八年级物理上 生活和技术中的物态变化教案

一. 教学内容：
生活和技术中的物态变化
1. 自然界中水的循环：
①会叙述云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹的形成
例1：请用学过的知识解释四季中的自然现象。

解析：自然界中有很多自然现象都和物理有关。

其中的雾、露、云、霜、雪、雹是常见的自然现象。

其实自然界中的云、雨、雪、雾、露、霜等现象都是水的物态发生变化形成的。

露是在天气较热的时候，空气中的水蒸汽于清晨前遇到温度较低的树叶、花草等，液化而成小水珠附着在它们的表面上。

这是自然界中的液化现象。

雾和云的情况相同，都是水蒸气在空气中遇冷液化成为小水珠。

这些小水珠悬浮在空气中，在地面附近称为雾，在高空处则称为云。

因此雾和云都是水蒸汽的液化现象。

霜和雪都是水蒸汽的凝华现象而不是液体的凝固。

霜是在地表面的水蒸汽遇到零摄氏度以下的温度，直接凝华为冰晶在地面或草叶上。

雪是天气较冷的时候，大气温度低于零摄氏度，水蒸汽在空中凝华成固态，为六角形的小冰晶（或叫雪花），在降落时互相结合形成雪片或雪团。

雹是冰球。

它的形成较复杂，云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空。

凝结为小冰珠，小冰珠在下落时，其外层受热熔化成水，并彼此相结合，使冰珠越来越大，如果上升气流很强就会再升入高空，在其表面凝结一层冰壳。

经过多次上下翻腾，能合成较大的冰珠，当上升气流托不住它时，冰珠就落到地面上，形成冰雹。

②自然界中的水是如何循环的
2. 高压锅：
①高压锅的构造：
②高压锅的工作原理：液体的沸点与压强有关，压强越大，沸点越高。

③易熔片的作用：为了防止安全阀出现故障而起备用保险作用的。

例2：高压锅又叫压力锅，用它可以将被蒸煮的食物加热到100℃以上，所以食物容易被煮熟。

且高压锅煮食物比普通锅煮食物省时间省燃料，尤其做出的米饭也香软可口，很受人们欢迎。

下图是AS22-5-80高压锅的铭牌，对此下列解释正确的是（）
A. 食品受到的压强大而易熟；
B. 高压锅保温性能好，热量损失少而易熟；
C. 锅内温度能达到100℃以上，食品因高温而易熟；
D. 高压锅的密封性好，减少了水的蒸发而易熟。

分析与解答：普通锅虽然有锅盖，但因密封不好，锅内是与大气相通的。

烧饭时，锅内水面上方的气压就是大气压强。

此时水沸腾的温度与不盖锅盖时是相同的。

那么为什么煮食物时总要盖上锅盖呢？这是因为盖上锅盖可以阻碍水蒸气与外界的对流，从而减少了热损失，用较弱的火就可以维持水的沸腾了，这样可以节约能源。

另外，如果是蒸食物，不加盖，食物就暴露在空气中了，食物吸收的热量又很快跑掉，达不到较高的温度，食物就不容易熟。

使用高压锅蒸煮食物时，高压锅盖上锅盖后就是一个密封的容器了。

加热时锅内水温不断升高，水的蒸发不断加快。

由于锅是密封的，锅内水面上方的水蒸气就越来越多，锅内水蒸气就越来越大，直到将气压阀顶起为止，锅内气压才不再增大。

此时锅内的气压一般接近1.2个大气压。

在这样的气压下，水的沸点接近120℃，食物由生变熟是个升温过程，温度越高熟的越快，高压锅中的食物可以被加热到的温度比普通高了约20℃，自然就容易熟了。

本题的正确选项是C。

例3：用高压锅煮粥，熄火后用冷水将锅冷却，拿掉限压阀后打开锅盖，可以看到锅内的粥仍在沸腾，普通锅却看不到这样的现象，对此下列说法正确的是（）
A. 熄火后，锅内温度迅速降到100℃以下，但由于打开锅盖后气压降低，所以重新沸腾；
B. 熄火后，锅内温度仍高于100℃，即使不冷却，不拿去限压阀，粥也在沸腾；
C. 熄火后，锅内温度仍然高于100℃，冷却后锅内气压比原来降低，打开锅盖后，气压降为一个大气压，所以重新沸腾；
D. 粥的流动性差，不易降温，熄火后即使不浇冷水，不拿去限压阀，粥也要沸腾较长时间。

分析与解答：解此题应弄清两个问题，第一，液体的沸点与压强有关，且压强越大，沸点越高。

第二，高压锅的原理就是增大锅内液面上方气体的压强，以提高锅内液体的沸点，若锅内是水，汤或是粥类，其沸点将超过100℃，如果打开锅盖，锅内压强迅速变为一个大气压，沸点应为100℃，而粥的温度降低速度较慢，仍大于沸点，所以刚揭开锅盖时，锅内的粥仍然在沸腾，因此C选项是正确的。

3. 电冰箱
①电冰箱内的致冷系统主要由：蒸发器压缩机和冷凝器。

②电冰箱所用的致冷物质是容易：（液化和汽化）并且在汽化时能大量吸热的物质。

③电冰箱是如何达到的致冷的？
④电冰箱为什么不能达到使室内降温的目呢？
例4：电冰箱是如何达到的致冷效果的？
分析与解答：压缩机工作时，对气态的氟氯昂加压，将它压入冷凝器，气态氟氯昂在冷凝器中液化，液化时放出的热量由冷凝器的散热片散发到空气中，液态氟氯昂经过节流阀（内径很细很细的管子）缓慢进入冰箱内的蒸发器。

蒸发器内的压强比冷凝器内的压强低很多，液态的氟氯昂在这里迅速汽化，吸收冰箱里的热量，使冰箱内的温度降低。

吸了热的氟氯昂气体被压缩机抽走，经过压缩机重新压入冷凝器中液化，并放出热量。

就这样，通过氟氯昂在制冷机系统中由液态变气态，又由气态变液态的循环，不断从冰箱内吸热，又不断将热“搬运”到冰箱外散发到空气中，达到了制冷的效果。

当冰箱内降到一定温度时（这个温度一般在零下几摄氏度至零下二十几摄氏度，可由人来选择），制冷机自动停止工作，当冰箱内的温度上升后，制冷机又自动开始工作，保证冰箱内总在一定温度以下。

由以上分析可知道，如果将室内电冰箱的门打开，虽然致冷物质蒸发时可以从室内吸热，但这些热量通过致冷物质在冷凝器中液化而放回室内，所以电冰箱不能达到使室内降温的目的。

4. 航天技术中的物态变化
①运载火箭的燃料与助燃剂是什么？这两种气体是如何液化的？（是在相当低的温度下用压缩气体体积的方法将氢气和氧气液化的）
②整流罩的内部要加装隔热层；整流罩的外表面上涂有一层特殊的物质（容易熔化和汽化的物质）
例5：流星进入地球大气层时，由于与大气发生剧烈的摩擦，流星会燃烧发光。

小民问老师“发射火箭时，火箭也同样与大气发生剧烈的摩擦，为什么没有燃烧发光呢？”老师解释说“科学家一方面研制了可耐几千摄氏度的耐高温材料，另一方面在火箭头上往往涂上一层特殊材料，利用这种材料在高温下先熔化且汽化起到防止烧坏火箭头部的作用．可以避免火箭因高速运动时与空气作用产生高温而被毁坏的危险，这种材料能起这种作用的主要原因是（）
A. 材料坚硬，不怕热；
B. 材料不传热；
C. 材料非常光滑，不易与空气作用而生热；
D. 材料受热熔化，汽化吸收了与空气作用时产生的热。

分析与解答：火箭在大气层中高速运动时，不可避免地要与空气产生作用，即使火箭头部做得十分光滑，也会因与空气碰撞而产生大量的热，使火箭头部温度很高，即使不能将火箭头部熔化也不可避免地向火箭内部传递大量的热，使得内部仪器损坏。

所以火箭头部加装了整流罩，整流罩的表面做得十分光滑同时在整流罩的内部要加装隔热层，并在外表面涂有一层特殊的物质。

所涂的材料在与空气作用升温后会熔化，并迅速汽化，在熔化和汽化时吸收了大量的热，而自身的温度却不再升高，从而保护了火箭，由此可知选项D正确。

5. 热管
①热管里发生的物态变化是：汽化和液化
例6：“热管”是80年代研制出来的一种导热本领非常大的装置。

它比铜的导热本领大上千倍。

“热管”的结构并不复杂，它是一根两端封闭的金属管，管内壁衬了一层多孔的材料，叫做吸收芯，吸收芯中充有酒精或其他易汽化的液体，如图所示。

当管的一端受热时，热量会
很快传到另一端，这是什么道理？
分析与解答：“热管”的一端受热时，这一端吸收芯中的液体因吸热而汽化，蒸汽沿着管子由受热一端跑到另一端。

另一端由于未受热，温度低，蒸汽就在这一端放热而液化。

冷凝的液体被吸收芯吸附，通过毛细作用又回到了受热的一端。

如此往复循环，热管里的液体不断地通过汽化和液化，把热量从一端传递到另一端。

液体在汽化和气体在液化时要分别吸收和放出大量的热，热管正是利用了这一性质，达到高效传递热量的目的。

“热管”在一些高新技术领域，如航天技术中发挥着重要作用。

航天器在宇宙空间中环绕地球或太阳运行时，向着阳光的一面由于没有任何物体的遮挡（地球上的物体会受到大气层对阳光的遮挡），受到强烈的热辐射，温度会升得很高，而背着阳光的一面，不仅不能从阳光吸热，而且还要向温度很低的宇宙空间辐射出热量，使得背光的一面温度很低。

航天器正、背面形成了很大温差，会使航天器不能正常工作，甚至损坏。

科学家将“热管”安装在航天器上，使它向阳一面吸收的热量很快传到另一面，从而减小了正、背面的温差，保障了航天器的正常工作。

【模拟试题】（答题时间：40分钟）
1. 填写下面物态变化名称：冬天的早晨树枝上有霜是__________现象，夏日清晨草叶上有露水是__________现象，春、秋的早晨易出现“大雾”是__________现象，用久的灯泡变黑了是__________现象，湿衣服晾干了是__________现象，冬天在室外人口中的白气是__________现象，夏天洒在地面上的一些水，过一会变干了是__________现象，用铁水浇铸机座是__________现象，夏天喝饮料常在饮料加块冰。

2. 湿衣服晾在阳光下比晾在树阴下干得快，这表明____________________；湿衣服晾在通风处比无风处干得快，这表明______________________________；一碗水洒在地面比盛在碗里干得快，表明______________________________。

3. 气体打火机中的丁烷气体是在__________条件下，用__________方法，使其__________贮存在打火机内。

4. 下面是观察水沸腾的实验步骤（）
A. 用酒精灯给盛水的烧杯加热，注意观察温度计示数。

B. 水温升至90℃时，每隔1分钟记录一次水温，至水沸腾后再继续加热4分钟
C. 将实验数据记录在表格里，并做出水温随时间变化图线
D. 将适量温水倒在烧杯中，把烧杯放在铁架台上，把温度计插入水中
E. 整理器材
（1）将实验步骤按正确操作顺序填在横线上____________________。

（2）实验中可看到，水沸腾前温度__________，沸腾时继续加热，温度__________，产生的气泡由小变大，上升至液面__________。

（3）实验可以得到如下结论：
a. 沸腾是液体表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象。

b. 沸腾前水吸热，温度上升。

你还可总结的结论有：
c.
d.
5. 飞机在人工降雨过程中，向云层喷洒干冰（固态二氧化碳）使之降雨，这个过程中经历__________种物态变化，依次分别为______________________________。

6. 冰山上的积雪有的__________直接变成水蒸气升上天空；有的__________变成水，汇入江河；江河湖海、土壤、植物中的水通过__________变成水蒸气，升入天空，水蒸气随气流运动到各处，水蒸气在高空遇冷时，有的__________成小水滴，有的__________成小冰晶，形成千姿百态的云。

7. 干湿泡温度计是用两个相同的温度计并列制成，在使用时，其中的一个温度计下端的玻璃泡包着湿布，因为水在蒸发时要__________，所以这支温度计的示数要比另一支的示数__________，两个温度计的示数差值越大，表明空气中的水蒸气含量__________。

10C，在下列几种情况下恰好为0℃的是8. 在寒冷的北方，池塘水面上的空气温度为-︒
（）
A. 冰层下表面
B. 除了冰层上表面以外的冰
C.冰层上表面
D. 冰层下面所有的水
9. 夏天，游泳的人刚从河水中上岸，就感到比在水中冷，如果蹲下身子抱成团又会觉得比站着暖和些。

对上述现象，下列解释中正确的是（）
A. 上岸后感到冷是因为岸上的气温比水温低
B. 蹲着比站着暖和是因为离水近一些有利于从水中吸取热量
C. 上岸后感到冷是因为身上的水蒸发吸热造成的
D. 蹲着比站着暖和是因为减慢了蒸发吸热
10. 在制糖工业中，要用沸腾的方法较快地除去糖汁中的水分。

为了使含水的糖汁在沸腾时不致因温度过高而变质，沸腾的温度要低于100℃，为此，下列可行的做法是（）
A. 将糖汁盛在密闭的高压容器内加热
B. 将糖汁盛在具有减压装置的容器内，加热时使得容器内的气压小于标准大气压
C. 缩短加热的时间
D. 降低加热炉火的温度
11. 夏季，有时能看到自来水管的表面出现许多细小的水珠，对产生这种现象的原因，下列解释中正确的是（）
A. 水管有孔，水渗了出来
B. 是水管中的水分子的扩散所致
C. 是空气中的水蒸气在水管上液化所致
D. 是水蒸发形成的
12. 火箭在大气中飞行时，它的头部跟空气摩擦发热，温度可达几千摄氏度，在火箭上涂一层特殊材料，这种材料在高温下熔化并且汽化，能起到防止烧坏火箭头部的作用，这是因为（）
A. 熔化和汽化都放热
B. 熔化和汽化都吸热
C. 熔化吸热，汽化放热
D. 熔化放热，汽化吸热
13. 夏天，打开冰箱门常可看到白雾，这是（）
A. 冰箱内原有的水蒸气
B. 冰箱内食物中的水分遇到高温空气后，蒸发形成的水蒸气
C. 空气中的水蒸气降温形成的小冰晶
D. 空气中的水蒸气降温液化形成的小水滴
14. 将饺子放在水中煮不会变黄变焦，而放在油中煎就会变黄变焦，这说明（）
A. 油放出的热量比水多
B. 油的比热比水大
C. 油的沸点比水高
D. 油的传热性能比水好
15. 对锅加热，水持续沸腾时，水面上的“白气”并不明显。

如突然停止加热，水面上很快出现很多“白气”，这是因为（）
A. 沸腾时水不蒸发
B. 沸腾时水面上的蒸气高于100℃
C. 停火后水开始大量蒸发
D. 停火后水面上方的温度明显低于水蒸气温度，大量水蒸气液化为细小的水珠，形成“白气”
16. 在古代唐朝的皇宫里，夏天由宫女推动高大的水车，将水洒到宫殿的房顶上，水再顺房顶四周流下，这样做的主要目的是（）
A. 为了新奇、美观
B. 为了寻欢作乐
C. 为了清洁房顶
D. 为了解暑降温
17. 日常生活中，居民使用的罐装液化石油气，在生产与使用中，应用的物态变化，正确的是（）
A. 生产时，采用了加压使石油气液化；
B. 生产时，采用了冷却使石油气液化；
C. 使用中，液态石油气要汽化成气体；
D. 使用中，液态石油气要升华成气体
18.在北方的冬天，戴眼镜的人从外面进到暖和的屋子里，镜片上会出现一层小水珠，为什么?
19.如何分离水和酒精的混合液体?
20. 一位同学想利用电冰箱降低室温，他先将冰箱的门打开，然后接通电源，这样做，能否达到降温的目的？为什么？
试题答案
1. 凝华，液化，液化，钨先升华后凝华，蒸发，液化，蒸发，凝固，熔化
2. 液体温度越高，蒸发越快，液体表面气体流动速度越快，蒸发越快，液体表面积越大，蒸发越快
3. 常温条件下，压缩体积，液化
4. （1）D、A、B、C、E
（2）上升、保持不变、破裂
（3）c. 沸腾过程中水吸热，温度保持不变 d. 温度升高，蒸发加快
5. 三，升华，凝华，熔化
6. 升华，熔化，蒸发，液化，凝华
7. 吸热，低，越低
8. A 9. CD 10. B 11. C 12. B 13. D 14. C 15. D 16. D 17. AC
18.答：冬天，当冷的眼镜片进入暖和的屋子时，屋子的湿热空气遇到冷镜片液化成小水珠附着在镜片上。

19.答：可以利用酒精和水沸点不同的特点进行分馏。

对混合物加热，并使其温度保持略高于78℃，由于酒精的沸点是78℃，所以酒精不断变成气态由混合液中逸出，把这种酒精蒸气收集起来再冷凝，就可使水和酒精分开。

20. 不能，因为电冰箱制冷机工作后，冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低，吸收空气中的热量，而与此同时，冰箱外部的冷凝器温度升高，将热量传给空气，室内空气的热量只是被冰箱吸收后又被放出，所以室温不会下降。