四年级上册科学第三单元思维导图冷与热

《四年级上册科学第三单元思维导图冷与热》

中心主题：冷与热

一级分支：温度

• 定义：

  • 物体冷热程度的表示。
  • 测量温度的工具：温度计。

• 温度的表示：

  • 单位：摄氏度（℃）。
  • 水的冰点：0℃。
  • 水的沸点：100℃。
  • 常见物体的温度：
    • 体温：约37℃。
    • 冰箱冷藏室：0-5℃。
    • 室温：约20-25℃。
  • 温度高低的比较。

• 温度计：

  • 种类：
    • 玻璃温度计：利用液体热胀冷缩的原理。
    • 电子温度计：利用传感器感应温度变化。
  • 结构：
    • 玻璃泡（感温部分）。
    • 玻璃管（显示温度刻度）。
    • 刻度。
  • 使用方法：
    • 选择合适的温度计。
    • 将温度计的感温部分与被测物体充分接触。
    • 等待温度计读数稳定。
    • 读数时视线与液柱顶端水平。
  • 注意事项：
    • 避免使用温度计测量超出其量程的温度。
    • 防止温度计破裂。
    • 使用前检查温度计是否完好。

一级分支：热传递

• 定义：

  • 热从高温物体传递到低温物体的过程。
  • 直到温度相同，热传递停止。

• 热传递的方式：

  • 传导：

    • 定义：热在固体内部的传递。
    • 原理：高温物体中的分子振动带动低温物体中的分子振动。
    • 导热性能：
      • 导热快的物体：金属。
      • 导热慢的物体：塑料、木材、玻璃、空气。
    • 应用：
      • 暖气片利用金属传导热量。
      • 保温瓶利用真空和导热慢的材料减少热量散失。

  • 对流：

    • 定义：热在液体或气体中随着物质的流动而传递。
    • 原理：热胀冷缩导致液体或气体密度不同，从而产生流动。
    • 热空气上升，冷空气下降。
    • 热水上升，冷水下降。
    • 应用：
      • 暖气安装在房间下方，冷气安装在房间上方。
      • 海陆风的形成。

  • 辐射：

    • 定义：热以电磁波的形式传递。
    • 不需要介质，可以在真空中传播。
    • 物体温度越高，辐射越强。
    • 深色物体更容易吸收辐射热。
    • 应用：
      • 太阳的热量通过辐射传递到地球。
      • 烤箱利用辐射加热食物。

• 影响热传递的因素：

  • 温差：温差越大，热传递速度越快。
  • 介质：不同介质的导热性能不同。
  • 材料：不同材料的导热性能不同。
  • 面积：接触面积越大，热传递速度越快。

一级分支：冷和热对物体的影响

• 热胀冷缩：

  • 定义：物体受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩的现象。
  • 常见现象：
    • 热气球：加热空气，空气密度降低，气球上升。
    • 铁路钢轨：预留伸缩缝，防止热胀冷缩导致变形。
    • 玻璃瓶盖难开：加热瓶盖，使其膨胀，更容易打开。
  • 应用：
    • 制造双金属片温度计。
    • 液压机。

• 物质状态的变化：

  • 熔化：
    • 定义：固体变成液体的过程。
    • 需要吸收热量。
    • 熔点：晶体熔化时的温度。
    • 非晶体没有熔点。
    • 例子：冰融化成水。
  • 凝固：
    • 定义：液体变成固体的过程。
    • 需要放出热量。
    • 凝固点：晶体凝固时的温度。
    • 晶体的凝固点和熔点相同。
    • 例子：水结成冰。
  • 沸腾：
    • 定义：液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。
    • 需要吸收热量。
    • 沸点：液体沸腾时的温度。
    • 沸点随气压的升高而升高，气压降低而降低。
    • 例子：水沸腾。
  • 汽化（蒸发）：
    • 定义：液体变成气体的过程。
    • 吸收热量。
    • 影响因素：
      • 温度：温度越高，蒸发越快。
      • 表面积：表面积越大，蒸发越快。
      • 空气流动速度：空气流动速度越快，蒸发越快。
      • 湿度：湿度越小，蒸发越快。
    • 例子：晾晒衣服。
  • 凝华：
    • 定义：气体直接变成固体的过程。
    • 放出热量。
    • 例子：霜的形成。
  • 升华：
    • 定义：固体直接变成气体的过程。
    • 吸收热量。
    • 例子：樟脑丸的挥发。

一级分支：利用冷和热

• 制冷技术：

  • 冰箱、空调等。
  • 原理：利用制冷剂的汽化吸热和液化放热的特性。

• 保暖技术：

  • 保温瓶、羽绒服等。
  • 原理：利用导热性差的材料减少热量散失。

• 取暖技术：

  • 暖气、地暖等。
  • 原理：利用热传递将热量传递到室内。

• 食物保存：

  • 冷藏、冷冻。
  • 原理：降低温度抑制微生物生长，延长保质期。

• 烹饪：

  • 利用热能将食物煮熟。
  • 不同的烹饪方法利用不同的热传递方式。

补充说明：

• 可以添加实际生活中的例子，帮助理解概念。
• 可以进行实验，验证热传递的规律。
• 可以收集有关冷和热的应用的资料。
• 鼓励学生提出问题，积极思考。