎样形成的呢？夜间温度下降，江面上方的水蒸气凝华附着在草木和其他物体上便形成了雾凇。雾凇涉及的物态变化是凝华。
物态变化过程：
八、冰雹的形成
小水滴和小冰晶组成的云，遇到上升气流，在上升过程中水滴凝固在冰晶上变大，而后下落，经历上升和下落反复几次越来越大，最后当上升气流支撑不住冰雹时，它就从云中落了下来，成为我们所看到的冰雹了。冰雹涉及的物态变化是凝固。
物态变化过程：
拓展：冰花形成窗户的内侧，夏天车窗玻璃上的水雾在外侧，冬天车窗上的水雾在内侧，哪侧温度高吗，在哪侧。因为都是温度高那一侧的水蒸气遇冷形成。
人工降雨的科学原理
云是由水汽液化而成，高空人工降雨就是将含有碘化银的炮弹打入云雾厚度比较大的4000至5000米中低高空，碘化银在高空扩散，成为云中水滴的凝聚核，水滴在其周围迅速凝聚，达到一定体积后便产生了降雨。
世界上许多国家普遍使用碘化银做人工降雨的催化剂。中国采用干冰和碘化银穿插使用的办法。干冰是由人工降雨飞机的舱底“漏斗”洒向云层。碘化银做催化剂时，可用火箭把碘化银焰弹发射上去。
人工降雨常见催化剂的应用原理
AgI和干冰用来人工降雨，作用机理是不同的。干冰可以降低云层的温度，促进水蒸气冷凝；AgI可以充当水蒸气的凝结核。
1.干冰的应用原理
干冰即固态二氧化碳。通常二氧化碳气体在加压和降温的条件下，会变成无色液体，再降低温度，即会变成雪花般的固体，经过压缩，就会成干冰。论外貌，干冰和普通的冰确实很相像，其外形与冰一样。在一个标准大气压下，受热后不会立即熔化，而是在-78.5℃时直接变成气体，销声匿迹，不像冰熔化后会留下水迹，因而得名“干冰”。
正是由于“干冰”的特有个性，决定了它是一种比冰更好的致冷剂。
干冰汽化时使周围空气层温度下降，云层温度下降，从而引起水滴的凝结，凝结的水滴冰晶迅速加大增多，最后形成降雨。
2.碘化银的应用原理
碘化银只要受热后就会在空气中形成极多极细（只有头发直径的百分之一到千分之一）的碘化银粒子，1g碘化银可以形成几十万亿个微粒，这些微粒会随气流运动进入云中，在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶。因此，用碘化银催化降雨不需飞机，设备简单、用量很少，费用低廉，可以大面积推广。除了人工降水（雨、雪）外，碘化银还可以用于人工消云雾、消闪电、削弱台风、抑制冰雹等。
三、课堂小结
四、课时作业
1．2019年3月22日是第二十七届“世界水日”，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。下列有关水的现象发生过程中，需要吸热的是（ ）
A．初春，雪水在屋檐下形成冰锥
B．盛夏，晾在外面的衣服很快变干
C．深秋，夜晚草叶上形成露珠
D．寒冬，树枝上形成雾凇
故选：B。
2．水是宝贵的资源，兴趣小组同学开展了有关水的研究。
（1）用喷雾加湿器工作时将水变成细小雾滴，并通过风送入房间，从而对空气进行加湿。该过程主要模拟了水循环中的 （选填下列各项的序号）。①水汽输送；②蒸发；③降水。
（2）如图中，一根竖直放置的环形管内注满水，水内有一个轻质光滑小球（小球与管道密合）。若在A处加热，则小球将 （选填“逆”或“顺”）时针随水运动。
（3）如图乙是水电解的示意图，通电一段时间后，在左侧试管内收集到的气体是 。
答案：（1）①；（2）逆；（3）氧气。
3．我国古诗诗歌《诗经•国风•秦风》蒹葭篇中写道“蒹葭苍苍，白露为霜”。从物理角度分析说“白露为霜”是错误的“霜”和“露”的形成过程是不同的，其中 是由于空气中水蒸气发生凝华现象；冬天“冰花”形成在玻璃的 （选填“内”或“外”）表面。
【解析】霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶；
“冰花”是室内的水蒸气遇到温度低的玻璃，在其内表面凝华为小冰晶。
故答案为：霜；内。
4．有霜的季节，农作物常被冻坏，这就是人们常说的遭到霜冻，实际上，农作物不是因为霜而受冻的，0℃以下的低气温才是真正的凶手。当空气干燥时，即使温度降低到﹣20℃～﹣10℃，也不会出现霜，但此时农作物早就被冻坏了，农民们称这种情况为“黑霜”。
（1）霜是由 直接变为小冰晶形成的，对应的物态变化是 。
（2）请根据短文，对“霜”形成的条件提出猜想。
“霜”形成的条件是 和 。
（3）小明为了验证小红的上述猜想，做了如下实验：从冰箱取出一些﹣10℃的冰块，放在不锈钢杯子里，一段时间后可看到在杯底出现一些白色的小冰晶（即霜）．你认为该实验 不能 （填“能”或“不能”）验证上述猜想。理由是： 。
答案：（1）水蒸气；凝华；（2）空气湿润；气温在0℃以下；（3）不能，因为没有进行空气干燥和湿润的对比实验，所以不能证明空气干燥时是否会形成。
5．小红在物理老师的指导下完成了下面的实验：如图1，将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟，用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度，可以看到冰水混合物的温度低于0℃．这时观察易拉罐的下部和底部，就会发现白霜（如图2），请你分析形成白霜的原因。
【解析】易拉罐中液体温度很低，所以易拉罐本身温度也很低。空气中的水蒸气遇到温度很低的易拉罐，由气态直接凝华成为固态的霜，同时放出热量。