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小学科学/热能

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小学科学 > 热能

物质受热的变化

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形态

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化学变化

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  • 虾子受热后,从草绿色转为红色。
  • 蛋受热后,变成荷包蛋。
  • 陶土受热后,变成陶器。

简单来说,受热后再冷却就无法回到原来的样子,这种情况就是化学变化。

物理变化

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  • 冰块受热后,融化成水。

简单来说,受热后再冷却还可以回到原来的样子,这种情况就是物理变化。

体积(热胀冷缩)

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大部分的液体、气体和固体皆会热胀冷缩。

液体

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日常生活中最明显的就是温度计-借由酒精的热胀冷缩来制造。

我们也可以将水瓶上插入吸管来实验,将水瓶放入热水,记录水位;再将水瓶放入冷水,观察水位的变动。

若无实验误差,将水瓶放入热水中的水位会比将水瓶放入冷水中的水位高,因为温度的变化带动体积的变化。

气体的热胀冷缩

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我们可以将瓶口套上气球,再依序放入热、冷水中,观察气球形状变化。

·若无实验误差,将瓶子放入热水中的气球会膨胀;将瓶子放入冷水中的气球会萎缩,因为瓶内温度提高,空气体积变大,便灌入气球中;瓶内温度降低,空气体积变小,便灌回瓶子中。

固体

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固体的热涨冷缩不明显,我们该如何实验才能测试固体的热涨冷缩呢?

在铜球加热前,先找个可以让铜球刚好穿过的金属环,之后将铜球置于酒精灯上加热,然后再将铜球穿过金属环。

若无实验误差,第二次铜球无法穿过金属环,虽然铜球外表上看起来没差别,其实铜球也是有热涨冷缩的。遇热膨胀,体积变大,当然穿不过金属环。

若想让铜球再度可穿过金属环,方法很简单,只要让铜球遇冷或加热金属环就好了。

警告:本实验中,铜球加热后温度很高,请注意安全。观察到实验结果后,应尽速将铜球放入冷水中降温。

例子

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  • 铁轨、桥梁水泥板的接缝处都会留空隙,以预防气温过高时铁轨扭曲变形或是桥梁损毁。
  • 悬挂的电线不可拉的太紧,以免气温过低时电线过于紧绷而断裂。
  • 凹陷的乒乓球浸泡热水可恢复原状。

热的传播

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主页面:热的传播


热的传播与建筑物

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颜色

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在日照强烈的地区,房屋外表选择浅色系较为合适;反之,寒冷地区房屋外表选择深色系较为合适。

建材

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热传导佳的建材,具有吸热快、散热快的特性,如铁、铜等金属;反之,热传导差的建材,具有吸热慢、散热慢的特性,如木材、水泥等

各种物质“热传导”能力的比较,从最佳至最差排列:

铁>钢>岩石>磁砖>红砖>水泥>干土>木材>空气

窗户

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玻璃门窗具有采光和通风的功能。

调节阳光和热进入屋内的方法有:

  • 加装天花板 (防热)
  • 贴隔热纸 (防光、热)
  • 装窗帘 (防光)
  • 装洒水器 (防热)
  • 装百叶窗
    • 装于室外 (防光、热)
    • 装于室内 (防光)

沿伸阅读

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