师:同学们,今天我们一起来学习五年级教科版科学下册第四单元第七课——做个保温杯。首先来看今天的学习目标:热的不良导体可以减慢物体热量的散失;知道空气是一种热的不良导体;能根据热传递的原理设计制作保温杯;了解保温散热技术在生活中的应用。接下来看看学习准备,有课本、活动手册,以及制作保温杯的材料和工具。
冬天,我们都爱喝热水,你们知道热水盛在怎样的杯子中不容易变冷吗?听听同学们的想法。
生1:我认为把热水盛在不锈钢杯子中,水不容易变冷,因为不锈钢杯装热水后,杯子也变热了。
生2:我觉得热水盛在塑料杯中不容易变冷。
生3:我觉得热水盛在陶瓷杯中不容易变冷,因为用陶瓷杯装热水,过一段时间杯子还是暖的。
师:三位同学想法不同,到底哪种材料的杯子能让热水凉得慢呢?带着这个问题,开启今天的探究保温杯之旅。为解决疑问,老师准备了三个大小差不多的杯子,分别是不锈钢杯、陶瓷杯和塑料杯。如果在杯中倒入同样多且温度相同的热水,猜猜哪个杯中的热水会凉得慢?听听这两位同学的猜想。
生4:我认为陶瓷杯中的热水凉得慢,因为通过上节课学习,我知道陶瓷是热的不良导体,导热性能很差。
生5:我觉得塑料杯凉得慢,因为塑料也是热的不良导体,导热性差。
师:两位同学的猜想都有依据,谁对谁错?通过实验证明。先看实验材料,有不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯、温度计、热水量杯。实验时要正确使用温度计,小心倒热水,防止烫伤。下面观看同学们的演示实验。
(演示实验)
师:首先将200毫升70摄氏度的热水同时倒进三个杯子中。倒完热水,轻轻摸一摸杯子外壁,有什么感觉?
生6:我们发现杯子外壁最烫的是不锈钢杯,最不烫的是陶瓷杯,塑料杯有点烫。
师:五分钟后测量它们的温度。五分钟时间到,现在测量三杯水的温度。
生7:不锈钢杯的水温是46摄氏度,陶瓷杯的水温是54摄氏度,塑料杯的水温是51摄氏度。5分钟后水温最高的是陶瓷杯,水温最低的是不锈钢杯。
师:谢谢同学们的实验分享,分析实验结果数据,有什么发现?听听这两位同学的发现。
生8:我发现当用手摸杯子时,不锈钢杯子最烫,说明不锈钢吸热快,陶瓷杯摸着不烫,说明它吸热慢。
生9:我发现5分钟后陶瓷杯的水凉得慢,保温效果好。不锈钢杯的水凉得快,保温效果差。
师:两位同学发现描述清晰合理,观察很认真。通过实验可知,不锈钢是热的良导体,吸热快,散热也快,所以水温降得快。陶瓷、塑料是热的不良导体,吸热慢,散热也慢,所以水温降得慢。同学们,知道了不锈钢杯子里的热水凉得最快,保温效果差。有没有办法让不锈钢杯子里的热水凉得慢一些?听听这几位同学的办法。
生10:要使杯中的热水凉得更慢,我想到的办法是给杯子盖上盖子。
生11:我想到的办法是用毛巾把杯子包裹起来,再盖上密封的盖子,这样可以起到保温的作用。
生12:我还想到可以把杯子嵌在泡沫塑料里,然后盖上盖子,这样可以使杯中的水凉得更慢些。
师:三位同学想到利用生活中的材料包裹杯子的好方法,很棒。究竟哪种方法保温效果好?同样用实验验证。同学们想到给杯子加上盖子,可以隔绝空气,减少热对流。为更好地比较保温效果,对包裹材料的杯子增加有盖和无盖的对比实验。因为是对比实验,所以实验中要注意倒入各杯的水量和水温要相同,测量水温的时间和温度计的原始温度也要相同。下面翻开活动手册12页,一边观看同学们的演示实验,一边把实验数据记录在相应表格中。认真观看实验视频。
(演示实验)
师:首先把200毫升70摄氏度的热水同时倒进5个杯子中,10分钟后,测量每个杯中水的温度。10分钟时间到,现在测量每个杯中水的温度是多少。
生13:无盖杯子的水温是51摄氏度,加盖杯子的水温是59摄氏度。外包毛巾杯子的水温是53摄氏度,加盖外包毛巾杯子的水温是61摄氏度,嵌入泡沫塑料杯子的水温是66摄氏度。
师:分析实验记录发现,盖盖子比不盖盖子保温效果好。利用热的不良导体泡沫塑料包裹的杯子保温效果最好。谢谢同学们的实验分享,在刚才的实验中,盖子的不锈钢杯子包裹泡沫塑料后,能有效地阻隔热传递,从而起到最好的保温作用。生活中的保温杯就是根据这个原理制作而成的。保温杯就是尽量阻隔热传递,减慢水温的变化,它既能阻隔杯里的热量往外传递,也能阻隔外界的热量往杯里传递。所以用保温杯保存热水时,它可以减慢杯内水温的下降;保存冰块时,它可以减慢杯内水温的上升,但保温杯并不能保持水原来的温度。
同学们,通过前面的学习,知道了热的不良导体散热慢,也知道了哪种保温方法保温效果好,还了解了保温杯的制作原理。下面利用这些知识,尝试制作一个保温杯。先看保温杯的制作要求,选择合适的材料,杯外包裹物厚度不超过3厘米。结合热传递的知识和刚才所学内容思考,制作保温杯时,要从哪些方面考虑减慢热量的传递?听听这几位同学的制作思路。
生14:我们可以利用热的不良导体,如泡沫、塑料、棉花、纸皮等作为制作保温杯的材料。
生15:我发现我用的保温杯盖子和瓶身都是一样的外观,所以制作时瓶盖也包裹保温材料。
