第四章___凝固和熔化时的导热
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第三节熔化和凝固(2课时)(一)教学目的1.知道什么是熔化和凝固现象。
2.理解晶体的熔点和凝固点的物理意义。
3.知道晶体和非晶体的熔化、凝固的区别。
4.知道熔化吸热、凝固放热。
5.了解图象在学习物理学中的作用。
(二)教具学生实验,三人一组。
每组配备熔化实验仪器、酒精灯、铁架台、石棉网、温度计二支、海波、蜡、水、火柴、坐标纸。
(三)教学过程一、新课引入教师:我们在小学自然常识课中学习过物质存在的三种状态:固态、液态和气态。
但是物质的状态不是一成不变的。
当物体的温度发生变化时,物质的状态也往往发生改变,所以物质状态的变化也属于热现象。
二、进行新课1.熔化和凝固教师提问:你见过哪些物质由固态变成液态的现象?(学生回答)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等,这些都是物质由固态变成液态的现象。
提问:你见过哪些物质由液态变成固态的现象?(学生回答)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。
我们把物质由固态变成液态的过程叫熔化。
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。
除此之外,蜡、松香、沥青、玻璃等物质也能熔化和凝固。
2.学生实验:观察海波的熔化。
(1)讲述实验的做法各组的熔化实验仪器中放入了少量的晶体物质海波。
将搅拌器和温度计的玻璃泡插入试管里的海波粉中,温度计的玻璃泡不要接触试管壁和底,要埋在海波粉中。
把试管放在大烧杯的水中,将烧杯放在铁架台的石棉网上,用酒精灯加热。
等水温升至30℃以上时,用搅拌器不停地搅动,每隔半分钟记录一次海波的温度,并观察海波的状态。
最后根据记录的数据在坐标纸上画出海波的温度随时间变化的图线。
(2)注意事项为了做好实验,每组的三位同学要分工合作。
一位同学搅动,一位同学读数,并观察海波的状态,第三位同学记录温度和状态。
“晶体熔化和凝固”实验的注意事项“晶体熔化和凝固”实验在初中物理实验教学中具有重要地位,但是做起来难以成功,但在教学中我们只要适当注意一些实验细节就能获得较好的实验效果。
对此实验的改进从以下三方面实行阐述。
奈本身导热性不强,且奈粉颗粒之间充满空气,而空气也是热的不良导体,致使真实的熔化过程是从外到内实行的,经常出现的情况是外层奈熔化,温度高于800C,内层奈还是固体,温度低于800C,凝固过程也类似。
所以实验要成功必须注意以下细节:(1)在奈中加适量的水。
(2)采用螺旋状搅拌器。
(3)严格控制温度。
(4)合理选择仪器,控制水量。
(5)药量要恰到好处。
(6)注意温度计的位置。
(7)注意时间的控制。
用海波代替萘做晶体熔解和凝固实验有如下优点:1、海波的熔点较低,加热容易,节省了完成实验的时间。
2、实验过程中没有刺激性气味。
3、实验和清洗都方便,提升了实验的成功率。
4、节省了实验经费的开支,因为凝固后的海波稍一加热,很容易倒出,可供下次实验再用。
(一)实验步骤:(1)用海波25克装在大号试管里,在试管内一侧插入一支温度计,温度计应尽量靠近试管壁但不与试管接触。
(2)用一只烧杯装入温度约400C的热水400C。
(3)将上述部件照图1-1组装在铁支架上,再用酒精灯加热。
(4)待温度计读数上升至400C后,每隔一分钟读取一次温度,读到520C为止,在加热过程中要持续地用玻璃棒搅拌海波,使温度均匀。
(5)将酒精灯盖灭并取去,让烧杯中的水及试管自然冷却,并要持续地搅拌液态海波,使温度均匀。
(6)待海波温度降到490C之前液态海波撒5克海波晶体,并随之搅拌,即可排除过冷现象。
(7)当液态海波开始凝固4分钟后,往烧杯中加入适量的冷水,以便节省时间,直到全部凝固为止。
(8)再将试管放入水浴中加热到480C,取出体温计,擦试干净,将海波倒出,可供下次实验用。
(9)将升温和降温的记录列表,并画出温度随时间而变化的曲线。
(二)学生实验:观察海波的熔化。
《熔化与凝固》凝固时间,物质差异在我们的日常生活中,熔化和凝固现象无处不在。
从炎热夏天的冰棍融化,到寒冷冬天的水结成冰,这些都是物质在熔化与凝固过程中的变化。
而凝固时间和物质差异在这一过程中起着至关重要的作用。
首先,让我们来了解一下什么是熔化和凝固。
熔化,简单来说,就是固态物质在受热的情况下变成液态的过程。
而凝固则是与之相反的过程,即液态物质在冷却的情况下变成固态。
例如,将一块冰放在室温下,它会逐渐熔化变成水;而将一杯热水放在低温环境中,它会慢慢凝固成冰。
凝固时间是一个十分关键的因素。
它受到多种因素的影响,其中最重要的就是物质的种类和外界环境的温度。
不同的物质具有不同的凝固点,也就是它们从液态转变为固态的温度。
比如,水的凝固点是 0摄氏度,而汞的凝固点则是-3887 摄氏度。
这意味着在相同的环境温度下,水会在 0 摄氏度时开始凝固,而汞要到-3887 摄氏度才会凝固。
物质的纯度也会对凝固时间产生影响。
纯度越高的物质,其凝固点越接近理论值,凝固时间也相对较为稳定。
以金属为例,如果金属中含有杂质,那么它的凝固点就会降低,而且凝固的过程可能会变得更加复杂,凝固时间也会相应延长。
外界环境的温度同样是决定凝固时间的重要因素。
当环境温度越低时,物质冷却的速度就越快,凝固时间也就越短。
反之,如果环境温度较高,物质冷却缓慢,凝固时间就会延长。
想象一下在寒冷的冬天和炎热的夏天制作冰块,冬天的低温会让水迅速凝固成冰,而夏天则需要更长的时间。
除了凝固时间,物质的差异在熔化与凝固过程中也表现得十分明显。
物质的性质,如比热容、热导率等,都会影响其熔化和凝固的过程。
比热容是指单位质量的某种物质升高或降低单位温度所吸收或放出的热量。
比热容大的物质,在吸收或放出相同热量时,温度变化较小,其凝固过程相对较为缓慢。
例如,水的比热容较大,所以在凝固时需要释放更多的热量,凝固时间较长。
热导率则是衡量物质导热能力的物理量。
热导率高的物质能够更快地传递热量,从而加速凝固或熔化的过程。