康軒五下自然|第四單元 熱的作用與傳播

熱脹冷縮探險隊

溫度改變時,氣體、液體和固體的體積會怎麼變?

看圖片 按熱水 / 冷水 說出原因
熱脹冷縮探險隊的氣體、液體、固體實驗插圖
01

單元重點

先抓住「受熱膨脹、遇冷收縮」,再分辨氣體、液體、固體的實驗現象。

核心

一、熱脹冷縮

  • 大部分氣體、液體、固體都有熱脹冷縮的現象。
  • 受熱時,體積通常會膨脹變大。
  • 遇冷時,體積通常會收縮變小。
氣體

二、氣體的體積變化

  • 氣球套在錐形瓶口。
  • 放入熱水時,瓶內空氣受熱膨脹,氣球變大。
  • 放入冷水時,瓶內空氣遇冷收縮,氣球變小。
液體

三、液體的體積變化

  • 錐形瓶裝紅色液體,插入細玻璃管。
  • 放入熱水時,液體受熱膨脹,水位上升。
  • 放入冷水時,液體遇冷收縮,水位下降。
固體

四、固體的體積變化

  • 銅球加熱後體積變大,無法通過銅環。
  • 銅球冷卻後體積變小,可以通過銅環。
  • 大部分固體也有熱脹冷縮現象。
02

互動實驗區

點選不同溫度,觀察物質體積如何改變。

A. 氣體實驗模擬

錐形瓶裡的空氣會推動氣球

把氣球套在錐形瓶口,再把瓶子放入熱水或冷水中,觀察氣球大小。

小任務:先猜一猜,熱水會讓氣球變大還是變小?

先按下熱水或冷水,觀察氣球的變化。

先選溫度
錐形瓶放入熱水後氣球變大的插圖 錐形瓶放入冷水後氣球變小的插圖

B. 液體實驗模擬

紅色液體在細管中升降

錐形瓶中裝紅色液體並插入細玻璃管,溫度改變時,液體體積也會改變。

小任務:看細管,紅色液面往上還是往下?

先按下熱水或冷水,觀察細管中的液面。

先選溫度
紅色液體放入熱水後液面上升的插圖 紅色液體放入冷水後液面下降的插圖

C. 固體實驗模擬

銅球受熱後會不會通過銅環?

銅球加熱後體積變大,冷卻後體積變小,用銅環就能看出差異。

小任務:判斷銅球現在能不能通過銅環。

先按下加熱或冷卻,觀察銅球能不能通過銅環。

先選溫度
銅球加熱後變大無法通過銅環的插圖 銅球冷卻後變小可以通過銅環的插圖
03

生活應用區

熱脹冷縮不是只在實驗室出現,生活中也常常用到。

熱氣球受熱上升的插圖

一、熱氣球

加熱氣球內的空氣,空氣受熱膨脹,讓熱氣球升上天空。

液體溫度計液面升降的插圖

二、液體溫度計

天氣熱時,液體膨脹,液面上升;天氣冷時,液體收縮,液面下降。

用熱水沖金屬瓶蓋的插圖

三、瓶蓋打不開

用熱水沖瓶蓋,金屬瓶蓋受熱膨脹,會比較容易打開。

磁磚留縫避免熱脹冷縮擠壓的插圖

四、磁磚留縫

磁磚會因溫度改變而熱脹冷縮,留縫可以避免磁磚擠壓隆起或破裂。

雙金屬片控制閃爍燈電路的插圖

五、電路閃爍燈

雙金屬片受熱會彎曲,可利用熱脹冷縮讓電路通路與斷路交替,產生燈光一閃一閃的效果。

04

小測驗區

每題作答後會立即看到結果與解析,完成 10 題後顯示總分。

已完成 0 / 10 題 目前得分 0 分
05

學習任務區

把觀察變成自己的解釋,才是真正學會。

我是小小科學家

任務一

任務二

請判斷下面情境是「受熱膨脹」還是「遇冷收縮」。

任務三

06

老師教學提示

課堂討論時可展開使用,投影時也方便快速提醒。

展開 / 收合教學提示

教學提醒

  • 先讓學生觀察實驗現象,再引導學生說出原因。
  • 不要只背「熱脹冷縮」,要能判斷是氣體、液體還是固體。
  • 可用生活例子加強理解,例如熱氣球、溫度計、瓶蓋、磁磚。

常見迷思

  • 學生可能以為只有氣體會膨脹,其實液體和固體大多也會。
  • 學生可能以為受熱一定會變輕,應提醒是「體積改變」。
  • 學生可能把「水位上升」誤解成水變多,應提醒是體積膨脹。