資源簡介

(共35張PPT)
7.跨學科實踐：探究廚房中的物態變化問題
第三單元 物態變化
主講：XXX
知識目標
1.能準確識別廚房中各種物態變化的現象，如冰的融化（固態變為液態）、水的沸騰（液態變為氣態）、水蒸氣在窗戶上的凝結（氣態變為液態）等。
2.理解物態變化的條件和特點，例如知道熔化需要吸熱、凝固需要放熱等。
3.掌握物態變化過程中的能量轉移情況，如汽化吸熱、液化放熱等。
技能目標
1.能夠設計簡單的實驗來觀察廚房中的物態變化，如通過加熱冰塊觀察熔化過程、在鍋蓋上觀察水珠的形成（液化現象）等。
2.學會正確使用廚房中的測量工具（如溫度計等）來記錄物態變化過程中的溫度變化。
3.提高實驗操作的規范性和安全性，如正確處理加熱設備、避免燙傷等。
跨學科思維目標
1.運用物理學知識解釋廚房中的物態變化現象，同時理解這些現象對烹飪和食品保存的影響。
2.結合化學知識，了解在物態變化過程中可能發生的化學變化，例如水的硬度對物態變化的影響等。
3.從生物學角度思考物態變化對食物中微生物生長的影響，如冷凍可以抑制微生物生長等。
知識回顧
自然界的物質有固、液、氣三種狀態，這三種狀態在一定條件下可以相互轉化
引 入
同學們，在我們的日常生活中，廚房是一個充滿奇妙現象的地方。當我們烹飪美食、儲存食物時，常常會看到各種有趣的變化。今天，就讓我們一起走進廚房，開啟一場跨學科的實踐之旅，探究廚房中的物態變化問題。
首先，我們來思考一個常見的場
景。當我們把水燒開時，會看到壺口
冒出 “白氣”。這 “白氣” 是怎么
產生的呢？其實，這就是水從液態變
為氣態的汽化過程，以及氣態的水蒸
氣遇冷又變為液態的液化現象。
引 入
再看看冰箱，我們把食物放進冰箱冷藏或冷凍，食物的狀態會發生改變。這涉及到物質從液態變為固態的凝固，以及從固態變為液態的熔化過程。
廚房中的鹽、糖等調料，在潮濕的環境中有時會結塊，這與物態變化中的什么現象有關呢？這就涉及到吸收空氣中的水分而潮解的過程。
從物理學的角度來看，物態變化與溫度、熱量密切相關。而在化學中，物質的性質也會影響物態變化的發生。同時，從生物學的角度，物態變化還會影響食物的保鮮和微生物的生長。
接下來，讓我們通過一系列的實驗和觀察，深入探究廚房中的物態變化問題，看看這些神奇的現象背后隱藏著哪些科學奧秘。
一、項目的提出
廚房不僅是加工食材的場所，也是日常生活中充滿物態變化的“實驗室”。烹飪過程涉及各種物態變化，例如，水的沸騰、食用油從液態到氣態的蒸發、冰凍水餃中的冰在熱水中的熔化等。這些變化不僅是烹飪過程中的自然現象，也是我們掌握烹飪技巧、提高烹飪效率、提升食物品質的關鍵。我們可以從物理學的視角觀察、分析這些現象，了解食材烹飪中的問題，并提出改進的建議。
二、項目分析
廚房中都有哪些現象涉及的物態變化，并分析這些現象中物理問題，具體實施可分為以下幾個步驟：
1.觀察廚房中的物態變化，分析這些物態變化對烹飪的影響。
2.從物理學、化學和生物學的視角，對烹飪過程中發現的一些問題提出改進建議或總結認識體會。
3.實施改進建議，描述實施后的情況，并評估其效果。
三、項目實施
實驗1.煮速凍餃子
從物理學角度來看，當我們把速凍餃子放入鍋中的冷水時，餃子的溫度很低。隨著水溫逐漸升高，熱量從水傳遞給餃子，餃子中的冰開始吸熱熔化，從固態變為液態。這個
過程中，餃子的溫度逐漸升高，與水的
溫度趨于一致。當水沸騰后，大量的熱
量被水吸收用于汽化，變成水蒸氣。水
蒸氣在餃子表面遇冷又會發生液化，形
成小水珠。
三、項目實施
實驗1.煮速凍餃子
從化學角度來說，餃子的面皮主要由淀粉等物質組成。在煮的過程中，淀粉可能會發生一些微小的化學變化，使得面皮的口感和質地發生改變。同
時，餃子中的餡料可能含有各種
調料和食材，在高溫下也可能發
生一些化學反應，影響餃子的味
道。
三、項目實施
實驗1.煮速凍餃子
從生物學角度考慮，煮餃子的過程實際上是通過加熱來殺死可能存在于餃子
表面和內部的微生物，保證
食品安全。高溫可以使微生
物的蛋白質變性，從而失去
活性。
三、項目實施
實驗1.煮速凍餃子
（1）為什么要在水微微冒泡、即將沸騰的時候放入餃子？
因為速凍餃子表面有冰粒，當水沸騰后加入餃子時，餃子表面的冰粒因受熱而熔化，同時，餃子表面面皮因受驟熱而迅速膨脹，而餃子內部溫度還很低，餃子將會因
內外受熱膨脹不均而破裂；若溫
水放入餃子，將會使餃子受熱緩
慢均勻，防止破皮。
三、項目實施
實驗1.煮速凍餃子
（2）為什么水沸騰后，要關小火，同時加少量冷水，反復兩到三次？
因為水沸騰后，持續加熱，溫度不變，關小火可以節約能源；同時，水剛沸騰時，餃子內部的溫度還沒有達到沸點，需持續一段時間才能將餃子內、外溫度升到相同，煮熟。若不加冷水降溫，
會使餃子破皮，甚至煮不熟。加入冷水，
一方面可以降低水溫，避免餃子皮因過
度受熱而破裂；另一方面可以讓餃子內
部的餡料熟透得更加均勻。
三、項目實施
實驗1.煮速凍餃子
（3）如何判斷餃子是否煮熟？
判斷餃子是否煮熟的方法有三：
①觀察餃子形態：當餃子變得飽滿，浮在水面上時，說明餃子基本煮熟。但這并不完全準確，因為有些餃子可能因為餡料的原因，即使沒熟透也會浮起來。
②檢查餃子皮顏色：煮熟的餃子皮會變得透明，隱約可以看到里面的餡料。如果餃子皮還有發白的部分，說明還需要繼續煮一會兒。
③嘗試口感：最可靠的方法是撈出一個餃子，用筷子輕輕夾開，觀察餡料是否熟透。如果餡料顏色均勻，沒有夾生的感覺，且口感軟糯，說明餃子已經煮熟。
三、項目實施
實驗1.煮速凍餃子
（4）煮餃子的過程中，需注意哪些安全事項？
①防止燙傷：在煮餃子的過程中，要小心熱水和蒸汽。揭開鍋蓋時，應遠離蒸汽噴出的方向，因為蒸氣的溫度高于100℃，遇到溫度較低的皮膚，液化放熱，燙傷更嚴重。
②注意爐灶安全：使用爐灶時，要確保周圍沒有易燃物品。煮完餃子后，及時關閉爐灶閥門，防止燃氣泄漏。
三、項目實施
實驗1.煮速凍餃子
煮速凍餃子的步驟如下：
1.在鍋中加入適量的水，打開爐灶加熱。
2.當水還未完全沸騰，呈現微微冒泡的狀態時，將速凍餃子輕輕放入鍋中。這樣可以避免餃子因水溫過高而破裂。
3.隨著水溫繼續升高，用勺子輕輕攪拌餃子，防止它們粘連在一起。
4.當水沸騰后，加入少量涼水，重復這個過程兩到三次。這樣可以使餃子受熱更加均勻，煮出的餃子口感更好。
5.觀察餃子的狀態，當餃子變得飽滿，浮在水面上時，說明餃子已經煮熟。可以用漏勺將餃子撈出，瀝干水分，即可享用。
三、項目實施
實驗2.食物的潮解
在廚房中，我們常常會發現一些食物出現結塊、變軟的現象，這其實就是食物的潮解。那么，食物為什么會潮解呢？潮解過程中又涉及哪些物態變化呢？讓我們通過跨學科的視角來探究這個問題。
從物理學角度看，潮解是一種物態變化現象，當空
氣中的水蒸氣分壓大于某物質飽和蒸氣壓時，該物質就
會吸收空氣中的水分，從固態逐漸變為液態或半液態，
這個過程伴隨著熱量的變化。可以通過濕度與飽和蒸氣
壓的關系來解釋潮解的發生條件。濕度越高，空氣中的
水蒸氣分壓越大，越容易滿足潮解的條件。
三、項目實施
實驗2.食物的潮解
從化學角度看，不同的食物成分對潮解有不同的影響。例如，鹽（主要成分是氯化鈉）、糖（主要成分是蔗糖等）等易潮解的食物中含有一些極性分子，這些分子容易與水分
子相互作用，從而吸收水分發生潮解。
某些食物中的雜質也可能會促進潮解的發
生，因為雜質可能改變物質的結晶結構，使其
更容易吸收水分。
三、項目實施
實驗2.食物的潮解
從生物學角度看，食物的潮解可能會影響食物中的微生物生長。潮濕的環境有利于微生物的繁殖，可能導致食物變質更快。
一些保存食物的方法，如干燥、密
封等，就是通過控制物態變化來防止食
物潮解和微生物生長。
三、項目實施
實驗2.食物的潮解
不同食物的潮解現象
觀察到鹽、糖、奶粉等食物在潮濕環境中逐漸吸收水分，出現結塊、變軟的現象。通過比較不同食物的潮解速度，可以發現糖的潮解速度相對較快，鹽次之，奶粉較慢。
從化學角度分析，這可能是因為糖的分子結構中含有較多的羥基，容易與水分子形成氫鍵，從而更容易吸收水分；鹽的潮解主要是由于氯化鈉與空氣中的水分結合形成水合離子；奶粉中含有蛋白質、脂肪等成分，其潮解過程相對復雜，可能與多種因素有關。
三、項目實施
實驗2.食物的潮解
影響食物潮解的因素
環境濕度：在潮濕環境中的食物潮解速度明顯快于干燥環境中的食物。這說明環境濕度是影響食物潮解的重要因素。
溫度：在較高溫度下，食物的潮解速度也會加快。這是因為溫度升高會使空氣中的水蒸氣分壓增大，同時也會使食物分子的運動加快，更容易吸收水分。
食物成分：不同成分的食物潮解速度不同，這與食物的化學性質和分子結構有關。
三、項目實施
實驗2.食物的潮解
干燥劑的作用
放入干燥劑的容器中，食物的潮解速度明顯減慢。這表明干燥劑可以吸收空氣中的水分，降低環境濕度，從而減緩食物的潮解。
不同的干燥劑效果也有所不同。例如，硅膠干燥劑的吸濕能力較強，而生石灰干燥劑在吸濕過程中會放出熱量。
典例精析
典例1、（2024·新疆·中考真題）用水壺將水燒開時，在壺蓋內表面發生的主要的物態變化是（　　）
A．液化 B．汽化 C．升華 D．凝華
典例2、（2023·湖北宜昌·中考真題）如圖所示，夏天從冰箱中
拿出的雞蛋放置一段時間后表面會出現許多小水珠，下列關于
小水珠形成的原因說法正確的是（　　）
A．冰箱中的水蒸氣液化形成的 B．雞蛋內部冒出的“寒氣”液化形成的
C．雞蛋內部的水滲出殼外 D．空氣中的水蒸氣液化形成的
【解析】燒開水的壺蓋內會有水滴，是液化現象，水遇熱變為水蒸氣，但壺蓋溫度較低又由水蒸氣液化變為小液滴。
故選A。
A
D
典例精析
典例3、（2023·湖北荊州·中考真題）在研學旅行活動中，某同學運用所學物理知識，將一瓶結了冰的礦泉水與食物一起放在泡沫塑料箱中給食物保鮮。下列說法正確的是（ ）
A．礦泉水結冰是凝華現象
B．食物保鮮利用了冰熔化放熱
C．食物外包裝上出現小水珠是液化現象
D．一段時間后食物外包裝上的小水珠消失了是升華現象
【解析】A．礦泉水結冰，液態變為固態，是凝固現象，故A錯誤；
B．食物保鮮利用了冰熔化吸熱，降低溫度，故B錯誤；
C．食物外包裝上出現小水珠是水蒸氣遇冷液化形成的，故C正確
D．一段時間后食物外包裝上的小水珠消失了，是水珠吸熱汽化成水蒸氣，故D錯誤。故選C。
C
典例精析
典例4、（2024·陜西渭南·模擬預測）小昕看到媽媽為她燉湯時，先用大火加熱，湯沸騰后調為小火，了解其中原因。
（1）小昕觀察到如圖1中 （選填“乙”或“丙”）圖所示的現象時，說明此時水尚未沸騰；
【解析】（1）[1]沸騰時，水溫達到沸點，有大量氣泡 生，氣泡在上升過程中，不斷有汽化的水蒸氣進入氣泡，氣泡越來越大，所以圖乙是沸騰時的現象， 圖丙中，氣泡在上升過程中不斷變小，因此是沸騰前即水尚未沸騰的現象。
丙
典例精析
典例4、（2024·陜西渭南·模擬預測）小昕看到媽媽為她燉湯時，先用大火加熱，湯沸騰后調為小火，了解其中原因。
（2）小昕同學點燃酒精燈，待水溫升至90℃時，每隔1min在表格內記錄溫度計示數。請根據表格中數據，在圖2的坐標系中描點并用光滑曲線將點連起來 ；
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7
t溫/℃ 90 92 94 96 98 99 99 99
【解析】（2）[2]根據表格中的數據描點連線，如圖
典例精析
典例4、（2024·陜西渭南·模擬預測）小昕看到媽媽為她燉湯時，先用大火加熱，湯沸騰后調為小火，了解其中原因。
（3）從數據可知，水的沸點為 ℃，水沸騰時繼續加熱，水的溫度
（選填“升高”“不變”或“降低”）。小洋發現他將水加熱至沸騰的時間比小昕長，原因可能是 ；（寫出一個合理原因即可）
【解析】（3）[3]水在沸騰過程中吸熱，但溫度保持不變，水從第5min開始沸騰，所以水的沸點為99℃。[4]根據沸騰特點可知，水沸騰后溫度保持不變。[5]小洋發現他將水加熱至沸騰的時間比小昕長，可能是水的質量較多。
99
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7
t溫/℃ 90 92 94 96 98 99 99 99
不變
水的質量較多
典例精析
（4）媽媽在湯沸騰后調為小火，湯 （選填“會”或“不會”）繼續沸騰；
（5）小昕在家為媽媽煮餃子。當水燒開準備下鉸子時，媽媽提醒她鍋里的水量少了，于是小昕又往鍋里迅速加了一碗冷水（質量比鍋里少），圖3中能正確反映小昕燒水過程中溫度隨時間變化的是 ；
【解析】（4）[6]水的沸點與氣壓有關，與酒精燈的火焰的大小無關，溫度保持不變，也不能提高水溫和使食物煮熟得快，浪費了燃料，等湯燒開后調為小火慢慢燉。
會
典例精析
（4）媽媽在湯沸騰后調為小火，湯 （選填“會”或“不會”）繼續沸騰；
（5）小昕在家為媽媽煮餃子。當水燒開準備下鉸子時，媽媽提醒她鍋里的水量少了，于是小昕又往鍋里迅速加了一碗冷水（質量比鍋里少），圖3中能正確反映小昕燒水過程中溫度隨時間變化的是 ；
【解析】（5）[7]水沸騰之后，溫度保持不變，加了一碗冷水，鍋內水的溫度立即降低，之后水吸熱溫度逐漸上升，達到沸點后又重新沸騰，溫度不變，在此過程中，氣壓沒有變化，所以水的沸點與原來相同故A符合題意，BCD不符合題意。 故選A。
會
A
典例精析
（6）如圖4，細心的小昕發現家里燒開水的水壺是鋁材料做的，查閱資料發現鋁的導熱性能好，但鋁的熔點只有660℃，而燃氣火焰的溫度可高達1000℃，那水壺為什么還能用鋁做呢？小昕分析后發現：水沸騰時需要 （選填“吸收”或“放出”）熱量，使鋁的溫度 （選填“低于”或“高于”）鋁的熔點。
【解析】（6）[8][9]當鍋內的水沸騰時，需要吸收熱量，溫度保持不變，根據熱傳遞的條件是水和鋁鍋存在溫度差，但水沸騰以后鋁鍋 的溫度低于錫的熔點。
吸收
低于
課堂反饋
1．（2024·江蘇揚州·一模）火鍋，古稱“古董羹”，因食物投入沸水時發出的“咕咚”聲而得名，倍受大家的喜愛。關于吃火鍋涉及的物理現象，下列說法中正確的是（　　）
A．紅鍋先開說明油的沸點比水低
B．火鍋沸騰后，繼續加熱，溫度升高
C．火鍋內湯汁越來越少是發生了液化現象
D．火鍋上方“白霧繚繞”，其中“白霧”的形成是液化現象
2．（2024·遼寧撫順·三模）如圖在盛水盆里放兩塊高出水面的磚，磚上有一籃子，里面裝有食物，用紗布袋罩在上面，且袋口邊緣浸入水里，把它放在通風的地方，一天里面的食物也不會壞。試著分析簡易冰箱的工作原理（　　）
A．汽化吸熱 B．液化吸熱 C．熔化吸熱 D．升華吸熱
D
A
課堂反饋
3．（24-25八年級上·全國·課前預習）“燉湯”因味道好而深受人們喜愛。如圖所示“燉湯”就是把湯料和水置于燉盅內，而燉盅則浸在大煲的水中，并用蒸架把盅與煲底隔離，下面說法錯誤的是（　　）
A．打開煲蓋時，不小心被熱氣燙傷，比開水燙傷更嚴重，是因為水蒸氣溫度更高
B．若湯的沸點與水的沸點相同，當煲中的水沸騰后盅內的湯不會沸騰
C．喝湯時用嘴吹氣可以使湯迅速降溫，是因為蒸發吸熱
D．沸騰后加大火焰，但是湯的溫度不變
4．（2024·山東淄博·一模）暑假里，小明從電冰箱的冷凍室內拿出一根棒冰，發現包裝紙上有一層“霜”；撕開包裝紙后，棒冰冒出“白氣”。關于這些現象，下列說法中正確的是（　　）
①“霜”是水蒸氣凝華形成的 ②“霜”的形成需要吸熱
③“白氣”是水蒸氣汽化形成的 ④“白氣”的形成需要放熱
A．①③ B．②③ C．①④ D．①③④
A
C
課堂反饋
5．（23-24九年級下·河南周口·階段練習）有關廚房里的物理現象，下列說法正確的是（ ）
A．凍肉解凍是一個熔化放熱的過程
B．高壓鍋氣閥冒出的“白氣”是水汽化成的水蒸氣
C．電冰箱是利用制冷物質迅速凝華吸熱，使電冰箱內溫度降低
D．食物油炸比水煮熟得更快，是由于油的沸點比水的沸點高
6．（23-24八年級上·湖南邵陽·期中）國慶節假期里，小明主動幫媽媽做家務。在廚房里，他看到水燒開時壺嘴上方冒“白氣”：他打開冰箱門也冒“白氣”。對于這兩種“白氣”的認識，正確的是（　　）
A．都是水蒸氣
B．都是小水珠
C．前者是水蒸氣，后者是小水珠
D．前者是小水珠，后者是水蒸氣
D
B
課堂反饋
7．（23-24九年級下·云南曲靖·階段練習）小華血糖低去學校衛生室看醫生，醫生給他拿了葡萄糖粉末，他發現把粉末放在水中，慢慢就不見了，他想知道葡萄糖粉末熔化時溫度的變化規律，他把剩余的葡萄糖粉末帶到實驗室，按照自下而上的順序組裝了如圖甲所示的裝置進行探究。
（1）圖甲中沒有用酒精燈的外焰直接對試管中的葡萄糖粉末加熱，而是采用水浴法加熱試管中的葡萄糖粉末，好處是 ；
（2）某時刻溫度計的示數如圖乙所示，其示數為 ℃；
（3）根據實驗測得的部分數據作出圖像如圖丙所示，由
圖像可知葡萄糖粉末是 （選填“晶體”或“非晶體”），
其熔點和凝固點為 ℃，第5min時處于 態；
（4）善于觀察的小華發現加熱過程中燒杯的內壁上 出現水珠，這是由水蒸氣 （填物態變化）而形成的，繼續加熱，發現燒杯中的水沸騰后（一個標準大氣壓下），撤去酒精燈，試管中未熔化完的少量葡萄糖粉末 （選填“會”或“不會”）熔化；
（5）實驗后，小華聯想到冬天在冰雪覆蓋的路面上撒鹽，原因是 。
使物體受熱均勻，且溫度變化較慢
58
晶體
84
固液共存
液化
會
撒鹽可以降低冰雪的熔點
課堂小結
作業
1.完成分層練習。

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