内容正文:
第三单元 热是怎样传递的
14.制作保温杯
古代民间出现了一种独特的保温法:将茶壶放入藤编的桶中,桶内空隙填充棉等隔热材料,茶水就不会很快变凉了。
我们可以选择什么材料、用什么方法制作保温杯呢?
明确问题
通过特殊的结构设计,保温杯巧妙地阻断了热量流失的三大路径,实现长久保温。
制订方案
第一道防线:密封杯盖
紧密闭合的杯盖能有效防止杯内热空气与外界冷空气发生对流,锁住内部热量,是保温杯保温的基础保障。
核心结构:双层真空杯壁
两层杯壁间抽成真空层或填充隔热材料,切断了热量通过传导和对流流失的通道,是保温效果的关键所在。
隐形护盾:浅色/镀银杯胆
光滑的浅色或镀银内壁可以像镜子一样,将热量通过热辐射的方式反射回杯内,最大程度减少辐射带来的热量损耗。
制订方案
制订方案
头脑风暴:如何设计我们的保温杯?
观察这些设计草图,想一想:我们可以从生活中的哪些物品获取灵感,来制作一个实用又有趣的保温杯呢?
引导思考:挖掘身边的“宝藏材料”
我们可以选用旧纸杯、泡沫板、棉花、铝箔纸等低成本、可回收的材料。思考一下:这些材料为什么能保温?设计时不仅要关注保温效果,还要兼顾杯子的美观与使用的便利性哦!
阻断热传导
选择泡沫、棉布、空气等热的不良导体作为夹层,减少热量通过固体传递出去。
防止热对流
设计密封性好的盖子,减少杯内外空气的流通,从而阻止热空气上升、冷空气下降形成对流。
减少热辐射
在内层使用铝箔纸等反光材料,把热量反射回杯子内部,降低热量向外辐射的损失。
制订方案
请同学们以小组为单位,充分发挥想象力,共同讨论并完成这份专属的“保温杯设计方案”,把创意落实在纸面上吧!
核心构思:命名与原理
为作品起一个响亮的名字,如“温暖守护者号”;详细说明保温原理,比如利用双层结构阻断热传导,或用泡沫材料减少热对流。
筹备清单:材料与工具
列出所需材料,如大小纸杯、泡沫板、旧棉布;准备好工具,如剪刀、尺子、胶带等,确保制作过程顺利进行。
执行规划:步骤梳理
将制作过程拆解为清晰的步骤,按顺序规划操作流程,预判可能遇到的问题,让每一步都有条不紊。
视觉呈现:绘制草图
画出保温杯的外观和内部结构草图,标注关键的保温设计点,让抽象的创意转化为直观的视觉图形。
实施方案
制作保温杯。
1.用棉布包裹纸杯并 固定。
2.在奶茶杯的底部内侧垫上泡沫板,放入包裹好的纸杯。
3. 用泡沫屑填满空隙。
实施方案
制作保温杯。
安全小贴士:在使用剪刀裁剪材料和铝箔纸时,请注意小心操作,避免划伤手指哦!
4.剪掉奶茶杯多余部分,密封奶茶杯口与纸杯口间的缝隙。
5.制作杯盖。
6.稳固、美化保温杯。
实施方案
检测自制保温杯的保温效果。
实验目的
亲手对比普通纸杯、我们自制的保温杯和专业的不锈钢保温杯,看看哪一款的保温效果最好,验证不同材料的保温能力。
公平实验:控制变量
为了让比赛更公平,我们要保证:倒入相同温度、相同体积的热水;在相同环境下测试;并且每隔相同时间测量一次温度。
实验小步骤
1.准备三种杯子并倒入等量80℃热水,加盖密封。2.分别在初始、5分、10分、15分钟时测量并记录水温,最后对比数据得出结论。
实施方案
改进自制的保温杯。
展示评价
展示评价
我们亲历了工程师解决问题的全过程:
发现问题 → 学习原理 → 构思方案 → 动手制作 → 测试改进
展示评价
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