第 1 步探索主題:
晶體融化實驗——冰的熔點(題目出自《初中課程標準》材料科學題目1:常見物質的性質,了解物質的三種狀態及其變化特性,如水沸騰、晶體的熔化和熔化;能用圖像描述這一特性,知道物體的變化伴隨著放熱和吸熱。能在活動中觀察晶體的熔化過程晶體的熔化和凝固實驗報告,并畫出晶體熔化曲線;并會能夠收集你周圍化學變化的例子。)
步驟 2 科學原理:
熔點是固體從固體狀態變為液體狀態(熔化)的溫度,是物質的數學性質。 物質的熔點沒有固定值,物質中的浮力和雜質對熔點的影響很大。 熔點實際上是物質的固相和液相能夠共存并處于平衡狀態的濕度。 以冰融化成水為例,冰在一個大氣壓下的熔點為0℃,當溫度為0℃時,冰與水可以共存。 ,如果不與外界進行熱交換,冰水共存的狀態可以常年保持穩定。
步驟 3 學習目標:
中學生觀察冰融化時間與濕度變化的關系,感知狀態變化發生的條件。 重點是探索冰的融化特性。 本節的難點之一是根據實驗數據分析和總結熔解曲線并理解其化學意義。 理解晶體熔化需要在溫度不變的情況下吸收熱量是另一個難點。
Step 4 教學過程設計:
1. 實驗引出概念熔化 1
[問一個問題]
將冰塊放入空燒瓶中,過一會兒你會注意到什么?
一位中學生做了一個實驗,發現燒瓶里只剩下半杯水了。 這種現象說明了物質狀態是如何變化的?
中學生回答推理:物質由___態轉變為___態的現象叫熔化。
2.探索融冰和松香的特征活動II
[問一個問題]
冰在什么溫度開始融化? 熔化過程中室溫如何變化?
[猜測和假設]
(1) 冰在一定濕度下會融化(填:是/否),因為冰是結晶體。
(2) 冰融化時,氣溫_____(填:減少/增加/不變)
【設計實驗】
[進行實驗和收集數據]
本次實驗比較簡單,使用的設備如下:
材料清單
獲取體溫的代碼:
添加NB-IoT模塊,將獲取的氣溫發送給平臺:
從整個數據采集過程來看,傳感器檢測到的數據在室溫下介于1.46℃和1.56℃之間晶體的熔化和凝固實驗報告,存在明顯的弛豫過程。 猜猜熔點就在這個溫度附近。
至于為什么是這個溫度而不是0℃,是因為我們用的是自來水而不是純凈水。 自來水中的雜質對水的熔點有顯著影響!
[分析與論證] 實驗結束后觀察冰融化時溫度隨時間變化的曲線。 班主任投影幾組中學生的實驗數據和圖像,分析不同線段的冰是放熱還是吸熱? 溫度如何變化? 在什么狀態? 填空:當冰融化時,空氣溫度,需要(放熱,放熱)。
步驟 5 總結
附錄