师:大家好,欢迎走进科学课堂。这是本节课我们需要准备的材料,准备好后,就开始今天的科学之旅。寒冷的冬天,喝上暖暖的热水会感觉更舒适。那热水盛在怎样的杯中才不容易变冷呢?
生:热水盛在保温杯中不容易变冷。
师:是的,本课我们就来探究如何做个保温杯。老师带来了3个杯子,你们知道这些杯子分别是用什么材料制成的吗?
生:这三个杯子分别用不锈钢、陶瓷和塑料制成。
师:没错,是不锈钢、陶瓷和塑料。如果在三个杯中加入等量且温度相同的热水,猜一猜哪个杯中的热水会凉得慢一些呢?
生:我猜是塑料杯。上节课我们学习了,塑料属于热的不良导体,传热慢,杯中的热水应该就凉得慢一些。
生:我认为不是塑料就是陶瓷。因为不锈钢属于热的良导体,传热快,杯中的热水应该就凉得快一些。
师:刚才两位同学都利用上节课学习的热的良导体和热的不良导体的知识进行了分析。那到底刚才的猜想对不对呢?我们还要通过实验来验证。同学们,我们如何设计实验来验证咱们的猜想呢?
生:在三个杯子中加入等量温度相同的热水,过一会儿再去测它们的温度,就可以知道了。
师:真是个好办法,今天我们就用这位同学提出的方法来检验咱们的猜想。来看一下具体的实验步骤:一、在三个杯中倒入等量温度相同的热水;二、分别摸一摸三个杯子的外壁,感受温度的不同;三、5分钟后用温度计测量杯中的水温,并把结果记录在任务单上。这里需要注意,倒水时别烫到手。使用温度计时,液泡要侵入水中,且不可贴杯壁、杯底。准备好了,我们来看看如何操作。
生:在三个不同材质的杯中加入等量相同温度的热水。
生:用手分别摸一摸三个杯子的外壁,感受一下温度。开始计时。
生:5分钟后测量三个杯子中的水温,并把结果记录在任务单上。
师:知道怎么做了吗?用手中的材料试一试。现在我们来看几位同学的任务单,他们是如何分析的呢?
生:我们组发现在刚加入热水时,不锈钢的杯壁是最热的,接着是陶瓷杯,最后是塑料杯。而这些热量都来自于杯中的热水,所以我们组认为不锈钢杯吸热最快,塑料杯吸热最慢。
生:我们组发现5分钟后塑料杯水温是最高的,接着是陶瓷杯,最后是不锈钢杯。因此,不锈钢杯散热最快,塑料杯散热最慢。
师:通过刚才几位同学的分析,我们可以发现,热的良导体,比如不锈钢,吸热快,散热也快,水温降得就快;而热的不良导体,比如塑料,吸热慢,散热也慢,水温降得也慢。所以在三个杯子中加入等量相同温度的热水,塑料杯中的热水不容易变冷。
师:在刚才的实验中,我们发现不锈钢杯中的热水凉得最快。那怎样使这个杯中的热水凉得慢一些呢?有哪些方法?
生:加一个密封的盖,这样可以减少热量的散失。
生:可以用毛巾把杯子包起来,因为毛巾属于热的不良导体,散热慢。
生:可以把杯子直接嵌在塑料泡沫中,因为塑料泡沫也属于热的不良导体。
师:同学们想到的方法真多。那哪种保温方法效果最好?我们还需要通过实验来验证。为了更清楚地知道处理后杯子的保温性能,我们可以把不处理的杯子作为对照也加进去,也就是现在每组要测出4个杯子中热水温度的变化。那如何设计这个实验呢?
生:在4个杯中加入等量相同温度的热水,先记录下初始温度,过半个小时再记录下它们的温度。降温越少则说明它的保温性能越好。
师:设计得非常不错,但由于课堂时间有限,我们可以把两次测温间隔设置成10分钟。下面我们来看看具体的实验步骤:一、在4个杯中倒入等量相同温度的热水;二、用温度计先测出初始温度,并把结果记录在任务单二上;10分钟后测量杯中的水温,并把结果也记录在任务单上,计算出两次测得的温差。
师:在这个实验中,我们还需要注意什么呢?
生:我认为倒入杯中的水量、温度、间隔时间都要相同,温度计使用时不可贴杯壁、杯底。杯中水温较高,容易烫伤,需要注意安全。
师:同学们的想法真全面,不仅考虑到公平性,还考虑到规范操作和安全性。准备好了,我们来看看如何操作。
生:在4个经过处理的不锈钢杯中加入等量温度相同的热水,把温度计轻轻放到4个杯中,使温度计的液泡侵入热水中,且不能碰到杯底和杯壁。开始计时。读取四个杯子中热水的初始温度,并记录在任务单上。
生:盖好2号、3号、4号杯子的盖子,静静等待10分钟。
生:再依次测量出4个杯子中水的温度,并把结果记录在任务单上。
师:知道怎么做了吗?用手中的材料试一试。下面我们来看看孩子们填写的任务单,从任务单的数据你们发现了什么?
生:嵌在塑料泡沫中的杯子保温性能最好?
生:我发现所有杯子里的水温都下降了,而且没有处理的不锈钢杯子温度下降得最明显。
师:是的,随着时间的推移,不管有无保温措施,杯中水的温度都下降了。没有处理的不锈钢杯子中热水温度下降最快。而经过处理后的杯子温度下降都变慢了,尤其是嵌在塑料泡沫中的下降得最慢,保温效果最好。为什么嵌在塑料泡沫中的杯子保温效果最好呢?
