师:我们今天来学习五年级教科版科学第四单元温度与水的变化。先来看学习目标:一、知道物质有固态、液态、气态三种形态,物质形态主要取决于温度。二、理解热量变化会导致物体温度变化,温度变化会导致物体形态发生变化。设计实验探究物态变化与温度变化的关系。说到水,大家都很熟悉,水是地球上非常重要的资源,我们的生活都离不开它。那么水有哪些形态,三年级时学过,大家还记得吗?
生:我知道水在自然界有三种形态,分别是液态、固态和气态。
师:我记得很清楚,生活中我们见过水沸腾,也见过水凝固成冰的现象,那这些现象的发生跟什么有关呢?
生:跟温度有关,水冷就结冰,水烧开了就变成水蒸气了。
师:我们生活的环境很多地方都有水,请大家找找周围环境,看一看水在哪里,它们是以什么形态存在的呢?大家怎么认为?
生:河流上有水,它是液态的,雪山上有积雪或者冰,它们是固态的,空气中有水蒸气,这是气态的。环境中还看到云,云也是水的一种,环境中还有动植物、泥土等地方都有水。
师:两位同学都说得很好,这个环境看上去是静止的,实际上水在大自然中以液态、固态、气态不断地变化着。那大家猜一下,这些不同形态的水是怎样运动变化的呢?跟温度又有什么关系呢?
生:温度升高时,水会变热,最后会沸腾,水从液态变成气态。
师:水沸腾的温度是多少摄氏度呢?
生:水沸腾的温度是100摄氏度。
生:温度降低时,水会变冷,最后会结冰或者变成霜,从液态变为固态。
师:那水结冰的温度又是多少摄氏度呢?
生:水结冰的温度是0摄氏度。
师:请大家把水沸腾的温度和水结冰的温度写在书本的关系图中。刚才大家猜测温度升高到100摄氏度时水会沸腾,温度降到0摄氏度时,水会结冰。那么水是不是只有达到100摄氏度时才可以从液体变成气体呢?我们应该设计一个怎样的实验去探究呢?好,请大家来说一说怎么设计。
生:用烧杯装些水,用酒精灯加热,一边使用温度计来测量水的温度变化,如果温度上升过程中水里冒出了白气或者气泡,就能说明水从液态变成气态了。
师:这位同学设计得非常全面,那么这个实验要用到哪些器材或者装置呢?我们来看看。要用到烧杯、石棉网,石棉网的作用是使烧杯均匀受热。还要用到三脚架和酒精灯,那我们这个实验应该按照怎样的步骤来做呢?请大家说一说。
生:第一步先安装加热装置,烧杯里放入清水,点燃酒精灯。第二步,在水加热过程中记录温度和观察水的变化。第三步,待水沸腾后继续加热3分钟,记录水的温度和观察水的变化。第四步,对沸水停止加热,记录水的温度和观察水的变化。
师:实验中有几个地方需要注意,烧杯的水量不能超过一半,以免水在烧开的过程中溢出来。在观察水变化的过程中要注意安全,有条件的话我们可以佩戴护目镜。实验过程中我们一边要观察温度读数,还要一边重点观察水的变化。我们刚才的实验设计要用到酒精灯,酒精灯的使用是要规范的,我们来看看怎样规范使用酒精灯。酒精灯内的酒精不能超过容积的2/3。打开灯帽,竖放在旁边。使用酒精灯时,旁边放一条湿毛巾,用火柴自下而上斜向点燃灯芯,不准对火。用外焰加热,使用完毕,一手用灯帽盖灭火焰,要重盖一次,不能用嘴吹灭。
师:我们按照设计把实验分成三个部分进行,第一个实验我们只观察把水从常温加热到沸腾这部分的过程。好,现在马上就要做实验了,请大家观察温度变化和水的特征。
生:我们先测量水的初始温度是25摄氏度,点燃酒精灯。加热2分钟后温度是45摄氏度。加热4分钟之后温度是64摄氏度,这时候见到一些白气和气泡。加热6分钟后温度是79摄氏度。8分钟之后温度是90摄氏度。10分钟之后温度是97摄氏度,加热12分钟后温度达到100摄氏度。这时看到烧杯里剧烈地冒着白汽水沸腾了。
师:我们把温度读数记录在表格上,并描绘出折线图。大家看到温度有什么变化,水又有什么变化呢?
生:我们看到温度越来越高,到100摄氏度了,加热的过程中水中的气泡越来越多,越来越大,水翻滚并且流动很明显,雾气越来越多,最后还看到水沸腾了。
师:哇,这个同学观察得真仔细,那水中出现的气泡,雾气沸腾,意味着水的形态发生了哪些改变呢?
生:意味着部分的水形态已经从液态变成气态了,而且随着温度的升高,水从液态变成气态的这个速度就越快。
师:那温度的升高又是什么原因导致的呢?
生:温度升高是火给水加热导致的,温度升高意味着水吸收的热量越来越多了。
师:我们从这个实验可以看到,水吸收热量温度升高,导致水越来越快地从液态变成气态。好同学们,水沸腾之后,下面我们继续加热,温度还会继续升高吗?我们进行第二部分的实验,请大家记录实验中的温度读数和水的变化,并在表格中记录下来。好,准备好了吗?我们开始喽。
