第五节生活和技术中的物态变化
一、教学目标
（1）知识与技能
①通过对生活和生产技术中的物态变化的学习进一步认识熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华概念及其相互间的联系.
②通过对生活和生产技术中的物态变化的学习,辨别不同的物态变化形式.
③能够用水的三态变化解释自然界一些水的循环现象,总结水的三态循环规律.
(2)过程与方法
①通过对生活和生产技术中的物态变化的学习,体会物理与社会和生活的密切关系.
②通过引导学生检索资料,调查研究,使学生学习文献探究和调查探究的学习方法.
(3)情感态度和价值观
①通过自然界水三态的循环的学习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境保护意识和节水意识。
②通过在教学活动中与生活实际的联系使学生感受物理有用.从而使学生乐于探索一些自然现象的物理学道理.
二、重点与难点
[重点]
自然界中水循环的过程,高压锅电冰箱的工作过程.
[难点]
自然界中水循环的过程,高压锅电冰箱的工作过程.
三、导入新课
高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利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.
电冰箱也是家庭厨房中必不可少的.那么它们的构造和工作原理是怎样的呢?学完本节后，相信你会得到答案.
四、教学过程:
1.自然界中的云、雨、雪、雾、霜等现象，都是水的物态变化形成的
露是在天气较热的时候，空气中的水蒸气于清晨前遇到温度较低的树叶、花草等，液化成小水珠附着在它们的表面上.这是一种液化现象.
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气的液化现象，不是冰的升华现象.
霜和雪都是水蒸气的凝华现象而不是液体的凝固.
霜是地表面的水蒸气在摄氏零度以下的温度条件下直接凝华为固体.
雪是天气较冷的时候，空气中的温度低于零摄氏度，水蒸气在空中凝华成固态，为六角形的冰晶（或叫雪花）,在飘降时相互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，能结合成较大的冰珠，当上升气流托不住它时，冰珠就落到地面上，形成冰雹.
2.地球上水的循环
地球上水的循环示意图
【例1】天气预报说北方有一股弱冷空气南下，珠江三角洲地区将会有一场小雨.气象台这样说的理由是（）
A.徘徊在本地的暖湿气流中有大量的水蒸气，水蒸气遇到冷空气迅速液化，形成降雨
B.冷空气中有大量的水蒸气，遇到徘徊在本地的暖湿气流，迅速液化，形成降雨
C.冷空气把北方的降雨云团吹到了南方
D.珠江三角洲本来就是要下雨的，与冷空气的到来无关
思路与技巧雨的形成是空气中的水蒸气遇到较冷空气液化成小水珠或凝华成小冰晶，小冰晶下落时遇暖气流熔化成水下落便形成雨.由题中情景可知雨的形成是水蒸气遇冷液化.
答案 A.
3.水资源与水资源保护
（1）淡水资源：地球是一个水球，如图1.6-2所示，其中97.2％以上是海洋的咸水，人类实际能直接利用的淡水只有不到0.03％，因此水资源是十分珍贵的；
图1.6-2
（2）水污染：分两类：一类是自然污染；另一类是人为污染.根据污染杂质不同，分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类；
（3）合理利用水资源，珍惜每一滴水.
对宝贵的水资源，我们必须倍加爱护.这样不仅我们自己有水用，而且我们的子孙后代也会有水用.如图1.6-3
图1.6-3
【例2】观察图1.6-4情景并阅读文字，请你谈谈关于水的一点感想.
图1.6-4
思路与技巧甲图用生动的事实告诉人们“淡水比油贵”，乙图则说明少有的水源正被污染，怎样减少污染？如何处理污染？正是本题需要表白的内容.
答案随着科学的发展，人们对淡水的需求越来越大，在水资源贫乏的今天，一方面应节约用水，另一方面杜绝污水污染水源，还应对污水进行处理，开发水的再利用.
4.家庭中的物态变化
（1）高压锅（如图1.6-5）.
图1.6-5
①高压锅使食物易熟的原因：因蒸发的水蒸气留在锅内，增大了液面上方的气压，水的沸点高于100℃，食物的温度在100℃以上易熟；
②高压锅的安全装置：一是安全阀.当锅内气压超过规定气压值时，气压顶起安全阀，使锅内气压维持在某一定值；二是易熔片.它是由熔点低的合金材料制成，一旦安全阀失效，锅内温度达到易熔片的熔点时，锅内气体从易熔片处喷出，防止爆炸事故发生；
（2）电冰箱如图1.6-6.
图1.6-6 电冰箱的工作循环
【例3】空调和电冰箱已走进我们的家庭，请问：（1）空调与电冰箱降温的原理一样吗？
（2）安装空调时，为什么将空调安装在窗户的上方？
思路与技巧空调与电冰箱都是制冷设备，它们工作时将内部的热通过工作物质带到外面.所不同的是空调将室内热送到室外，冰箱是将箱内热送到箱外，但仍在室内.空调与冰箱能将相应范围的热送到另一地方，利用了空气对流传热，而发生对流的条件之一是上方温度低于下方，所以制冷器均在上方.
答案（1）两者制冷原理一样.空调将室内的热送到室外，冰箱将箱内的热送到箱外（2）这样会形成上方温度低于下方，有利于利用空气的对流使室内温度降低.
5.航天技术中的物态变化
（1）液化：运载火箭的燃料常采用液态，它是利用压缩体积的方法使气态液化形成.液态有利于储存和储存较多数量的燃料，如图1.6-7所示；
图1.6-7
（2）熔化、汽化吸热：卫星返回地面时，与空气相互摩擦，温度升高.整流罩上的烧蚀层会熔化、汽化吸收大量的热，保护了火箭或卫星；
（3）利用热管使卫星不同面温度变化均匀.
【例4】我国“神舟”五号返回舱的表面有一层叫做“烧蚀层”的物质，它可以在返回大气层时保护返回舱不因高温而烧毁.“烧蚀层”能起这种作用，除了隔热性能外还由于（）
A.它的硬度大，不易烧坏
B.它的表面非常光滑，能减少与空气的摩擦
C.它在熔化和汽化时要吸收大量的热
D.它能把热辐射到宇宙空间
思路与技巧返回舱在返回进入大气层后，与空气摩擦，使返回舱温度升得很高，涂在表面的“烧蚀层”除了隔热外还会熔化、汽化吸收大量的热，从而保护了返回舱.
答案C.
阅读材料
热管
“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容易汽化的液体（图1.6-15）.
图1.6-15
当管的一端受热时，热量会很快传到另一端，这是什么道理呢？
“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发挥着重要作用.
请回答：
(1)“热管”被加热的那一端的温度为什么不会很快升上去？“热管”没有被加热的那一端的温度为什么会升高？
(2)请比较一下，“热管”的工作原理和电冰箱的工作原理有哪些相似的地方？
(3)用“热管”可以很快地把一个物体内部产生的热量散发出来，你能想出它的一个应用实例吗？。