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陜西省八年級物理上冊導(dǎo)學(xué)案:3.4升華和凝華一、學(xué)習(xí)目標(biāo)了解升華和凝華的定義和原理;掌握升華和凝華的實例和應(yīng)用;掌握升華和凝華與其他相變之間的關(guān)系;二、學(xué)習(xí)內(nèi)容2.1升華和凝華的定義及原理升華和凝華是物質(zhì)在固態(tài)和氣態(tài)之間直接相互轉(zhuǎn)化的過程。具體來說,升華是固態(tài)物質(zhì)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)的過程,而凝華是氣態(tài)物質(zhì)直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)物質(zhì)的過程。在常溫常壓下,某些物質(zhì)的升華和凝華是可以觀察到的。升華通常發(fā)生在固態(tài)物質(zhì)的表面,當(dāng)物質(zhì)的表面層與周圍空氣之間的分子相互作用強(qiáng)度減弱時,固態(tài)物質(zhì)的分子就能夠克服相互作用力,直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。凝華則通常發(fā)生在氣態(tài)物質(zhì)的冷凝核上,當(dāng)氣態(tài)物質(zhì)中的分子遇到冷凝核時,會因為與冷凝核之間的相互作用而凝結(jié)成為固態(tài)物質(zhì)。2.2升華和凝華的實例和應(yīng)用二氧化碳的升華和凝華:二氧化碳又稱干冰,在常溫常壓下,固態(tài)的二氧化碳可以直接轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的二氧化碳,這個過程叫做升華;相反,氣態(tài)的二氧化碳在接觸到冷凝核時,可以直接轉(zhuǎn)變成固態(tài)的二氧化碳,這個過程叫做凝華。二氧化碳的升華和凝華現(xiàn)象被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,例如制冷、消防等。2.3升華和凝華與其他相變之間的關(guān)系升華和凝華與其他相變,例如凝固、熔化和汽化等相變之間存在一些共同點(diǎn)和差異。首先,升華和凝華與凝固和熔化相變不同的地方在于,升華和凝華是直接發(fā)生在固態(tài)和氣態(tài)之間的相變,而凝固和熔化是發(fā)生在固態(tài)和液態(tài)之間的相變。其次,升華和凝華與汽化和液化相變不同的地方在于,升華和凝華不需要經(jīng)過液態(tài)的中間過程,而汽化和液化相變需要經(jīng)過液態(tài)的中間過程。最后,升華和凝華與其他相變一樣,也需要一定的溫度和壓力條件才能發(fā)生。不同物質(zhì)的升華和凝華溫度和壓力是不相同的,這需要通過實驗和觀察來確定。三、學(xué)習(xí)活動3.1觀察實驗:二氧化碳的升華和凝華材料:干冰,玻璃棒實驗步驟:1.將一小塊干冰放在容器的中心位置;2.用玻璃棒輕輕觸碰干冰;3.觀察干冰的升華和凝華過程;4.記錄觀察結(jié)果。實驗結(jié)果:-當(dāng)玻璃棒接觸干冰時,可以觀察到干冰直接轉(zhuǎn)變成氣態(tài)二氧化碳,這是干冰的升華過程;-當(dāng)氣態(tài)二氧化碳接觸到容器壁面或其他冷凝核時,可以觀察到氣態(tài)二氧化碳直接轉(zhuǎn)變成固態(tài)二氧化碳,這是氣態(tài)二氧化碳的凝華過程。3.2應(yīng)用探究:升華和凝華在日常生活中的應(yīng)用思考問題:1.在日常生活中,升華和凝華的現(xiàn)象有哪些應(yīng)用?2.這些應(yīng)用是基于升華還是凝華的原理?3.為什么要將這些物質(zhì)通過升華或凝華來處理?探究方法:-自主學(xué)習(xí):通過查找相關(guān)資料,了解升華和凝華在日常生活中的應(yīng)用。探究結(jié)果:在日常生活中,升華和凝華的現(xiàn)象有以下應(yīng)用:干冰的使用:干冰廣泛應(yīng)用于制冷、消防等領(lǐng)域;室內(nèi)濕度調(diào)節(jié):通過升華和凝華來調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度,例如使用除濕機(jī)、加濕器等;食品加工:一些食品的加工過程中,使用升華和凝華來處理物質(zhì),例如凍干食品;防腐劑:一些防腐劑通過升華和凝華來保持其穩(wěn)定性。這些應(yīng)用是基于升華和凝華的原理。干冰的制冷原理是基于干冰升華過程中吸收熱量,使周圍環(huán)境溫度降低;室內(nèi)濕度調(diào)節(jié)是通過升華和凝華調(diào)整室內(nèi)濕度,達(dá)到舒適的環(huán)境;凍干食品的制作過程中,通過升華將水分從食品中去除,達(dá)到保持食品品質(zhì)和穩(wěn)定性的目的;防腐劑通過凝華作為固態(tài)存在,可以延緩防腐劑的揮發(fā)和分解過程,提高防腐劑的穩(wěn)定性和使用壽命。將這些物質(zhì)通過升華或凝華來處理的原因是因為:升華和凝華是固態(tài)和氣態(tài)之間直接相互轉(zhuǎn)化的過程,可以實現(xiàn)物質(zhì)的純度、穩(wěn)定性和易于保存;升華和凝華過程中不需要液態(tài)的中間過程,節(jié)省了時間和能量消耗。四、小結(jié)通過本次學(xué)習(xí),我們了解了升華和凝華的定義和原理,掌握了升華和凝華的實例和應(yīng)用,并了解了升華和凝華與其他相變之間的關(guān)系。通過實驗
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