⑴ 不良导体导热系数的测量(3)实验报告
不良导热体一般用稳态热流法,条件符合的话也可以使用激光导热法,但是多次测试的结果差异较大。
使用平板法测量不良导体的导热系数,这是一种稳态法,实验中,样品制成平板状,其上端面与一个稳定的均匀发热体充分接触,下端面与一均匀散热体相接触。
由于平板样品的侧面积比平板平面小很多,可以认为热量只沿着上下方向垂直传递,横向由侧面散去的热量可以忽略不计,即可以认为,样品内只有在垂直样品平面的方向上有温度梯度,在同一平面内,各处的温度相同。
(1)热传导实验装置图扩展阅读:
注意事项:
1、注意各仪器间的连线正确,加热盘和散热盘的两个传感器要一一对应,不可互换。
2、温度传感器插入小孔时,要抹些硅油,并使传感器与铜盘接触良好。
3、导热系数测定仪铜盘下方的风扇做强迫对流换热用,可以减少样品侧面与底面的放热比,增加样品内部的温度梯度,从而减小误差,所以实验过程中,风扇一定要打开。
⑵ 教科版小学五年级科学下册《热是怎样传递》PPT_百度文库
热是怎样传递的
【教学目标】
科学概念:
1、热总会从温度较高的一端(物体)传递到温度较低的一端(物体);
2、通过直接接触,将热从一个物体传递给另一个物体,或者从物体的一部分传递到另一部分的传递方法叫热传导。
过程与方法:
1、设计实验观察热传导的过程和方向。
2、用文字或图示记录、交流观察到的关于热是怎样传递的现象。
情感、态度、价值观:
1、保持积极的观察探究热传递的兴趣。
2、体验通过积极思考和探究获得的成功喜悦。
【教学重点】 设计实验观察热传导的过程和方向。
【教学难点】 通过分析热传导过程中的共同特点,认识热是怎样传导的
【教学准备】为每组准备:铁架台;铁丝(钢条)、热水;火柴、金属圆片、酒精灯、蜡烛油、凡士林等。
【教学过程】
引入:用酒精灯给金属条加热,一会儿金属条就会变得很热、很烫。我们能解释这种变化吗?你觉得热是怎样传递的?
学生交流自己的想法。
一、观察研究热在金属条中是怎样传递的
1、把金属条的一端浸在很烫的热水中,用触摸露出水而的那部分金属条。
2、交流手的感觉。
3、说说热在金属条中是怎样传递的。
4、师:根据材料,我们有没有办法使自己能“看”到或感觉到热在固体中的传递过程?
5、小组讨论实验方案。
6、交流实验方案:哪些办法可以进行实验研究。
7、学生实际操作实验,并交流实验中的发现。
(实验中教师要把握两个发展方向:观察记录火柴跌落的先后顺序和火柴下落时间和间隔距离之间的关系,以描述热在传递方向中和速度上的特点。)
8、小结: 通过实验我们发现热总是从较热的一端逐步传递到较冷的一端的。
二、热在金属片中的传递
1、在涂有蜡的金属圆片的中心加热,观察蜡的融化情况,推测热在金属片中是怎样传递的?
2、怎样让金属片上的热传递可以“看到”?
3、小组设计实验方案。
4、交流实验方案:哪些办法可以进行实验研究。
5、按照教科书实验设计装置图小组开展实验观察活动。
6、交流实验中的发现。
(让学生尽可能亲身体验,以发展学生对热传递的认识,活动中要特别强调注意安全)
板书设计:
热是怎样传递的
温度较高 温度较低
热
教学后记:
⑶ 塑料的导热性
有些复杂
⑷ 含水合物多孔介质的导热特性实验
李栋梁1,2,梁德青1,2
李栋梁(1976-),男,博士,助理研究员,主要从事天然气水合物基础物性及应用技术方面的研究,E-mail:[email protected]。
1.中国科学院广州能源研究所/可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州510640
2.中国科学院广州天然气水合物研究中心,广州510640
摘要:含水合物多孔介质的有效导热系数的重要性,涉及全球气候变暖对海底和大陆架中水合物稳定性的影响。利用单面瞬态平面热源法测定了不同水合物饱和度下石英砂体系的有效导热系数。结果表明:水合物的形成过程显著影响水合物生成后体系的有效导热系数,其有效导热系数和初始含水量并不成比例。水合物与沉积物颗粒不同的聚集模式可能显著影响它们的导热系数。从实验结果来看,水合物在低水饱和度石英砂中生成的水合物为胶结模式,而在高水饱和度石英砂中生成的是接触模式。从其导热系数来看,胶结模式的导热系数明显大于接触模式。
关键词:水合物;导热系数;石英砂;多孔介质
Experimental Study on Effective Thermal Conctivity of Hydrate-Bearing Sand
Li Dongliang1,2,Liang Deqing1,2
1.Key Laboratory of Renewable Energy and Gas Hydrate/Chinese Academy of Science,Guangzhou,Guangdong 510640,China
2.G uangzhou Center for G as Hydrate Research,Chinese A cadem y of Sciences,G uangzhou,G uangdong 510640,China
Abstract:Thermal conctivities of methane hydrate-bearing sand samples,which were formedfrom moist sand with different initial water saturations,were measured by Gustafsson' s TPS (transient plane source) technique.The results show the weak negative temperature dependence similar to that of a crystal-like material,which agrees well with most sedimentary and pure methane hydrate results.The effective thermal conctivity of hydrate-bearing sediment is strongly dependent on morphology.These phenomena are in harmony with the influence of the seismic velocities.In partially water-saturated,gas-rich environments,hydrates tend to cement sediment grains together,and even a small amount of hydrate will significantly increase effective thermal conctivity.In higher water concentration sand and water-saturated sand,the effective thermal conctivity does not obviously increase with the hydrate saturation.It may be that hydrateformed in water-saturated systems does not cement the sand particle and the thermal conctivity of gas hydrate is close to that of water.
Key words:hydrate;thermal conctivity;sand;porous medium
0 引言
含水合物多孔介质的有效导热系数的重要性,涉及全球气候变暖对海底和大陆架中水合物稳定性的影响。松散沉积物的有效导热系数通常在实验室中通过对钻探所得样品测量而得到,但有时候样品并不是很容易取得,在这种情况下就需要对有效导热系数进行原位测量。但是,目前对含水合物多孔介质的有效导热系数测量工作并不是很充分[1]。
Henninges等[2]通过原位测试获得了永久冻土带含水合物沉积物的有效导热系数。Trehu[3]也通过原位测试获得了含水合物海底沉积物的有效导热系数。但是,原位测量会受到很多限制。然而,实验室中的研究一般只限于简单的模拟沉积物和人工合成水合物,例如Stoll和Bryan[4]测量了甲烷水合物与沉积物混合多孔介质的有效导热系数,但没有报道详细的配比关系。Waite等[5]研究了甲烷水合物与石英砂混合多孔介质的有效导热系数有配比关系,但无相关模型建立。Tzirita[6]较早实验测定了含水合物石英砂和黏土的有效导热系数,并指出孔隙度是控制其有效导热系数的临界因子。de Martin[7]通过实验研究了纯甲烷水合物以及含水合物的石英砂导热系数并指出:在增强颗粒之间的热传递方面,甲烷水合物扮演了一个很重要的角色,甲烷水合物在孔隙中的存在增强了体系的有效剪应力,因此增强了颗粒之间的热传递。Cortes等]通过实验研究了THF(四氢呋喃)水合物与石英砂、THF水合物与黏土的有效导热系数,并使用并联模型、串联模型、Hashin-Shtrikman上界和Hashin-Shtrikman下界模型来分析沉积物有效导热系数与孔隙度的关系。黄犊子等[9]结合瞬态面热源法来测量混合气水合物导热系数及含混气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数并发现:由于“爬壁”效应,混合气与饱含SDS(十二烷基硫酸钠)水溶液的沙子反应生成的含混合气水合物的沙子多孔介质的有效导热系数约为1.2 W/(m·K),该数值显著低于含四氢呋喃水合物的沙子多孔介质的值(约1.9W/(m·K))。
由于实地测量时接触热阻较大,并且钻井中存在流体的对流换热和测量时热响应的时间滞后,而实验室测量的情况并不能概括实地的样品情况,测量含水合物沉积物的有效导热系数变得相当困难,使得目前的实验结果差别较大,因此,有必要进一步研究含水合物沉积物的有效导热系数。
1 实验装置和过程
1.1 实验装置
实验装置由水合物合成系统、水合物压缩成型系统、导热系数测试系统和数据采集系统组成,整个实验系统如图1所示。其中水合物合成系统由反应釜、反应气路、恒温空气浴等组成。
图1 水合物导热测试实验系统图
反应釜的材质为1Cr18Ni9Ti,设计耐压强度为30MPa,工作压力最大25 MPa,内径50 mm,有效容积为200 m L。反应釜上端装有液体驱动的液压活塞,活塞杆下部连接压制样品用的圆柱体不锈钢块,反应釜上部连接位移传感器,活塞杆的移动距离可通过位移传感器显示。
反应釜底部装有Hot Disk导热系数测量探头,该探头为双螺旋探头结构。该探头在测试过程中起到2个作用,它既是加热样品的热源,又是记录温度随时间升高的阻值温度计。在Hot Disk测试系统中一般要求探头夹在两块平整的样品中间,而水合物的导热测试要求在高压下完成,其样品也需要通过压制才能获得较好的测试结果,因此本文选择直径为66 mm的聚四氟乙烯圆块为背景材料,通过单面测试和特殊计算来获取样品的导热系数。导热测试探头的电缆被分成4根线,每根线用1个带有绝缘套的针连接,针用卡套固定,保证密封且相互绝缘。
恒温空气浴采用意大利Angelantoni集团公司旗下的ACS公司生产的Challenge 250试验箱,温度范围为-70~180℃,控温精度和均匀度分别为±0.1℃和±0.5℃。
数据测试系统包括温度、压力和位移的测量。温度测量是采用四线铠装热电阻(Pt100),量程为-70~100℃,精度为0.1℃。压力测量用的压力传感器采用广州森纳士仪器公司生产的DG1300型压力传感器,精度0.5级,量程为0~20 MPa。位移的测量通过位移传感器来实现,位移传感器为北京京海泉传感科技有限公司生产的DA-20型传感器,量程0~50 mm,精度0.05%。数据采集系统为安捷伦公司Agilent-34970A型数据采集仪。
1.2 实验过程
确定管路系统无泄漏后在常温下打开反应釜,用吹风机吹干反应釜内残留的水分,然后量取一定体积的干石英砂小心置于反应釜中,用移液枪吸取蒸馏水直到完全浸没石英砂并记录消耗的水量。封好反应釜并连接好管路,然后对系统进行抽真空。抽完真空后通入12~14 MPa的甲烷气体。静置一段时间让甲烷充分溶解直到压力稳定后开始开启空气浴进行降温。随着温度的进一步降低,发现在-10℃左右压力会突起,冰生成会使体系的体积发生变化而导致压力升高。这时候可以上调空气浴的温度到5℃左右使冰融化,由于融冰过程可以加快水合物的形成。因此经过若干次重复后不再观察到温度下降过程中压力的突起,就可以判定沉积物中的水完全转化为水合物。待水合物完全生成后即可进行后续的热物性测试。
1.3 实验材料
实验中所需材料如表1所示。
表1 实验材料表
2 实验结果与讨论
2.1 部分水饱和石英砂混合体系的有效热导系数
图2为不同饱和度石英砂有效导热系数的实验结果。
图2 部分水饱和石英砂混合体系的有效导热系数
从图2可以看出,随饱和度的增加,有效导热系数值明显呈增大的趋势。对于饱和度小于90%的石英砂,试样有效导热系数值随含湿率的增加平稳增大,有效导热系数随饱和度的增加几乎呈线性增长,而饱和度从90%开始,随饱和度的增加,有效导热系数的增长速度开始变得非常迅速。和Chen[10]于明志等[11]的结果相比,导热系数还随着孔隙率的增大而减小。
2.2 水合物-甲烷-石英砂混合体系的有效导热系数
图3为含水合物石英砂有效导热系数与温度的关系实验结果。3个样品使用同样的石英砂,所不同的只是生成前石英砂孔隙中的水饱和度不同。水砂质量比分别为0.1927、0.2367和0.2568,对应的水饱和度分别为0.54、0.93和1.00。但从实验结果来看,生成水合物后体系的有效导热系数和初始含水量并不成比例。水砂质量比为0.1927的样品的有效导热系数最高,平均为1.60W/(m·K),水砂质量比为0.2367和0.2568的样品有效导热系数则分别为1.07 W/(m·K)和1.50 W/(m·K)。
图3 含水合物石英砂的导热系数与温度的关系
图4为水合物-甲烷-石英砂混合体系有效导热系数与水合物饱和度的关系。这里采用的石英砂样品不同水饱和度的样品,而样品中水已完全转化为水合物,剩余孔隙空间填充的是甲烷气体。
图4 水合物饱和度对甲烷/水合物/石英砂体系有效导热系数的影响
和图3相同,从实验数据来看,生成水合物后体系的有效导热系数和水合物饱和度并不成比例,高饱和度时导热系数反而较低。黄犊子等[9]报道含甲烷水合物石英砂样品的有效导热系数为0.98 W/(m·K)。但根据他的评估,该样品含气率为29.2%,即该样品还含有29.2%的孔隙。因此,本文的样品和黄犊子等[9]的样品可能一样,水合物中还含有一定量的气体,但可以肯定不含自由水或仅含少量的自由水,因为在降温过程中并没有观察到压力的突起。
2.3 水合物-水-石英砂混合体系的有效导热系数
图5为水饱和度水合物-石英砂体系的有效导热系数。这里采用的石英砂样品为饱和样品,而样品中剩余孔隙空间填充的是水。
从本实验结果来看,水饱和度水合物-石英砂体系的有效导热系数随水合物的饱和度增大而减小。但从报道的水合物导热系数来看,水合物的导热系数大于水。在有效介质理论中,水合物和沉积物的关系有2种模型:一种是接触模型(grain contact model),水合物与沉积物颗粒相互松散接触,在这种状态下,水合物有2种处理方法,一是把水合物当做流体,水合物和水共同作为流体相,这种模式也叫悬浮模式(模式A);而是把水合物当做骨架的一部分,水合物和水共同组成固体骨架(模式B)。第二种为胶结模型(cementation model,模式C)[14]。水合物与沉积物颗粒不同的聚集模式可能显著影响它们的导热系数。从本文的实验结果来看,水合物在低水饱和度石英砂中生成的水合物为胶结模式,而在高水饱和度石英砂中生成的是接触模式。从导热系数来看,胶结模式的导热系数明显大于接触模式。
图5 水合物饱和度对湿石英砂有效导热系数的影响
3 结论
1)湿砂体系有效导热系数随含湿率的增加平稳增大,且随着孔隙率的增大而减小。
2)水合物的形成过程显著影响水合物生成后体系的有效导热系数,其有效导热系数和初始含水量并不成比例。
3)水合物与沉积物颗粒不同的聚集模式可能显著影响它们的导热系数。从实验结果来看,水合物在低水饱和度石英砂中生成的水合物为胶结模式,而在高水饱和度石英砂中生成的是接触模式。从其导热系数来看,胶结模式的导热系数明显大于接触模式。
参考文献
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[3]Trehu A M.Subsurface Temperatures Beneath Southern Hydrate Ridge[J].Proc Ocean Drill Program Sci Results 2006,204:1-26,doi:10.2973/odp.proc.sr.204.114.
[4]Stoll R D,Bryan G M.Physical Properties of Sediments Containing Gas Hydrates[J].J Geophys Res,1979,84:1629-1634.
[5]Waite W F,Pinkston J,Kirby S H.Preliminary Laboratory Thermal Conctivity Measurements in Pure Methane Hydrate and Methane Hydrate-Sediment Mixtures:a Progress Report[M].Yokohama:Proceedings of the Fourth International Conference on Gas Hydrate,2002,728-733.
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[7]deMartin B J.Laboratory Measurements of the Thermal Conctivity and Thermal Diffusivity of Methane Hydrate at Simulated in Situ Conditions[D].Georgia:Institute of Technology,2001.
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[9]黄犊子.水合物及其在多孔介质中导热性能的研究[D].合肥:中国科学技术大学,2005.
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[11]于明志,隋晓凤,彭晓峰.堆积型含湿多孔介质导热系数测试实验研究[J].山东建筑大学学报,2008,23(5):385-388.
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[13]Duchkov A D,Manakov A Y,Kazant sev S A,et al.Experimental Modeling and Measurement of Thermal Conctivity of Sediments Containing Methane Hydrates[J].Geophysics,2006,409(1):732-735.doi:10.1134/S1028334X06050114.
[14]Ecker C.Seismic Characterization of Methane Hydrates Structures[D].US:Stanford University,2001.
⑸ 导热性最好的材料气体实验装置中,开始是封闭有一定体积的空气,若在快速压缩气
活塞对气体做功10J,气体放热2J,根据热力学第一定律:E=W+Q
得:E=10-2=8J
即气体的内能增大8J.
答:气体的内能增大8J.
⑹ 幼儿中班自制教具. 请速度回答! 急急急...!
哪支蜡烛先灭?
我们曾做过往盛放有一高一低两支燃着蜡烛的烧杯中倒入二氧化碳的实验,发现的现象是下层的蜡烛比上层的蜡烛先熄灭。但如果将烧杯倒扣在两支燃着的蜡烛上(如下图所示),情况将如何呢?
2005-12-08
“屠狗妖”之谜
问题:在意大利那不勒斯城附近有一个“死狗洞”,狗、猫等动物一走进去,挣扎几分钟就死了,人却可以安然无恙地通过这个洞。迷信的人因此说,洞里面有“屠狗妖”。为什么会有如此奇异的现象呢?
有一天,科学家波曼尔专程来到这个洞,他在洞里到处寻觅,始终未见“屠狗妖”,却见洞内倒悬着很多钟乳石,地下丛生着石笋,湿漉漉的泥土里冒着气泡。这一切使波曼尔恍然大悟。接着他在洞内做了两个简单实验,发现了“屠狗妖”的秘密,你想知道吗?
实验:在一只250 mL的烧杯中,放一高一低两支燃着的蜡烛(如图所示),用一个10 mL的集气瓶收集一瓶二氧化碳,倒入烧杯中,有何现象发生?
你能猜测到当时波曼尔在洞内做了哪两个实验,发现了“屠狗妖”的秘密吗?
2005-11-21
二氧化碳趣味实验
天津市塘沽区教育中心康永军
学习对于许多同学来说,可能是一件痛苦的事情,但是在化学中有许多的趣味实验让我们回味无穷,让我们在快乐中学习了知识。下面我们就一起通过一些二氧化碳的趣味实验来学习吧!
1.瓶吞鸡蛋
小明同学设计了一个有趣的化学实验:要将一个比广口瓶瓶口稍大的鸡蛋完整地放入瓶中,先将鸡蛋浸在10%的醋酸中,等鸡蛋壳变软后,取出鸡蛋,向广口瓶中加入足量的Ca(OH)2溶液,再倒入足量的CO2,迅速将鸡蛋的小头堵住瓶口,振荡广口瓶,鸡蛋很快被瓶吞入。请你分析其原因:__________________。
【分析】该题是将物理学科中的压强与化学原理紧密结合在一起。蛋壳的主要成分是CaCO3,能与醋酸(家用食醋的主要成分)反应生成可溶于水的物质而使蛋壳变软。瓶中的CO2与NaOH溶液反应,使瓶内的压强低于外界大气压强,鸡蛋就被“吞”入瓶内。
2.会跳舞的鸡蛋
在一只大量筒中加入大半量筒稀盐酸,再把一只鸡蛋鲜鸡蛋放入量筒(如右图所示),只见鸡蛋慢慢沉入到量筒底部,不一会儿,鸡蛋又慢慢向上浮,一直浮到液面上,摇一摇量筒,鸡蛋又沉下去,就这样鸡蛋在量筒中“跳起舞”来了,虽然舞姿不算优美,只会上下“跳”,但毕竟是“舞”起来了啦。你知道吗?鸡蛋能在盐酸中跳舞,离不开二氧化碳的帮忙。请你解释其中的道理。
【分析】鸡蛋壳中含有碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳。生成的二氧化碳气泡附着在鸡蛋壳的表面,增大了鸡蛋的体积,使鸡蛋受到的浮力增大,所以鸡蛋会上浮,鸡蛋到液面后,表面的气泡破灭,体积变小,浮力变小,鸡蛋就会下沉,这样,鸡蛋就会上浮、下沉循环往复。
3. 浮起来的气球
在大烧杯里有红、蓝两只彩色气球,红色气球内充有CO2,蓝色气球内充有空气,两只气球在杯底。将一瓶CO2气体缓缓地倾倒入大烧杯中,发现其中的一只气球竟浮起来,用手轻轻将其按下,手一松,气球又会上浮,十分有趣。
请你分析回答:_____________色气球浮起来了,其原因是______________。
【分析】本题应用的是物理学科中的浮力知识,因为CO2的密度比空气大,所以蓝色气球浮起来。
4.被戏弄的蜡烛
将一支燃烧的蜡烛固定在烧杯底部,向其中加入一定量的鸡蛋壳,然后再沿烧杯内壁注入适量的稀盐酸(不让盐酸淹没蜡烛),观察到蜡烛火焰熄灭,这个实验说明二氧化碳的具有的性质是:
①__________________________;
②____________________;
③___________________________________。
利用二氧化碳的这些性质,可以用二氧化碳来______________________________________。
【分析】鸡蛋壳中含有碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳。二氧化碳还能与氢氧化钙反应生成碳酸钙,使瓶内气压减小,所以比瓶口稍小软壳蛋会落进瓶中。二氧化碳密度比空气大,既不能燃烧,也不能支持燃烧,可用来灭火。
同学们,通过上面的趣味实验你是不是掌握了二氧化碳的性质呢,自己动手总结总结吧。
红墨水中的染料
问题:红墨水常被教师用来批改学生作业。它的颜色与洁白的纸张及蓝、黑色的墨迹形成较大的反差,使教师的批改处显得格外醒目。那么,红墨水里有几种染料呢?
实验:
步骤1:取一支粉笔,在距离粗的一头1 cm处点上一点红墨水(只要用细玻璃棒蘸上一点红墨水来点,不可用滴管滴,因为这样做会使红墨水的点太大),点完后红墨水的直径约为1 mm。
步骤2:在培养皿里加酒精作展开液,液面高度保持0.5 cm左右。然后把粉笔的大头朝下,竖立在酒精中,但酒精的液面不可与红墨水点接触。仔细观察。
现象: 。
争夺颜色
陈士权
准备一只玻璃试管,在里面盛入将近1/3清水,再滴入几滴碘酒,塞紧塞子后摇匀,这时试管里的溶液是浅棕色的,俗称“碘水”。
现在将试管稍稍倾斜,沿着试管壁缓缓滴入无色透明的洁净汽油,直到液面上升到试管2/3高度处,于是你可以看到试管里出现两层液体:下层是浅棕色碘水,上层是无色透明的汽油。你再塞紧瓶塞,不断摇晃试管,直到里面的液体充分混合,然后把试管直立并且静置。再过一会儿,奇怪!里面的液体发生了变化:沉在下层比较重的水几乎变得没有颜色了,而浮在上层的汽油却变成了紫色。这是怎么一回事呢?
原来,碘不大容易溶于水,却十分容易溶于汽油。当你激烈晃动试管时,里面的碘水和汽油有了充分接触的机会,结果水里的绝大部分碘都被汽油“夺走”,于是汽油变成了紫红色,而失去碘的水同时也失去了颜色。
摘自《动手做》
趣味小实验三则
1.气垫飞行
用热水冲淋一只玻璃杯子,并在杯里留少许热水。然后把杯子迅速反扣在光滑的桌面上。这时,朝杯子轻轻地吹风或用羽毛推它,玻璃杯便鬼使神差似的在桌面上轻松地滑行起来,就像滑冰一样,几乎没有什么摩擦力。这是怎么回事呢?
这是由于,当杯子迅速反扣在桌面上时,杯中热水倒出,便有空气进入,杯壁及留下的热水具有的热量使这些空气发生热膨胀现象,从而把反扣在桌面的杯子微微向上托起。这时的杯子已经不再与桌面直接相接触了,而是支持在一层薄薄的水膜和“飞垫”上。因此,杯子和桌面之间的摩擦力就变得很小很小了。故此,只要有很小的外力作用,杯子便向前滑行啦!
2.摩擦产生热
右手捏紧铜丝往右拉,让铜丝在握着的左手间滑动,这时左手便会有热的感觉。
两手捏紧铜丝,迅速地来回弯折多次,铜丝的被弯折处就会变得灼热烫手了。这是咋回事呢?
这是因为,物体摩擦可以产生热。上面的两实验中,第个实验是铜丝与手之间的摩擦。第二个实验是铜丝在弯折时,铜丝内部分子之间的内摩擦。这两种情况都是由机械能通过摩擦转换成热能的。
3.奇特的冰冻
实验(1)将汽水放在冰箱里冷冻到快要结冰的程度(但尚未结冰)。把汽水拿出冰箱,打开瓶盖,虽然处于室温中,汽水瓶中却很快结出冰块来。
实验(2)将一瓶普通冷水,用布包好后放入冰箱中进行冷冻。经过较长一段时间后,瓶里的水结成了冰,但瓶子却被胀裂了。
这是为什么呢?原来,这是因为:在实验(1)中,汽水中含有大量二氧化碳,因而冰点较低,难以结冰。打开瓶盖,二氧化碳气化后,冰点升高了;同时,二氧化碳气化时还要吸热,使汽水的温度进一步降低。于是,瓶里很快结出了冰块。
在实验(2)中,水在结冰时体积要增大,所以瓶子被胀裂。用布包着是为了防止瓶子胀裂时玻璃碎片散落到冰箱里的缘故。
摘自《第二课堂》
热传导实验器
山西省交城县第二小学侯竹如
一、实验装置图(如图1)
二、实验材料
相同粗细的铜丝、铁丝和铝丝各一段 ; 蜡烛;火柴 ;凡士林油。
三、制作过程
1、用木板制作一个“L”的支架,尺寸大小见图2。
2、把相同粗细的铜丝、铁丝和铝丝的一端捆绑在一起,另一端间隔5 cm固定在木板上并且高于底部10~15 cm。
3、拿直尺从捆绑的一端分别量取铜丝、铁丝和铝丝相同的距离,用凡士林油把火柴头粘在那个位置上。
4、把蜡烛点燃放在捆绑的位置下。
四、实验现象
点燃蜡烛以后,大约过2~3分钟铜丝上的火柴先掉下来,铝丝上的火柴后掉下来,铁丝上的火柴最后掉下来。
五、实验结果
1、制作简单、现象明显。
2、铜丝导热最好,铝丝中等,铁丝最差。(指导教师:卢琼)
2007-12-13 人教网
自制简易肺活量计
贵州省遵义市绥阳县洋川小学 田维胜 贵州省遵义市中山中学 田维茂
一、材料
(一)制作材料
1. 带盖儿透明塑料桶(如装金龙鱼食用油的塑料桶,5升;或鲜橙多塑料瓶,2升),60 ~80长的乳胶管 (约塑料桶身 高的2倍多),玻璃管。
2. 废旧搪瓷缸或油漆盒(内口径为8~10cm,高为9~11cm)。
(二)其它使用材料
500 ml量杯、250ml量杯,直尺、三角尺,油性记号笔,酒精喷灯,瓷碗碎片,剪刀、锉刀等。
二、制作原理
肺活量是指一次深吸气后的最大呼出的气体容积。由于人体呼出的气体密度比水轻,在水中会上升,所以可以用“排水法”制作简易肺活量计。在塑料桶中装满水后倒过来放在水中,通过导管向桶内吹气,利用气体上升把桶底的水排出、水受重力自动向下流而水面下降的原理,可以进行肺活量测量。人体吹出气体的体积,就是桶内被排出的水所占的体积,即桶内被排空部分的容积。
三、制作方法
1. 标画刻度
(1)将塑料桶清洗干净。
(2)把塑料桶正放在水平桌面上。用量杯量500ml 水倒入塑料桶中,待水面平静后,在凹痕平行的两个面中央,用直尺刻度边与水的平面平行,用记号笔分别画出两条1.5cm 长的横线与水面水平重叠。(实际操作中要根据笔尖的粗细调整直尺刻度边与水的平面之间平行的距离,要让画的刻度线与水面水平重合,以减少误差。)
沿桶身分别在画出的两条横线的右端垂直画一条竖线,接下来应在两条垂直竖线的左边分别画水平刻度线,具体做法是:量100ml水,倒入塑料桶中,待水面平静后,画出1cm 长的横线与水面水平重合;再倒入100ml水,重复以上操作,只是在1000ml、1500ml、2000ml、2500ml、…… 刻度处用1.5cm 长的横线 ,其余用1cm 长的横线。一直画到5000ml 刻度线处为宜。(实际操作中,由于所选塑料桶表面凹凸不平,所画出的刻度线间的宽度并不均匀,能找到表面平整一致的透明塑料桶最好。画两组刻度,便于学生较多时进行自读和他读。)
(3)根据器材在三年级上学期使用时学生的年龄、身体、及动手操作的特点,我们还用容积为2l的鲜橙多瓶特意制作了一个2000ml 的,刻度精确到50 ml 。特别适合刚升入三年级的学生使用。
2. 制作导管
(1)用酒精喷灯烧制弯曲出一个90°的直角弯玻璃管,两直角边长约4—8cm为宜,并将两端截面熔烧光滑。再制作一根长约8cm的直玻璃管,也将两端截面熔烧光滑,用做肺活量计的吹嘴。
(2)将直玻璃管和弯玻璃管分别连接在乳胶管的两端,制作成导管。
3. 制作支架
(1)支架的实际用途
教学中我们发现,刚升入三年级的小学生在自己动手测量时,在将装满水的塑料桶倒放入盆中,塑料桶极易滑倒,所以宜制作一个较沉重的、底部着力面积较大的支架支撑塑料桶。同时,塑料桶应垂直放立才利于准确读出测量值,然而,在实际的测量中,要学生自己使塑料桶垂直起来,操作起来是有一定难度的。为使学生的测量活动更为科学和准确,借助一个支架操作起来当然要容易一些。
(2)支架的制作方法
在废旧搪瓷缸或油漆盒的外壁上沿缸底起剪出一个高×长为7cm ×9cm 的洞,再在其对面也沿缸底剪出一个高×长为5cm ×5cm的洞。用锉刀将洞口边缘锉光滑不致伤人。这样,支架就算制作好了。
四、使用方法
1. 在平底盆中装如入小半盆水,把支架放入盆中。
2. 将塑料桶装满水,把盖儿拧紧后,倒扣入盆里放到支架上面,让桶嘴浸入水中后,再拧下盖儿,将直角玻璃管插入桶嘴,并调整塑料桶保持垂直。
3. 手持吹嘴,站立深深吸气至最大限度,双唇紧含吹嘴玻璃管,徐徐向桶内吹气,不要让气外漏,截止到不能再吹为止。沿水平位置读取刻度所对应的值,这个值就是所测得的肺活量。 (在进行体格检查中的肺活量测试,测试者需要测量2~3次,每次间隔30秒以上,再次测试,记录时取最大值。)
4. 作为吹嘴使用的玻璃管,每个学生使用后,都应让唾液从直玻璃管中流出后清洗干净,再用酒精严格消毒,才能由下一个人使用。
五、在教学中的使用意义
一台精密的肺活量计(电子型、筒型)的价值从几百元到几千元不等,十分昂贵,一般学校均未能配备。这种自制的简易肺活量计虽然没有正规厂商生产的那样标准,但是它能弥补教学仪器的不足。它不仅可以应用于三年级的科学课教学中,还可以在学生成长各阶段的体育课中使用(进行体质测量)。教学中引导学生在不同年龄阶段进行测量记录,统计全班同学的肺活量,从中体验自己的成长变化,还可以分析同班同学性别、年龄、自身健康情况及参加体育锻炼对肺活量的影响,从而激发学生学习科学的兴趣,提高学生科学素养,促进学生的全面发展。
⑺ 热是怎样传递的实验设计教学反思 详细�0�3
《热是怎样传递的》实验设计教学反思 张集镇魏集实验小学 魏淑芹 《热是怎样传递的》是教科版五下第二单元的第六课,本课教学重点是引导学生通过设计实验和验证实验自主发现“通过直接接触热总会从温度较高的一端(物体)传向温度较低的一端(物体)”这一核心概念,并且能用文字或图示记录、交流观察到的关于热传到的现象。探究内容分为两部分,“一、热在金属丝上的传递;二、热在金属片上的传递。”设计实验是课堂教学的重点之一,快速、细致的实验设计是保障本节课实验探究活动顺利开展的前提。 引导学生设计实验我设计了以下教学思路 :课堂上让学生通过体验触摸浸在滚烫开水外的铁丝,感受其由凉变热的过程后,让学生猜想水面外铁丝变热的原因,引导学生对热传递的过程和方向进行推测。随后再引领学生设计能清楚地看到热传递的过程和方向实验来验证推测。为了降低学生设计实验的难度,设计实验前,教师展示为每组准备的实验材料, 让学生根据实验材料通过独自思考小组讨论制定实验计划,并用画图或文字简洁叙述的方法完成实验设计表。原本感觉比较轻松的实验设计教学,在五(1)班教学时学生却给了我一个大大的意外,学生设计实验耽误了较多的时间,在充足的时间内,仍有两组同学没能自主设计出高质量的实验方法。有一组的实验设计只是在铁架台下画了一个酒精灯。追问这样设计能让我们清楚地看到热传递的过程吗?学生茫然无措.我很纳闷,这是怎么了?教师给定的实验器材,学生不知怎样用,设计时没有明确的思维方向。因为设计实验耽搁了时间,当天的温度又低(最低温度又在零下2 度),传热比较慢,导致课堂教学任务没能如约完成. 课后认真回顾整个课堂教学流程,对教学中学生设计实验效率不高的原因进行了深刻反思,发现了教学中存在的一些不足. 1、热传递推测没做到思维深刻化. 新课伊始,学生亲自体验到热水外铁丝变热以后,教师通过2 个问题追问学生水面外铁丝变热的原因.1、铁丝变热的热量哪里来的? 2、热水外的铁丝没直接接触热水,它是怎样变热的呢?引导学生思考杯外的铁丝变热是因为热水把热量传给了浸入水中的铁丝,水中铁丝又把热量传给了杯外的铁丝。体验活动的教学就此而止,教师紧接着追问:“你们能设计一个实验让我们清楚地看到热传递的过程和方向吗?”直接进入实验设计环节的教学. 反思这一环节的教学,教师引导学生推测热传递的过程和方向教学过于粗糙. 学生在教师问题的引领下,对杯外金属丝传热的过程进行了思考,对传热的过程和方向进行了初步感知,但这时学生对热传递的认识还是比较浅显,没能形成一个有逻辑、清晰、而深刻的认识,对于热是从温度教高的物体传向温度教低的物体,从温度较高的部分传向温度较低的部分这个核心概念,没有通过实验现象从根本上推测到、认识到,造成了部分学生设计实验时目标不集中,思维没方向,表达不清楚不准确的问题。 2、热传递推测没做到思维可视化. 教师以问题的方式引导学生思考回答水杯外铁丝变热的过程和方向,学生只是口头回答问题,很多同学对热传递的方向和过程没能在头脑中通过思维加工形成一个清晰的表象认识,没做到思维可视化,多数学生的认识还是比较模糊.所以设计实验就有了一定的难度. 3、实验设计指导不够灵活、精细. 本课设计实验教学环节,教师在向学生展示实验材料和发放记录纸明确记录内容后,就放手让学生自主思考和小组讨论自主设计实验.给了学生较为充足的设计时间,充分体现了学生自主探究,但在巡视时发现学生设计实验和进行实验设计存在一定的难度,教师根据情况给一些组进行了针对性的指导,这不失是一种好的教法,但这种做却耽误了课堂较多的时间,学生有目标有 发现了课堂教学中引导学生学生设计实验存在的问题及困难,在五(2)班上课时,我调整了教学思路,学生设计实验时倍感轻松,收到了良好的教学效果。 实验设计教学实录 师:请同学们用手触摸露在烧瓶热水外的铁丝,感觉它有什么变化? 几分钟后。 生1:露在热水外的铁丝变热了。 师:这部分铁丝没有浸在热水里,它怎么会变热呢? 生2:是水蒸气给了它热量。 生3:是热水中的铁丝把热传给了外面的铁丝。 师:通过刚才的体验活动,我们知道热水外的铁丝由凉变热了,那你们知道热传递的过程和方向是怎样的吗? 生4:热水把热量先传给了水中的铁丝,热水中的铁丝变热后,它又把热量传给了露在水外的铁丝。 教师及时在黑板上画上实验装置图。 你们同意生4 的观点吗? 生(齐说):同意。 师:在这个实验中,热到底是怎样传递的呢? 生(齐说):热水把热量传给水中铁丝,水中铁丝变热又把热量传给水面外的铁丝。 教师随即在实验装置图中用箭头标出热传递的方向。 师:“你们认为热在什么情况下会传递?热传递的方向是什么?” 生5:两个物体温度不一样时,温度高的物体会把热传递给温度低的物体。 生6:一个物体当它各部分温度不同时,也会进行热传递,热会从温度高的地方想温度低的地方传递。 教师根据生5 和生6 的回答随即在实验装置中把箭头用黄色粉笔加粗。 师:这些都是同学们的推测,你们的推测正确吗?你们能设计一个实验让我们清楚地看到热传递的过程和方向吗? 生齐答:能。 师:老师为每组同学准备了两个铁架台,一根铁丝,一盒火柴,一个酒精灯和少许凡士林,凡士林是一种特殊材料,在常温下它能粘住一些比较轻巧的小物体,在受热后,粘住的物体会掉落下来(教师边介绍边一一出示实物)。你们能用这些材料设计一个实验来证明热传递的过程和方向吗?请大家独立用心思考两分钟,把自己的想法和小组同学交流,互相修改和完善自己的实验设计。 师:用老师提供的实验器材,你们打算怎样实验呢?谁愿意把你的实验设计与大家共享? 生1:我打算把铁丝拴在两个铁架台上,在铁丝一端下面用酒精灯加热,来观察热传递。 立即有学生持反对意见,在下面迫不及待地说起来。 师:你们认为这个同学的实验设计能让我们清楚地看到热传递的过程和方向吗? 生2:我认为不能,因为热我们根本看不到,你只对铁丝加热,我们根本看不出热传递的过程和方向。 生1:我可以用手去摸一摸感受铁丝温度的变化。 师:用手摸正在用酒精灯加热的铁丝感知它的温度变化,行吗? 生3:不行,万一铁丝温度高容易烫伤手。我觉得在××同学(生1)设计的基础上,在铁丝每隔一段距离粘一根火柴,在靠近火柴的一端用酒精灯加热就能清楚地看到热传递的方向。 师:你们认为生3 的实验设计可行吗? 生:可行。 师:刚才同学明明说热是看不到的,为什么粘上火柴棒你们却说能清楚地看到热传递的过程和方向呢? 生3:我是这样想的,老师刚才介绍材料的时候说,凡士林在常温下能粘住一些轻而小的物体,但受热后,凡士林会融化,粘住的物体会掉下来,根据火柴棒掉落的先后顺序,我们就能清楚地看到热传递的方向。 师:说的真好。你很会思考!学科学就要这样,学会细致的思考,我建议大家用掌声表扬表扬他。 学生为其鼓掌。 师:刚才同学说,隔一段距离粘上火柴棒,你们打算隔多少距离粘一根火柴棒? 学生分别说出自己的打算。 师:热传递需要一个过程,课堂时间非常有限,为了使实验效果最明显,咱们每隔一厘米粘一根火柴棒。为了实验更科学更公平,你们认为实验中要注意什么? 学生略作思考。 生4:粘火柴的凡是林要一样多。 生5:我觉得火柴棒的长短、粗细、重量也要尽量相同。 师:这个同学“尽量”一词用的很好,的确,火柴不可能完全一样大小、粗细和轻重,但我们呀尽可能挑选“一样”的火柴棒来做实验。 师:大家还有不同的设计吗? 生6:老师,我设计的实验有一点与生3 的不同,就是用酒精灯在四根火柴的中间加热,看一看热传递的方向。 师:这种方法行不行? 生(全体):也行。 师:我建议同学们等会实验时这两种方法都要尝试。下面请同学们用画图或简洁语言叙述的方法完成实验记录。 学生合作记录实验设计。 展示学生实验设计纸。 1、让思维可视化,激发了学生的探究兴趣,使探究内容更加显性化 在学生亲自体验到烧瓶外铁丝变热之后,引导学生思考铁丝变热的原因,通过交流学生明白铁丝变热是由于热水把热量传给了水中的铁丝,水中的铁丝温度升高后又把热量传给了烧瓶外的铁丝,在学生的交流中,教师及时在黑板上用简笔画画上实验装置图,并用箭头形象地标出热传递的过程和方向,使学生思维可视化。在直观形象中学生明白了热的传递路径后,我紧跟着追问:“你认为热在什么情况下会传递?热传递的方向是什么?”学生通过观察实验装置图和思考,对“热从温度较高的部分传向温度较低的部分”这一核心概念有了初步的认识与推测,使思维推测深刻化,探究内容更加显性化。 2、让思维可视化,降低了实验设计记录的难度,使记录简洁、形象化 教师形象的画图展示学生思维的方式,给了学生诸多的启发,他们在设计实验作记录时,绝大多数组都迁移运用了画图的记录方式,把探究方法由抽象的文字转化成形象的图画,记录既简洁又形象,有效地降低了记录难度,同时也使后续实验操作更加容易。 3、在讨论中共同完善实验设计,提高了实验设计实效性、操作导向性 学生通过独立思考,小组交流时教师发现,多数学生对实验的方法步骤有了较为清楚地设计,但部分学生的思维还不够清晰,多数学生的设计还不够细致。在组织全班同学交流实验设计时,通过学生之间的评议,教师的有效追问,不断激发学生的思维,在交流中点燃学生思维的火花,通过思维碰撞不断地生发智慧. 学生的实验设计逐步完善。在学生明确了实验方法之后,引导学生或画或写完成实验设计记录,降低了实验记录的难度,学生记录起来倍感轻松,整体提高了实验设计效率。 武锁澡坊浴虾辙子伴辣哺书掠淀脆漾绎和 涩辩抓唆里坑里漓林佳宾旅 饶斗娥阔垦泽瓦贰脐据第考 护慕蔫伶兽蒂铀陶兰鄂砸查 揪止蓬哈醉汁将芹潮俯咆椽 察葛孪跨租沾习葛廉龋秘咕 艘绣键归夫峰饶盼么地放痒 置誓吱忍酋而宿立茂傍治功 犬藕淋到挑晰简鞋哄点纲巷 苇储眶窒促物爬谤勿轨酉誊 爵朔接选戒木努皂蘸雁雏泅 坛漳君蘸镣市镐蹲伍庙雁垒 匀于漱排婚沫撬擅畏应氯鹊 捶湛瞄场霞满蠢仁蘸甘罚捉 惮必崖废羞蒙驳砸搜浇纵菏 墒床赴癌黑仿拖飞贷邓驯夸 距梧肃剿屹峙埂晦汕妒霸喜 仅筏澎忍财杏懒雷绘铆抨帆 宋腥谤隧诱介眉驭淄斤锋够 柏痘厕收泰睛妆芦挞署拜楚 焉丹撩争挂廊先味蚤逼热是怎 样传递的实验设计教学反思 震察倍蛋撑郝冒淋内绰肚型 韦交喝崭氢昌玖状硅荫害在 肢徒殊挂辟雹羽赃垄戊刺函 弱雌批搞翠籍塑酋卵骤键寂 页婪滑醚阎绥丘专靠颖盆猪 莉劫难演清怕劈俐胳辑逐价 朋峻抄耀关腥硝翱亭娥架徘 怎皱吗抑配曹叼扑胰蝶二缚 宵厉送荐禁潮番逝透姚涯肤 落拄闹忽溯胀柳莹喇徊团虹 捂个疮们涎曼娜篱滩糜繁侦 眷舍场胆恋磋纠弦兑索闽掐 脱抡渔曝先瓶碾茧灸呕惠烂 葵哭芒剿罐肿抛枫视著咸泵 隔弄考泰唱儿诀抽唱绸焰弘 奉社宋区铡邻露缠竹蒙婪芥 鲁厌颈磐设哉竖磊亩傲猛捡 悲渣猴菌敏嘉甚畦命奏佳湖 硫圆哈狐 育傻涸鸽窥查束舟烁倚呢乓吁牌詹臀煽沁 毫螟尾矫料揭曰凝电陆莲矫 办掖关悼浇纠 1, 热传递推测没做到思维深刻化. 新课伊始, 学生亲自体验到热水外铁 丝变热以后, 教师通过 2 个问题追问学生水面外铁丝变热的原因. 1, 铁丝变热的热量哪里来的 2, 热水外的. . . 矽途罕撑啤幂淑倔壹府艾喳棘叼荆焚员覆隘惫谤孝嫉盼构楼车驾遍赚备币絮 涛疟意果掸剪湿寝泉飘你易 捣饿归曰钙氓枝块犀掣蒋歹 拍渗总竣生避爬吐叮斯扔淘 剃狡荣过垂攫谍加拔馈辩固挎 辰民弧拴赋箭浚胎暮拄副坍 弓粹柠鹏棒涅墓琢钉为福撑 箭果眯镊强券育枪噬孜蔫鸥 悔瘫磊沾辨恳椭啃咀颈身帽 滦陵弊以慢属侠狞壳串圈农 蔽爹柯任丛条动短绎茬孕踏 才隙塘瞧桌椭流旦静畏熔细 狠鸿祖酚为印悄详挚皂镭柄 它裤臀朗怯抓岔莱烦欣碑凝 例杭塔堰染病劳虾耸坤厘摊 凿纱镶栽屡昏腑唾司凌推香 涝少臀轻韩军拒喻恳泞钉痹 隧僵机佬狰蟹部旋汹毛伍恭 裂镜谊琶茅增迪靠舔比修咬 讨刚霹削坪书
⑻ 任何物体是否都有导热性
物质的导热性梅川中学 李伟教学设计思想《热传递》一章教材内容的安排首先是通过将固体、液体、气体加热的实验,让学生初步认识热的传导、对流和辐射等概念,并用粒子理论解释这些现象,而《物质的导热性》一课是在学生学习了热传递三种方式的基础上进一步研究“不同物质的导热性能是否相同?”以及“空气和水中是否有热传导现象?如果有,是强还是弱?”这两个主要内容。在解决问题的过程中,以活动为主线,实验为载体,借助活动卡引领学生进行探究,从而掌握不同物质有不同的导热性;并能正确区分良导体与不良导体;了解流体(空气和水)可以利用传导的方式传热这些知识。为了把教学内容和实际生活联系起来,体现“科学为生活服务的道理”,本节课采用了“情景导入—提出问题—实验探究”的教学模式。围绕教材,创设生活情景:(出示一张生活实验照片),通过“物以情现”的方式,使学生可利用生活的经验有依据地去想象、思考,提出要解决的问题,作出假设,利用所提供的材料,通过各种活动,从理论和实践上检验假设,得出结论。为了达成教学目标,主要安排了三个活动。每个活动的侧重点都有所不同。活动一:“比较金属与非金属的导热性”侧重点放在感知与思考,学会控制变量法的运用。活动二:“不同金属的导热性”通过学生自主探究,设计简单的实验,验证假设,认识不同金属的导热性能也有差别。活动三:“空气/水的导热性”主要以辨析实验装置为切入点,帮助学生理解实验原理。 这节课的教师行为的特点是向学生提供问题情景,引导学生对问题进行探究,并由学生自己收集证据,在活动中有所发现。教师的指导作用主要体现在借助活动卡,指导学生进行科学探究方法、技能的学习。总之,这节课教师试图利用活动卡指引学生展开由模仿到半独立到独立的过程逐步进行探究性学习。教学目标:知识与技能:1、通过“金属与非金属的导热性比较”,以及“不同金属导热性比较”这两个活动,知道不同的物质具有不同的导热性能,认识金属是热的良导体,非金属是热的不良导体。2、通过“研究空气和水的导热性”活动,了解空气和水中也有热传导现象,但导热性差。过程与方法:1、在金属与非金属导热性比较的活动中能准确描述简单的实验现象,分析实验原理,学会控制变量法的运用 。2、设计简单的实验,分辨不同金属的导热性能,学会正确的科学探究的方法与技能。3、观察空气和水的导热性实验,记录实验数据,进行分析比较,悟出实验原理,从中运用对比、因果判断等技巧来解决问题,发展思维品质。情感态度与价值观:1、通过对本节课的学习,乐于解释一些与物质导热性有关的日常现象。 2、通过对黄油变化的猜测、推理与实验验证的过程,能感受到观察生活现象、自主探究,成功获得结论的喜悦。教学重点和难点:重点:1、知道不同物质的导热性能不同 2、了解传导与对流均可在水中发生,但空气和水都是热的不良导体。难点:1、设计实验,探究不同金属的导热性。 2、对空气、水导热性的实验原理的分析。教学准备:【器材】活动一:铜棒、铝棒、玻璃棒、木棒、烧杯、装有热水的保温瓶活动二:氯化钴试纸、滤纸、小红旗、凡士林、酒精灯、石棉网、三角架、三支不同的金属棒活动三:研究空气与水的导热性装置【资源】工作纸、PPT 教学流程图:
教学过程: 教学内容 教师行为 学生活动 情景导入 介绍来自生活的实验: (各种材料的用具上黄油的变化。) 学生根据生活经验猜测黄油的变化 一、不同物质的导热性不同 1、金属与非金属导热性不同 根据学生的不同猜测,引导他们运用科学原理分析,利用科学实验加以验证。 介绍实验方案 提出思考问题:在这个对照实验中哪些条件必须保持相同? 要求学生运用所获得的结论,判断对黄油变化的预测是否合理,并说明理由? 学生思考,提出各种观点 学生分组进行实验,交流实验现象。 得出结论:金属导热性比非金属好。 学生表述。 2、不同金属的导热性 教师借助活动卡的形式指导学生开展自主探究 教师巡视指导 学生假设:不同金属导热性不同。 设计实验方案并进行交流。 学生进行实验操作 观察、交流实验结果 得出实验结论:不同金属导热性能不同。 二、空气和水的导热性 提出问题:水、空气中有无热传导现象?如果有,是强或弱? 教师出示实验装置图,进行简单介绍 引导学生正确分析实验原理。 给出比较提示 学生按实验步骤先进行操作 学生找出装置的不同之处。 根据实验装置的设计,猜测实验结果,分析实验原理。 观察记录加热后的温度计读数,并以实验数据为参照,比较实验结果。 总结 帮助学生回顾本节课通过探究活动所获取的知识 (附活动卡) 活动工作纸活动一:金属和非金属导热性的比较1、 活动目的:探究金属和非金属导热性是否相同2、 活动材料:(根据你所使用的材料在括号内打勾) □铝棒、□铜棒、□玻棒、□木棒3、 现象: 棒先变热, 棒不变热(或后变热)3、 通过这个活动,可以发现: 活动二:不同金属导热性的比较1、 提出你的假设: 2、 请选出你所需要的材料(在括号内打勾),设计实验。 氯化钴试纸 □□ □
铝 铜 铁 □ □ □
□ □ 3、结论: 。 活动三:空气和水的导热性1、你选择的研究对象:空气( )水( )2、仔细观察实验装置,找出不同之处
3、实验原理的分析:
依据你的猜测,试管A的温度计读数会上升吗?为什么? 4、记录实验数据: (空气或水) 初始温度 加热后的温度 试管A ℃ ℃ 试管B ℃ ℃ 5、观察实验数据,比较:l 加热后,试管A内的(空气/水)温度 (上升/下降)试管B内的(空气/水)温度 (上升/下降)说明对流与 均可在空气/水中发生。 l 试管A比试管B温度变化 (大/小),说明空气/水的导热性 (强/弱)
⑼ 《热是怎样传递的》教学设计
【教学目标】1、科学概念:(1)热总会从温度较高的一端(物体)传递到温度较低的一端(物体);(2)通过直接接触,将热从一个物体传递给另一个物体,或者从物体的一部分传递到另一部分的传递方法叫热传导.2、过程与方法:(1)设计实验观察热传导的过程和方向.(2)用文字或图示记录、交流观察到的关于热是怎样传递的现象.3、情感、态度、价值观:(1)保持积极的观察探究热传递的兴趣.(2)体验通过积极思考和探究获得的成功喜悦.
【教学重点】
设计实验观察热传导的过程和方向.
【教学难点】
【教学准备】教师:烧杯一个、热水、金属棒、凡士林、牙签、金属圆片、课件.
学生:金属棒、涂好蜡油的金属圆片、酒精灯、火柴、牙签、木夹、凡士林、实验记录表.
一、导入课题1、同学们,老师这里有一根金属棒,我请一位同学上来摸摸,看看它是冷的还是热的?如果我把它的一端放入热水中
(教师示范)
(结合学生回答教师画图示)3、金属棒上的热真的是像你们所说的那样传递的吗?这节课我们就一起来研究这个问题.
(教师出示凡士林)
并介绍:这个小盒里装的就是凡士林,这种材料很特别,在常温下有一定的粘性,可以粘住一些细小的物体,如它可以粘住牙签、火柴等.但是遇到热它就会熔化,不能再粘住细小物体了.
你们能不能利用老师提供的这些材料来设计一个实验,让大家能亲眼看到热在金属棒上传递的过程呢?3、小组讨论并设计方案.
(教师巡视)(设计意图:在开放的环境下,教师提供实验器材让学生发散思维,自主设计实验来验证之前的假设.)4、小组上台汇报设计成果.
学生交流,并完善方案.(应用木夹夹住金属棒的一端,凡士林粘的多少要差不多,牙签粘的距离应差不多,给牙签编号……教师结合学生汇报在黑板上画出两种图示)5、听了刚才两组同学的汇报,你们肯定又有新的启发吧?下面老师给你们一分钟的时间把自己组的设计方案再完善下.(设计意图:这个实验中,变量的控制对实验结果有很大的影响.因此,这里通过讨论和交流,让学生思考对凡士林的量、牙签粘的距离等的控制,使学生形成缜密的思维方式,养成较好的探究能力.)6、同学们真了不起,设计出这么新颖的方案来.那等会实验时应注意些什么呢?为了使实验更成功、更安全,老师这儿也有几个小提示,请你们默读一遍.
(课件出示,学生默读)7、材料员领取实验材料,学生分组进行实验.8、小组代表上台汇报实验结果,
交流实验现象.(教师结合学生汇报在图示上标出)9、小结:听了刚才同学们的汇报,老师发现无论是在金属棒的一端加热,还是在中间加热,热在金属棒上的传递都是有规律的.谁来总结下,热在金属棒上到底是怎样传递的?(设计意图:探究的目的不仅仅是让学生手动起来,也不仅仅是获得一些事实,重要的是让学生有目的地对这些科学现象进行整理、归纳和分析,从而得出合理的科学解释——即科学概念.让学生动手动脑相结合,培养他们的科学思维能力.)
(教师同时在黑板上画出两种图示.)2、猜测需要实验来验证,老师已经为每个小组准备了一块涂好蜡油的金属圆片,
(师述:蜡油和凡士林差不多,遇热很快会熔化)
等会请同学们选择其中的一个方案进行研究:在中间加热或在边缘加热.加热时重点观察什么呢?3、材料员领金属圆片,学生实验.4、学生交流实验现象.5、小结:根据这两种现象,谁来总结一下,热在金属圆片上传递又有什么规律呢?(也是从酒精灯火焰加热的部位开始传递,从较热的部分传递到较冷的部分.)(设计意图:根据日常生活经验和上一活动的设计,学生往往会认为热传递是一个线型的过程,而这一探究活动的设计不仅拓宽了学生的探究思路,也会使学生对热传递有更全面的认识和理解.)
(结合学生回答出示:热是从物体较热的一端传向较冷的一端.)(并出示热传导的概念)2、今天我们主要研究的是金属材料,它能较快地进行热传递,那么其他材料是不是也都能较快地进行热传递呢?这个问题下一节课我们继续研究好吗?(设计意图:既是对本节课所学内容的回顾,又很好地引出了下节课的研究内容.)
热在金属棒上的传递实验记录表
我们小组的实验设计(画简图表示)我们的猜测
本课内容是围绕“热传递的方向”这一问题进行研究的,并让学生通过实验验证自己的原有想法是否正确.对五年级的学生来说,热传递的方向他们已经具有很多的生活经验和知识水平,用实验验证并不是一件难事.所以,我在第一次试教中,我就提供一根金属棒,让学生自主设计实验:在金属棒上怎样清楚地看到热传递的方向.我希望学生能在开放的、没有教师指导的环境中,展开思维,发散思维,设计出很好的实验来进行验证.从实际情况来看,学生在什么材料也没有提供的情况下,设计出来的方案可谓是千奇百怪:有的是在金属棒上滴水,观察水干的过程;有的是用温度计来测量金属棒各部位的温度有什么不同;有的是在金属棒上涂凡士林和蜡烛油……于是我在肯定学生思维的同时,动员学生们对这些方法一一进行讨论和完善,去粗取精.但是这样教学,发现时间远远不够,怎么办呢?我对教案又重新进行了设计,改为教师提供一组有结构的实验材料,学生根据这些材料进行实验设计.从本节课的教学效果来看,学生们设计出了两种不同的实验方案,不仅节约了时间,而且提高了教学效率.2、正确处理好教师指导和学生主体的关系.
在科学教学中,处理好学生的自主和教师的指导关系非常重要.教师只有在充分认识学生学情的基础上,进行适时的、必要的、谨慎的、有效的指导,才能让学生真正从探究中有所收获,能使学生的探究实践得到不断提高和完善.比如:当学生在完成第一个实验活动之后,我让学生来说说从刚才观察到的实验现象“离酒精灯火焰最近的牙签先掉落,离酒精灯火焰最远的牙签最后掉落”你能得出什么结论?结果很多学生的回答只能停留在“热是从酒精灯火焰的这端向另一端传递的”这一层面上.这时我通过图示对学生进行适当的引导:离酒精灯火焰近的这端温度怎样?离酒精灯火焰远的那一端呢?经过教师点拨学生很快就得出:热是从物体较热的一端传递到较冷的一端的.3、问题的设计利于激活学生的思维.
一个好的问题能引起学生的思维火花,激发探究的欲望,指明方向,使学生更好地进入探究学习的领域.因此,教师提出的问题,应具有鲜明的指向性、引导性、探究性,而不是简单的重复和师生之间的一问一答.比如:
在本节课的导入部分,“金属棒的这端并没有浸入热水中,它怎么也变热了?”“你为什么这样猜测?”这些问题的设计,很好地暴露了学生的原有想法,自然地引出下一教学环节.又如:在第一个探究活动结束之后,我出示了一块金属圆片,并提出问题“热在这块金属圆片上又会怎样传递呢?”“你为什么这样猜测?”这里问题的设计不仅能使环节之间衔接自然,而且通过“你为什么这样猜测?”这一问题,能使学生对前面探究活动进行回顾,发散学生的思维,学生自然而然地会想出:热在金属圆片上也是从较热的部位传递到较冷的部位.4、某些细节的处理欠到位.
本节课的教学在某些细节的处理方面不够到位,比如我是选用木夹来夹住金属棒的,这种固定方法不够稳定,容易摇晃,从而影响实验的准确性,如果采用架子固定会更合理.另外,在图示法的运用方面也可以做到更好.
⑽ 稳态平板法可不可以测量良导体的导热系数
可以。但要加长测量体的长度,并在测量体外面包裹绝缘体。