《升华和凝华》重难点突破
来源：物理好资源网
编辑：秩名
时间：2019-12-23
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《升华和凝华》重难点突破
一、教学内容分析教材从升华和凝华的现象出发，在让学生进行观察实验的基础上，感知什么是升华，什么是凝华，在实验中用对碘加热来揭示固体升华是需要吸热的，其逆过程凝华则可通过分析推断其需要放热，由于升华、凝华现象不是学生学习的重点，教材在这里没有过多设计活动内容。在前面学习四种物态变化的基础上，让学生理解物态变化中的初状态和末状态中伴随的吸放热情况，更好地解释各种现象中包含的物态变化。举出生产、生活中的一些事例分析解释，这些现象与生活息息相关，充分体现了新的课程标准“从生活走向物理，从物理走向社会”这一发展理念，并通过“水的循环”分析，体现了新课程标准“注重科学探究，提倡教学方式多样化”的特点。
教学重点：升华和凝华的概念，知道升华要吸热，凝华要放热。
教学难点：用升华吸热、凝华放热来解释自然界和生活中的一些现象。
二、重难点突破
本节知识与学生的日常生活密切相关，教学中应采用各种方法，将有关的升华、凝华现象尽可能多地展现出来，引导学生观察、体验这些现象，在大量感性认识的基础上，自然顺畅地形成概念，避免出现机械、孤立的死记硬背物理概念的现象。教材本身联系生活实际编写而成，但教学中仍应注重组织学生主动的、更多的联系实际展开学习活动，使学生初步认识物理知识是有用的，初步养成探究物理、运用物理的习惯和喜爱物理的良好情感。
1．升华和凝华
突破建议：
升华和凝华是常见的自然现象，但却不易被学生注意。特别是一些常见的升华和凝华现象都进行得较为缓慢，比如常温下樟脑丸的升华、冬天一直冰冻着的衣服变干、冬夜水蒸气的凝华（下霜）等，再加上变化前后的气体看不到、摸不着，学生几乎没有感性认识。因而，做好碘的升华和凝华实验十分必要。
在实验中，用“碘锤”来做升华实验，现象明显且简便易行、安全卫生，是观察升华、凝华现象的一个重要“窗口”。碘在常温下稍微受热，就可以升华，碘蒸气稍微遇冷，又可以凝华；再加上碘蒸气呈紫红色，便于观察，所以用碘做升华、凝华实验，是一种比较理想的物质。实验过程中，特别要注意观察物质固态和气态之间发生变化时，有没有液态物质出现。碘升华实验也可以用下面的实验替代：在锥形瓶内放入少许樟脑丸粉末，盖紧瓶塞（是为了防止有毒气体泄漏），然后加热，直至看不到锥形瓶中的樟脑丸粉末时，取下瓶塞，迅速将一根枯树枝放入，很快便可看到樟脑丸的蒸气在枯树枝上凝华，形似雪花。升华和凝华实验常用的物质是萘和碘。
由于升华和凝华过程不容易被注意到，一般只能根据观察到的结果进行分析、推断。教学中应启发学生列举一些生活中常见的升华和凝华的实例，加深学生的认识，尤其注意区别凝华与凝固、凝华与液化的现象。比如：用久的电灯泡灯丝会变细，玻璃泡会显得黑，这是因为钨丝受热升华形成的钨蒸气，使体积减小，钨蒸气又在灯泡壁上凝华成极薄的一层固态钨；冬夜，室内的水蒸气常在窗玻璃内壁上凝华成冰晶；从冰箱里拿出来的冰棍结成了一层“霜”；冬天，冰冻的衣服（结了冰）变干（温度低于0℃，冰不能熔化，消失的本质是冰逐渐升华为水蒸气了）；冬天，0℃或以下（未达到熔点）雪人仍逐渐变小；衣箱中的樟脑丸变小；用干冰制造舞台上的白雾、用干冰进行人工降雨、食品保鲜等。
由于干冰升华吸热在生产生活中应用广泛，教学中应让学生了解干冰及其应用。干冰，虽然它的名字带着一个冰字，却和水结成的冰没有什么关系，事实上它是由无色的气体──二氧化碳形成的。如果把二氧化碳装在一个钢瓶里，再加压，它就会变成和水一样的液体了，如果温度再低一些，那么二氧化碳就会变成白色的、好似雪花一样的东西，这就是干冰。这种固体不经熔化就可直接变成气体。干冰的温度可达-78.5℃，由于干冰温度很低，它急剧升华的时候，会使周围的温度迅速降低，空气里的水蒸气就会凝结成雾。
干冰的主要应用有──利用干冰冷藏食品：运输食品时利用干冰升华吸热降温来防止食品腐烂变质。利用干冰制造舞台烟雾效果：在文艺演出时，舞台上往往要用弥漫的白雾给人以若隐若现的舞台效果，这种烟雾是由于向空气中喷撒干冰（固态二氧化碳），干冰升华时吸热，使气温迅速下降，空气中的水蒸气有的液化成小水滴，形成白雾，有的凝华成小冰晶，形成白烟，这样就造成了舞台上的云雾效果。利用干冰进行人工降雨：人们利用干冰升华吸热的特点进行人工降雨。当干冰进入冷空气层，会很快升华，在升华过程中将吸收大量的热量，使冷空气层的气温急剧下降，这时高空中的水蒸气就会变成小冰晶，小冰晶逐渐变大后下落，在下落过程中遇到暖气流就会熔化而形成雨。固态二氧化碳可以直接升华为气态的二氧化碳，同时吸收大量的热，还没有残留物。利用这个特点，可以用在医学科研上，现代医学上有一种“冷冻疗法”，即把干冰放在部分组织（如疣子）上，利用干冰升华吸热迅速降温冷冻，使其组织坏死，达到不用“动刀”而治愈的目的。
2．水循环
突破建议：
要求学生阅读STS“水循环”，能够用水的三态变化解释自然界的一些水的循环现象，总结水的三态循环规律；了解我国水资源的紧张状况，认识水对于人类的重要意义，从而产生强烈的水环保意识和节水意识。
本节内容教学之前，请学生查找相关资料、图片或下载网上信息。可以分成三个主题进行准备：（1）水为何珍贵？（2）水能为人类做些什么？（3）破坏水资源会给人类带来哪些危害？我们应该怎么办？上课时让学生进行交流、讨论甚至是争论，在同学们动态的交互学习中，形成对这部分知识的了解。通过对有关问题的争论，对水资源的保护、开发和利用，形成自己独特的见解，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯。
关于水循环，应该让学生了解自然界里雨雪的形成，这是很有代表性的物态变化和水循环过程。地面上的水蒸发成为水蒸气，升到高空与寒冷空气接触，水蒸气便凝结成小水滴，形成云。当温度下降，而又有凝聚核心的时候，就会凝结成大水滴下降成为雨。一滴雨点要比云中的小水滴大上几千倍，小水滴一定要在它的体积增加到很大时才会变成雨点落下来。如果温度低于0℃，水蒸气在空中就可能形成雪。
雪是结晶的水。水蒸气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，聚集起来变得足够大时，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2.5厘米。雪花的大小取决于温度，温度越低，形成的雪花越小。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，则成霰，霰在积雨云中随着气流多次升降，不断与雪花、小水滴等合并，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蒸气，当水蒸气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，则水蒸气直接凝结为固态，就是霜。
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