师:同学们好,这节课由我带领大家一起学习热传导。上课前,我们先来看一段有意思的视频。
在生活中,我们有时会看到有人抱着可爱的“玩偶”取暖,其实那是暖水袋。给暖水袋插好电、热好水后,就能拿来捂手,特别温暖。大家知道这是为什么吗?接下来听我详细讲解。
炎热的夏天,我们会把西瓜放到冷水中,过一会儿,西瓜就凉下来了,而冷水也没那么凉了。就好像温度高的西瓜在给温度低的水“传送功力”,温度高的物体温度降低,温度低的物体温度升高,直到二者温度相等才停止。像这样能量从高温物体迁移到低温物体的现象,就叫做热传递。热传递的最终结果,是两个物体温度相同。比如我们发烧时,会用冷毛巾敷头降温,过一段时间,毛巾温度升高,体温降低,能量从身体传给了毛巾,当毛巾和体温相同时,热传递就停止了。而且对同一个物体来说,温度升高意味着内能升高,温度降低,内能也跟着降低。所以,热传递可以改变物体的内能。
热传递发生是有条件的,即两个物体要有温度差。比如同样温度的两杯水放在一起,它们之间就不会发生热传递。在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。当其他条件不变时,物体吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少。物体吸收或放出的热量越多,内能改变越大。冬天用热水袋取暖,就是利用了热传递。当我们把冰冷的手放在暖水袋上,热量就从热热的暖水袋传递到冰冷的小手上,暖水袋慢慢凉下来,我们也逐渐暖和起来。
在刚才的视频中,我们了解了生活中的热传递,发现这种现象无处不在。本节课要学习的热传导,就是热传递的一种。接下来,我们正式进入课程学习。天气渐渐变凉了,请同学们观察图片,描述一下图片内容,看看图中我们是如何让身体暖和起来的?
生:用暖手宝捂一捂,身体就暖和起来了。暖手宝传热,让手暖和,这是固体与固体接触。
生:对着双手哈一口热气,双手就暖和起来了。哈气使手暖和,是气体与固体接触。
生:到温泉中泡一泡,身体就暖和起来了。泡温泉使身体暖和,是液体与固体接触。
生:喝一杯热茶,身体也会暖和起来,喝热水使身体暖和,同样是液体与固体接触。
师:除了让自己暖和起来,生活中还有哪些地方存在热传递呢?大家一起看看视频,边看边思考。热是如何传递的?熨衣服时,热是怎么传到衣服上的?炒板栗时,热又是怎么传到板栗上的?大家能描述这些过程吗?生活中像这样的热传递现象还有很多,比如烧菜时热传到菜里,泡面时热传到面中,大家还能举一些类似的例子吗?
生:用电饭锅煮饭,热由电饭锅传给米饭。
生:用炒锅炒菜,热由铁锅传给蔬菜。
生:热水器里,热通过加热棒传给了水,使水变温暖。
生:北方人冬天用的热炕,热由炕面传给人。
师:通过刚才的学习,我们发现日常生活中,热会从一个物体传到另一个物体上。那么热究竟是怎样传播的呢?下面我们通过两个实验来探究。首先研究热在金属中的传递方向,我们把实验分成两个小部分。先请大家试试从一端加热金属,看看会有什么现象。
探究热在金属片中的传递。实验材料有铁架台、黄油、金属片、勺子、火柴、酒精灯、试管夹。用勺子将黄油均匀地涂抹在金属片上,然后用试管夹夹住金属片一端,用酒精灯加热金属片另一端,观察黄油的变化情况。
接下来,请大家再从中间加热金属,观察现象。
探究热在金属片中的传递。换一个金属片,同样用勺子均匀涂抹黄油,然后用试管夹住金属片一端,用酒精灯加热金属片中间部位,观察黄油的变化情况。对比两次实验中黄油的变化,说一说有什么不同?
生:从中间加热的金属,黄油从中间向四周扩散融化;从一侧加热的金属,黄油从加热的地方向另一侧融化。
师:为什么会出现这样的现象呢?
生:实验说明,无论加热金属片中间还是边缘,金属片都会变热,说明热是可以传递的,而且是从温度高的地方传向温度低的地方,传递方向是四面八方。
师:通过刚才的实验,我们了解了热在金属这种固体中,是从温度高的地方传递到温度低的地方。那么热在水中又是怎样传递的呢?接下来我们做第二个实验。这个实验要用到的材料有铁架台、水槽、烧杯、冷水、热水、温度计等。我们在烧杯中倒一杯热水,放在盛有冷水的水槽中,分别用温度计测量烧杯中热水和水槽中冷水的温度,每隔2分钟观察并比较每次测量的温度。同学们注意,读数时要平视。
