第 1 步探索主題:
晶體融化實(shí)驗——冰的熔點(diǎn)(題目出自《初中課程標(biāo)準(zhǔn)》材料科學(xué)題目1:常見物質(zhì)的性質(zhì),了解物質(zhì)的三種狀態(tài)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(shí)驗報告,并畫出晶體熔化曲線;并會能夠收集你周圍化學(xué)變化的例子。)
步驟 2 科學(xué)原理:
熔點(diǎn)是固體從固體狀態(tài)變?yōu)橐后w狀態(tài)(熔化)的溫度,是物質(zhì)的數(shù)學(xué)性質(zhì)。 物質(zhì)的熔點(diǎn)沒有固定值,物質(zhì)中的浮力和雜質(zhì)對熔點(diǎn)的影響很大。 熔點(diǎn)實(shí)際上是物質(zhì)的固相和液相能夠共存并處于平衡狀態(tài)的濕度。 以冰融化成水為例,冰在一個大氣壓下的熔點(diǎn)為0℃,當(dāng)溫度為0℃時,冰與水可以共存。 ,如果不與外界進(jìn)行熱交換,冰水共存的狀態(tài)可以常年保持穩(wěn)定。
步驟 3 學(xué)習(xí)目標(biāo):
中學(xué)生觀察冰融化時間與濕度變化的關(guān)系,感知狀態(tài)變化發(fā)生的條件。 重點(diǎn)是探索冰的融化特性。 本節(jié)的難點(diǎn)之一是根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)分析和總結(jié)熔解曲線并理解其化學(xué)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(diǎn)。
Step 4 教學(xué)過程設(shè)計:
1. 實(shí)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(xué)生做了一個實(shí)驗,發(fā)現(xiàn)燒瓶里只剩下半杯水了。 這種現(xiàn)象說明了物質(zhì)狀態(tài)是如何變化的?
中學(xué)生回答推理:物質(zhì)由___態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)開__態(tài)的現(xiàn)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(shè)]
(1) 冰在一定濕度下會融化(填:是/否),因為冰是結(jié)晶體。
(2) 冰融化時,氣溫_____(填:減少/增加/不變)
【設(shè)計實(shí)驗】
[進(jìn)行實(shí)驗和收集數(shù)據(jù)]
本次實(shí)驗比較簡單,使用的設(shè)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(fā)送給平臺:
從整個數(shù)據(jù)采集過程來看,傳感器檢測到的數(shù)據(jù)在室溫下介于1.46℃和1.56℃之間晶體的熔化和凝固實(shí)驗報告,存在明顯的弛豫過程。 猜猜熔點(diǎn)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(zhì)對水的熔點(diǎn)有顯著影響!
[分析與論證] 實(shí)驗結(jié)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(xué)生的實(shí)驗數(shù)據(jù)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(tài)? 填空:當(dāng)冰融化時,空氣溫度,需要(放熱,放熱)。
步驟 5 總結(jié)
附錄