内容正文:
4.5 热胀冷缩
4.5.1 膨胀和收缩
教材重点和难点:
重点:
1)在相同条件下,固体的膨胀程度最小,气体的膨胀最大。
2)能用粒子模型解释热胀冷缩的现象。
难点:
热胀冷缩原理
小故事:
1825年,英国铺设了第一条铁路,钢轨是一根连一根的焊接在一起得七歪八扭,左右弯曲,有些地方甚至还向上拱了起来;而到了寒冷的冬天,钢轨竟断裂成几段。
钢轨断裂成几段的原因?
开展加热和冷却实验,比较三态的热膨胀情况。
固体的热胀冷缩
实验结果:
1)铁球可以勉强通过。
2)将铁球加热后,铁球就不能通过了。
3)铁球冷却后就又可以通过了。
学习重点:
固体受热时会膨胀,遇冷时会收缩。
液体的热胀冷缩
实验并讨论结果:
1)液体受热时,水位上升。
2)浸入冰水中,水位下降。
学习重点:
液体受热时膨胀,遇冷时收缩。
气体的热胀冷缩
开展实验并讨论结果:
试管中气体受热时,小水柱向右移。
试管中气体遇冷时,小水柱向左移。
学习重点:
气体受热时膨胀,遇冷时收缩。
播放短片,用粒子间隙大小
解释热胀冷缩
物体受热时,粒子运动加剧,粒子之间的间隙相应增大。因而形成物体受热膨胀的现象。
物体遇冷时,粒子的运动速度减小,粒子之间的间隙相应缩小,由此形成物体遇冷收缩的现象。
热胀冷缩现象
日常生活中防止热胀冷缩造成危害的例子:
电线不能拉紧
高架桥中留有缝隙
路面有缝隙
蒸汽管要转弯
为什么高架桥中留有缝隙
建设者连续数天进行24小时海上实地探测,了解海上不同的气温变化下,桥面板的长度会出现怎样的热胀冷缩变化。结果发现,气温每上升或下降1℃,桥面板就会伸长或缩短4毫米。
钢轨之间的空隙
钢轨温度每升降1摄氏度,每1米钢轨就会伸缩0.0000118米。如果某地一年钢轨的温度上下相差40摄氏度,那么,对于1000公里长的铁路来说,就要伸缩472米,因此,从有铁路的那一天起,钢轨就是一根一根接起来的,接头之间的正常空隙在18毫米之内。
4.5.2 热胀冷缩原理的应用
加热双金属片实验
实验并分析结果
加热后双金属片弯曲。
双金属片冷却后又恢复原状。
学习重点:
受热时,双金属片会弯曲,原因是不同的金属的膨胀程度不同。
可提问:双金属片哪一面膨胀程度大?
恒温器
双金属片温度调节开关
火警警报系统
播放配套短片,模拟火警报警:
也可以自制装置进行演示:
受热时,