冰的熔化冷藏:储存食品时利用冰熔化吸热,使食品降温,防止食品腐烂变质。
化雪冷:俗话说“下雪不冷,化雪冷”。化雪时发生的物态变化是熔化,冰熔化时吸热,使得气温降低,所以人会感到冷。
发射卫星的火箭头部涂了一层特殊的材料,保护火箭:用来发射卫星的火箭在大气中飞行时,由于火箭头部与空气摩擦使它的头部发热,温度可达几千摄氏度。在它的头部涂了一层特殊材料,这种材料受热很容易熔化、汽化吸收箭头与空气摩擦产生的热,可以避免火箭因高速运动时与空气作用产生的高温而被毁坏的危险。
另外,高烧病人用冰块降温,夏天吃冰棒解热,冰镇啤酒都是利用冰的熔化吸热。
2.物质的汽化吸热的应用
夏天天热时向地上洒水会感到凉快:在地上洒了水,蒸发需要吸收热量,水蒸发吸热有降温制冷作用,故天热时向地上洒水会感到凉快。
夏天天热,洗把脸就感到凉快:洗了脸后,脸上有水分,水蒸发需要吸收热量,水蒸发吸热有降温制冷作用,所以夏天天热,洗把脸就感到凉快。
擦酒精为中暑病人缓解症状:给中暑病人擦酒精,酒精容易蒸发,蒸发需要吸收热量,蒸发吸热有降温制冷作用,酒精蒸发快,从病人身上带走热量快,使中暑病人缓解症状。
夏天用电风扇吹风感到凉快:当我们在炎热的夏天使用电风扇的时候,电风扇的工作,加快了室内空气的流动,因而加快人体汗液的蒸发,蒸发需要吸收热量,故人们会感觉到凉爽。
沙漠羊皮袋:在沙漠里旅行的人,常用一个羊皮袋来装水,由于羊皮袋中的水不断地渗出,然后蒸发,蒸发吸热有降温制冷作用,使袋中的水温度较低,虽然气温较高,但是水喝起来清凉可口。
夏天食物放在水缸中防变质:夏天,没有冰箱的农村家庭,为了防止饭菜变质,常把饭菜放入菜盆,再把菜盆放入水缸中,让菜盆浮在水面上。由于水缸中的水不断蒸发吸热,使水缸内的温度降低,从而使饭菜的温度降低,不至于使饭菜变质。
手术麻醉:医学上有一种麻醉剂叫氯乙烷,它是一种透明、沸点为13.10 ℃的液体,使用时,将容器口对准需手术部位喷出,喷出的四氯乙烷迅速汽化吸热降温使需手术部位冷冻,使需手术部位麻醉,从而进行手术。
冰箱制冷:目前常用的电冰箱利用一种制冷剂作为热的搬运工,把冰箱内的热搬运至冰箱的外面,制冷剂是一种既容易汽化又容易液化的物质,汽化时它吸热,就如搬运工把包裹扛上了肩,液化时它放热,就如搬运工把包裹卸了下来。工作时,制冷剂经过一段很细的毛细管(冷凝器)缓慢地进入冰箱内冷冻的管子(蒸发器),在这里进行迅速汽化吸热,使冰箱内温度降低。生成的蒸气又被电动压缩机抽走,压入冷凝器,再次液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出,制冷剂这样循环流动,冰箱内冷冻室里就可以保持相当低的温度。空调的制冷也是这个道理。
热棒:7月1日,青藏铁路全线贯通。铁路要通过“千年冻土”区,“冻土”区路基在温度过高时会变得松软不牢固。为解决“冻土”难题,保证路 基的稳定性,采取了防护措施,铁路路基两旁各插有一排碗口粗细、高约2米的铁棒,我们叫它热棒。热棒在路基下还埋有5米深,整个棒体是中空的,里面灌有液氨。装在热棒下端的液态氨在温度升高时会汽化,从路基内部吸热,使路基温度降低,路基的温度保持在一个较低的温度,不至于使路基变得松软不牢固。
热管:热管是20世纪80年代研制出来的一种导热本领非常强大的装置。热管是一根两端封闭的金属管,管的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,当管的一端受热时,热端吸收芯中的液体受热汽化变成气体,气体沿内管运动到另一端(冷端)。而冷端由于未受热,温度低,气体就会因放热而液化,被冷凝的液体又被吸收芯吸附,通过毛细作用又回到热端。如此循环,热管的热 量就不断地从一端输送到另一端。
发射火箭保护发射架:为了保护发射台的铁架不被火箭向下喷射的高温火焰所熔化,工作人员在台底建造了一个大水池。当高温火焰喷到水中时,水池中的水迅速发生汽化,水汽化时吸收了大量的热,不至于使发射台的铁架温度升的很高而熔化,从而保护了发射架。
3.物质的升华吸热的应用
干冰冷藏食品:运输食品时利用干冰升华吸热降温来防止食品腐烂变质。
舞台烟雾效果:在文艺演出时,舞台上往往要用弥漫的白雾给人以若隐若现的舞台效果,这种烟雾是由于向空气中喷撒干冰(固态二氧化碳),干冰升华时吸热,使气温迅速下降,空气中的水蒸气有的液化成小水滴,形成白雾,有的凝华成小冰晶,形成白烟,这样就造成了舞台上的云雾效果。
人工降雨:人们利用干冰升华吸热的特点进行人工降雨。当干冰进入冷空气层,会很快升华,在升华过程中将吸收大量的热量,使冷空气层的气温急剧下降,这时高空中的水蒸气就会变成小冰晶,小冰晶逐渐变大后下落,在下落过程中遇到暖气流就会熔化而形成雨。
手术麻醉:固态二氧化碳可以直接升华为气态的二氧化碳,同时吸收大量的热,还没有残留物。利用这个特点,可以用在医学科研上,现代医学上有一种“冷冻疗法”,即把干冰放在部分组织(如疣子)上,利用干冰升华吸热迅速降温冷冻,使其组织坏死,达到不用“动刀”而治愈的目的。
总之,物态变化过程中的吸热过程在生活、生产、科技中得到了广泛的应用,这些应用对提高我们的生活质量、提高生产、科技水平起到了重要的作用
知识目标
(1)知道什么是现象,知道折射中的入射点、入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角.
(2)能叙述现象的实验结论.
(3)知道现象中,光路是可逆的.
(4)已知入射光线,能根据现象的实验结论画出折射光线的大致方向.
(5)能举出现象在生活中的实例.
能力目标
由观察演示实验现象入手,通过教师的引导,帮助学生分析、概括出相应结论.培养学生的观察能力,训练学生的分析、概括能力.
情感目标
利用折射现象中的因果关系,再次向学生灌输注意客观事物中存在的因果关系的重要性.
教学建议
教材分析
本节是第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章的基础,所以本节有承上启下的作用,规律的正确理解是本节的关键,对于透镜的学习,照像机和幻灯机,放大镜的理解起至关重要的作用.课本列举了各种的实例,对这些实例进行讨论分析对理解规律有很大的作用.本节中介绍了在折射中光同样具有可逆性.
教法建议
本节是在第五章光的反射的后续课,进一步讲解光学的有关知识,又是第六章的基础,所以本节有承上启下的作用,注意在本节的讲授中要合理有效的运用实验教学和启发式教学两种方法.激发学生的学习兴趣,在规律的理解上,要结合实验对比使学生明白“折射角小于入射角”这一结论的成立是有条件的.
为了培养具有创新能力的人才,教师不但要传授科学的定理、定律,还要传授这些定理、定律是如何被发现的.因此,讲一点相关的物理学史的内容,也是符合目前物理教学改革方向的措施之一.
1.引入课题
当光射到两种介质的交界面上,有一部分光返回原介质继续传播,这种现象叫光的反射,如果光射到的是不透明物体的交界面,那么另一部分光会被吸收,但是如果光是射到某种透明介质的交界面上,比如从空气中射入水中或者玻璃中,另一部分光就要进入水中或者玻璃中传播.在引入课题中要注意学生的主动性.
方案一:向学生演示动画,使学生明白光斜入射在空气和水两种介质的分界面上,光不仅仅会发生反射,还会发生折射,激发学生的学习兴趣,带着问题进入新课的学习.
方案二:演示各种有趣的现象,例如内画壶、插入水中的筷子看上去变弯了等等从而引入新课.
2.新课教学
(一)定义的讲解
课堂小实验一:在日常生活中现象十分普遍,请学生们透过玻璃砖看自己的手指,并注意调换观察的角度,看一下,发生了什么现象?也可以用铅笔,或其它物品代替手指进行观察.
实验结论:视线越斜,错位越显著,如果视线垂直于玻璃砖的侧面则没有发生错位.
课堂小实验二:将一枚硬币放进水中,让学生观察硬币的位置是否发生变化.
实验结论:硬币的实际位置比看上去的深.
课堂小实验三:准备一个比较深的大鱼缸,里面放入几条鱼,让学生伸手抓鱼,并让学生谈一下感受.
实验结论:鱼的实际位置比看上去的深.
由实验得出的定义.
(二)的一般规律
进行演示实验,教师先介绍教材 图6-2所示实验仪器,然后让一束光从空气中斜射入水中,让同学观察实验现象,并对照实验讲解哪些是入射光线、折射光线、法线,哪些角是入射角、折射角,对实验中所观察到的反射光线略作说明.
图6-l
实验过程中注意观察并考虑以下问题
A.折射光线与入射光线和法线在位置上有什么关系?
B.折射光线与入射光线在位置上有什么关系?
C.改变入射角的大小,观察折射光线与折射角发生什么变化.
D.在整个实验进行的过程中,折射光线与入射光线比较是靠近还是远离法线,折射角与入射角的大小比较有什么特点.
E.让光线垂直于界面入射,看到什么现象.
实验结束后请学生回答以上的问题,教师对学生所回答的内容进行适当的指导,最后得出正确的结果,写出板书.
(三)在折射时光路是可逆的知识点的讲授
向学生发问:如果把光源放到水中,让光线逆着折射的方向射入空气中,会看到折射光线沿什么方向射出?
通过实验验证学生的回答是否与实验事实相符.
(四)折射角与入射角的关系
用动画演示改变入射角的大小,观察折射角的变化.
3.教学总结
对于现象和它的初步规律进行定性分析,由于初中学生刚接触物理知识,对于折射角与入射角的关系不要进行定量的分析,但可以稍加介绍.注意实验教学在本节讲授中的重要作用.
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