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温度变化了一切

你需要什么

材料

  • 一个小派对气球(为了获得最佳效果,在活动前几次伸展并爆破气球。)
  • 一个小瓶/烧瓶
  • 热板
  • 烤箱手套
  • 平衡
温度变化了一切将热量转移到水壶,2010年12月13日。GNU免费文档许可证,版本1.2通过维基百科共享

目的

确定温度对粒子运动的影响。


语境

学生了解的最重要的概念之一是温度影响分子的运动。随着空气温热,来自热量的能量导致空气分子更快地移动。有些学生可能遇到这种概念,因为它们缺乏对非常小的颗粒尺寸或可能将宏观性质视为颗粒的升高。学生也可能认为粒子之间的空间必须存在一些东西。最后,学生可能难以欣赏固体,液体和气体中颗粒的内在运动;并且在粒子之间的概念化中存在问题(科学素养基准,P.336。)为了澄清学生对分子的思考及其与温度的关系,指导必须使学生可以理解的分子世界。

这些活动的主要目的是将学生介绍给温度导致分子和原子移动更快,更远的概念,这反过来导致从固体变化到液体和液体到气体。学生需要通过知识来实现​​这项活动,其中一些固体在加热时变成液体。它们还需要了解固体和液体之间的可观察差异。

在“气球和瓶子”中,学生体验着温度在气球内空气的影响。随着气球内部的空气开始温暖,分子开始更常见地撞击球囊的侧面。这增加了气压并导致气球扩张。此活动还提供了加强与物质保护相关的概念的机会。据研究报道,许多学生在第6阶段和7年级仍然觉得重量只是“养分” - 他们不能感觉的重量被认为没有体重。测量室温下的瓶子,气球和水的重量,加热后和冷却后,可以帮助学生消除这种误解。如果球囊没有破裂,重量应该保持不变。研究还指出,许多学生可以定性地理解,这些物质被保守转化为液体。他们还开始理解,如果气体可见,则从固体或液体转化为转化物质的物质。(科学素养基准,P.336。)


动机

在开始活动之前,学生需要了解气体,液体和固体中的颗粒之间的差异。让学生看看气体,液体和固体普渡大学化学部门网站的页面。在这里,他们将看到固体,液体和气体的特性如何通过颗粒运动来解释。

讨论这些情景中可观察和分子水平的会发生什么:

  • 水放在冰箱里。
  • 冰融化。
  • 水坑蒸发。

使用以下演示开始讨论温度对粒子运动的影响。炸毁气球,然后在气球的低设置上瞄准吹风机,并观察它升起。

问学生:

  • 当我在气球上吹热空气时会发生什么?为什么?
  • 气球内的空气发生了什么?
  • 如果球囊放在冷轿车中,您认为会发生什么?
  • 随着汽车的温度升高,气球会发生什么?为什么?
  • 让学生思考在加热时可能发生在瓶子里的气球中的可能性。

发展

气球和瓶子
给每个学生副本气球和瓶子学生表,包括问题和程序。

简要介绍学生的程序:

  1. 倒约15毫升。(1汤匙)水进入空玻璃瓶/烧瓶中。
  2. 使用平衡称重瓶子,水和气球。记录数据表上的权重。
  3. 在瓶子顶部伸展开放气球。
  4. 加热瓶子直至水剧烈沸腾。记下您对数据表上的水和气球的观察。
  5. 使用烤箱手套,将瓶子放在平衡上。记录数据表上的权重。
  6. 让瓶子冷却。写下气球和瓶子的观察。
  7. 称重瓶子和气球。记录数据表的信息。

学生了解该程序后,请将他们提出这些预测:

  • 当烧瓶/瓶子,水和气球被加热/冷却时,体重会变化吗?
  • 当瓶子被加热/冷却时,您认为在气球上会发生什么?
  • 加热/冷却时,水会发生什么?

学生完成了活动后,请询问他们在学生工作表上记录这些问题的答案:

  1. 将您的观察结果与您的预测进行比较。
    A.您的预测是否正确?
    B.在实验期间做过任何惊喜吗?如果是这样,请描述它。
  2. 你觉得什么导致气球扩大?气球外面发生了什么,导致这种情况发生?
  3. 为什么你认为气球被吸入瓶子里?气球外面发生了什么,导致这种情况发生?
  4. 在冷却时,你在瓶子里面观察到了什么?
  5. 气球内部发生了什么?他们搬家了吗?他们搬家了吗?
  6. 该实验如何表明水从液体变为气体?
  7. 如果瓶子放在冰箱里,会发生什么?

评估

在这项评估活动中,学生将在卡通场景中说明,温度如何影响分子的运动。学生应该向课堂上呈现他们的卡通,并解释它如何与影响分子和物质状态的温度的想法。

学生应评估他们的漫画如何传达以下科学思想:

  • 加热和冷却如何影响粒子的运动。
  • 物质的状态如何随着加热和冷却而变化。

给学生这些说明:
你是一名漫画家。您的任务是创建一种卡通场景,说明温度对固体,液体或气体中分子运动的影响。您将使用您的卡通教导您的同学关于物质的不同状态的分子运动以及如何增加或降低温度会影响它们。


延期

充满了热空气!论儿童网站的科学。这项活动使学生能够找到当你加热气体并冷却下来时会发生什么。他们让他们将这项活动的结果与“瓶子里的气球”的结果进行比较。


学生可以使用网络找出可以使用的其他实验来说明温度的影响。他们还可以了解有关温度如何影响一切的现实生活说明。这将是帮助学生学习如何在家或学校进行引导网站搜索的好机会。


动力学卡
这项活动的目的是让学生有机会审查与物质国家相关的新概念和术语。这将是学生审查测试的好方法。

有学生:

  1. 当他们想到时,生成来介意的单词,短语或图纸:物质和温度的状态
  2. 在小组中工作以分享想法并将其分组成分类。
  3. 观察和分析其他群体的工作。一名学生在桌子后面留下来回答问题,并注意到其他学生对哪些牌很清楚,其中需要进一步澄清..
  4. 讨论他们观察到的内容并根据课程反馈修改或添加新的想法/类别。
  5. 创建一组卡片。学生可以在索引框中保留他们的牌以供进一步研究。

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课程细节

成绩 主题 类型 项目2061基准 国家科学标准
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