哪杯水热教学课件

哪杯水热？热传导与温度变化——的科学探究第一章热的基本概念什么是热？热是能量的一种形式，通过物体间的温度差传递从微观角度看，热是分子热运动的表现，分子运动越剧烈，物体温度越高当两个温度不同的物体接触时，热量会从高温物体传向低温物体，直到达到热平衡状态，两者温度相同温度与热量的区别温度热量温度是物体分子运动的平均动能表现，反映物体的冷热程度热量是能量的转移，单位焦耳（J）温度是物质状态的标志，常用摄氏度（℃）表示热量传递会导致物体温度变化或状态变化温度是强度量，与物质的量无关热量是广度量，与物质的量有关热传导的原理热传导是热量传递的三种基本方式之一（另外两种是对流和辐射）其基本原理是•热量总是从高温物体传向低温物体•热传导需要依靠物质介质，在真空中无法进行不同物质的导热能力不同，一般而言固体液体气体傅立叶定律简介傅立叶导热定律基本内容数学表达傅立叶定律是描述热传导的基本定律，由法热流量与温度梯度成正比，与传热面积成正Q=-λAdT/dx，其中国科学家约瑟夫•傅立叶于1822年提出比•Q热流量•λ导热系数•A传热面积•dT/dx温度梯度导热系数的意义导热系数λ表示物质导热能力的大小，单位为W/m•K数值越大，表示物质导热能力越强

4010.

60.024银的导热系数水的导热系数空气的导热系数银是导热性能最好的金属水的导热能力相对较弱空气是良好的隔热材料之一热容量与比热容热容量比热容热容量C是指物体温度升高1℃所需的热比热容c是指单位质量的物质温度升高量，单位为J/℃1℃所需的热量，单位为J/g•℃C=Q/ΔT，其中Q为热量，ΔT为温度变化c=Q/m•ΔT，其中m为物体质量比热容仅与物质的种类有关，是物质的热容量与物体的质量和材料有关特性水的特殊性高比热容温度稳定性水的比热容约为

4.2J/g•℃，是大多数物质的吸收或释放大量热量时，温度变化相对较小数倍生态调节生命意义大型水体能调节周围环境温度，减缓温度变化人体含60-70%的水，帮助维持体温稳定第二章实验观察哪杯水热实验目的0102观察不同条件下水的温度变化规律探究影响水温变化的因素（水量、杯子材质、添加物等）04理解热传导和热容量在实际生活中的表现培养科学思维和实验能力实验材料准备12容器测量工具•三个透明杯子（玻璃杯、塑料杯、陶瓷杯）•温度计（精度

0.1℃）•体积刻度明确，便于控制水量•计时器或秒表•量杯（测量精确水量）34实验用水添加物•热水（约80℃）•食盐•冷水（约10℃）•白糖•常温水（约25℃）•天平（称量添加物质量）准备好以上材料后，确保实验环境温度稳定，避免空调、电扇等直接吹向实验装置，以减少外界因素的干扰实验步骤一测量热水冷却速度准备工作将温度计、计时器、记录表格准备好加入热水将80℃热水倒入透明玻璃杯中，水量控制在200ml记录初始温度₀立即测量并记录初始温度T定时测量每隔1分钟测量一次水温，连续测量15分钟数据记录将时间和对应温度记录在表格中，绘制温度-时间曲线实验步骤二比较不同水量的冷却实验准备准备两个相同材质的玻璃杯分别标记为A杯和B杯加水和测量•A杯加入100ml热水（80℃）•B杯加入200ml热水（80℃）•同时开始计时，每隔1分钟记录两杯水温数据分析比较两杯水温度变化速率的差异计算并绘制温度-时间曲线预期结果B杯水量更大，温度下降速度更慢这是因为水量越大，热容量越大，相同条件下散失相同热量导致的温度降低更小实验步骤三加入盐或糖的影响准备溶液加热至相同温度冷却观察两个相同玻璃杯，C杯加入200ml纯净水，D杯将两杯水同时加热至80℃同时冷却，每分钟记录温度变化加入200ml水并溶解10g食盐这个实验探究溶质对水溶液热学性质的影响加入盐会改变水的比热容，同时可能影响水的导热性能预期结果加盐水的比热容略低于纯水，理论上冷却速度会略快，但溶液的热对流模式也会发生变化，综合影响需通过实验观察实验步骤四杯子材质对热传导的影响玻璃杯塑料杯导热系数约

1.0W/m•K导热系数约

0.2W/m•K材质特点透明，便于观察，导热性材质特点轻便，导热性较差，保温中等性较好陶瓷杯导热系数约

1.5W/m•K材质特点厚重，热容量大，导热性能介于玻璃与塑料之间实验方法将相同温度（80℃）、相同体积（200ml）的热水分别倒入三种材质的杯子中，每分钟记录温度变化，比较冷却曲线的差异实验数据展示时间（分钟）100ml水温度℃200ml水温度℃加盐水温度℃实验观察总结添加物影响水量影响加盐水热容量略低于纯水，冷却略快水量越大，热容量越大，温度变化越慢溶解过程中的热量变化也会影响初始温度200ml水比100ml水冷却慢约30%环境因素杯子材质影响周围温度、气流速度等也会影响冷却玻璃杯陶瓷杯塑料杯（散热速度）实验中应尽量控制这些变量材质导热系数与冷却速率呈正相关通过这些实验观察，我们可以回答哪杯水热的问题在相同初始温度下，水量大的、使用保温性能好的容器盛装的、不加添加物的水会保持较高温度第三章热的生活应用与思考在这一章节中，我们将探讨热传导在日常生活中的应用，理解科学原理如何帮助我们改善生活，以及从哪杯水热实验中获得的启示生活中的热传导实例保温杯设计原理保温杯利用双层不锈钢壁之间的真空层减少热传导，内壁采用镀银或镀铜设计反射热辐射，杯盖密封减少对流散热穿衣保暖的科学依据多层薄衣服比一件厚衣服更保暖，因为层间的静止空气是良好的隔热体羽绒服、毛衣等保暖效果好是因为它们能锁住更多静止空气保温杯的设计完美地应用了热学原理，通过减少三种热传递方式（传导、对流、辐射）的热损失，使杯中液体保持恒温热水器与热水循环热水管道保温的重要性家庭热水系统中，管道保温可以减少热量散失，节约能源未保温的热水管道可能导致水温迅速下降，特别是在寒冷环境中不同热水器效率比较即热式电热水器没有热量存储损失，但功率大；储水式热水器能提供大量热水，但存在待机热损失；太阳能热水器利用可再生能源，环保节能节能减排与热传导关系了解热传导原理可以帮助我们设计更节能的家居环境墙体保温、门窗密封、智能控温系统等都能减少不必要的热量损失为什么热水比冷水更快感觉烫手？当我们将手放入热水中，会立即感到烫手，而放入冷水则感觉较为缓和这是因为•热水分子运动更剧烈，传递热量的速率更快•热量从热水流向手部的速度比从手部流向冷水的速度快•皮肤对温度升高的感受比对温度降低更敏感•水的导热系数远高于空气，使热量传递更高效这种现象与热传导的基本原理一致热量传递速率与温度差成正比温度差越大，热量传递越快，感觉也就越强烈热传导与安全使用热水时的注意事项•先放冷水再放热水，避免烫伤•儿童洗澡水温不宜超过40℃•热水器温度设置不宜过高，建议60℃左右•使用隔热手套或隔热垫处理高温物品防止烫伤的科学方法•利用材料的导热性差异选择隔热材料如硅胶、木质工具•增加热阻使用多层材料隔热•降低接触面积减少与热源的直接接触•增加散热面积分散热量，降低局部温度热量守恒定律热量守恒定律是热学中的基本定律，它指出在一个孤立系统中，热量不会凭空产生或消失，只会从一处转移到另一处生活中的实例•热水与冷水混合后达到中间温度•食物在冰箱中冷却，同时冰箱散出热量•暖气加热房间，房间通过墙壁和窗户散热•人体通过食物获取能量，通过代谢散发热量当热水杯中的水冷却时，热量并没有消失，而是转移到了周围环境中课堂互动你觉得哪杯水热？为什么？我认为水量大的杯子里水温更高，因为我觉得塑料杯中的水更热，因为塑料导加了盐的水可能冷却更快，因为它的比它的热容量大，散热慢热性差，热量不容易散失热容变小了通过学生们的回答，可以引导他们运用所学的热学知识分析问题，培养科学思维鼓励学生提出假设，然后通过实验验证，体验科学探究的过程小实验演示视频实验内容热水冷却过程可视化使用热成像相机拍摄不同条件下热水冷却的全过程，直观展示热量传递现象观察要点•热量从水传递到杯壁，再传递到空气•水面蒸发带走大量热量通过热成像技术，我们可以直观地看到热量如何从高温物体传递到低温物体，加深对热传导原理的理解•不同材质杯子的热传导差异•对流在水中形成的温度分层复习与知识点回顾热的基本概念1•热是能量的一种形式•温度与热量的区别水的特殊性2•傅立叶导热定律•水的高比热容（

4.2J/g•℃）实验观察与结论•水的导热性能3•水在自然界中的调温作用•水量对冷却速度的影响生活应用•添加物对热性质的改变4•杯子材质对热传导的影响•保温杯的设计原理•热水使用的安全知识•节能减排的热学基础拓展阅读推荐热传导相关科学小实验生活中的节能小技巧自然界中的热现象适合在家中进行的简单热学实验，探索热传导、基于热学原理的家庭节能方法，从保温到烹饪，探索地热、海洋热循环、季风形成等自然界中的对流和辐射的奥秘这些实验安全、有趣，能帮从洗浴到供暖，每一个小习惯都能帮助我们节约热现象，了解热在地球生态系统中的重要作用和助孩子们更好地理解热学知识能源，保护环境影响课后思考题为什么冬天穿多层衣服比穿一件厚衣服更保暖？如何利用热传导原理节约家庭用电？12提示考虑空气的导热性能和多层结构的热阻特点提示思考家庭中的加热设备（如电暖气、热水器、电饭煲等）使用时的热量传递和保存在野外如何利用水的高比热容特性保持帐篷内温度稳为什么金属勺插在热水中，勺柄很快会变热，而木勺34定？或塑料勺则不会？提示水能吸收和释放大量热量而温度变化不大的特性提示考虑不同材料的导热系数差异热的世界，温暖生活理解热的科学感受生活中的温度变化探索更多自然现象通过哪杯水热的探究，我们学习了热传导热无处不在，影响着我们的衣食住行学会希望这堂课能激发你对科学的好奇心，成为与温度变化的基本原理，理解了水的特殊热运用热学知识，可以让我们的生活更安全、探索自然奥秘的小达人！学性质更舒适、更节能科学探索永无止境，让我们带着好奇心和求知欲，继续探索热的奥秘！。