《四年级上册科学第3单元冷与热思维导图》

一、 冷与热的概念与测量

• 冷与热是什么？

  • 定义：冷热是物体温度高低的直观感受。
  • 本质：构成物质的分子运动剧烈程度的表现。
  • 冷热是一种相对的感觉，并非绝对。

• 温度计：冷热的测量工具

  • 原理：利用液体（水银、酒精）热胀冷缩的性质。
  • 构造：玻璃泡、玻璃管、刻度。
  • 使用方法：
    • 玻璃泡完全浸没在被测物体中。
    • 等待读数稳定。
    • 视线与液柱顶端持平。
    • 注意温度计的量程和分度值。
  • 常用温度单位：摄氏度（℃）。
    • 冰水混合物的温度：0℃
    • 标准大气压下沸水的温度：100℃

• 温度的测量实验

  • 测量不同物体的温度：冰水混合物、热水、室内空气、人体体温等。
  • 影响温度的因素：
    • 周围环境的温度。
    • 物体的质量。
    • 物体被加热/冷却的时间。
  • 实验注意事项：保证测量的准确性和安全性。

二、 热传递

• 什么是热传递？

  • 定义：热量从温度高的物体传递到温度低的物体的过程。
  • 条件：存在温度差。
  • 方向：总是从高温物体到低温物体。
  • 结果：最终达到热平衡（温度相同）。

• 热传递的方式

  • 传导：
    • 定义：热量通过物体内部直接传递，无需物体本身发生位移。
    • 适用对象：固体。
    • 导热性：不同物体导热能力不同。
      • 导热快的物体：金属（铜、铁、铝）。
      • 导热慢的物体：木头、塑料、玻璃、棉花。
    • 生活应用：
      • 锅是金属制成的，利于导热。
      • 暖瓶外壳是双层玻璃，中间抽真空，减缓热传导。
  • 对流：
    • 定义：热量通过液体或气体的流动进行传递。
    • 适用对象：液体、气体。
    • 原理：
      • 热空气/热水密度变小，上升。
      • 冷空气/冷水密度变大，下降。
    • 生活应用：
      • 暖气片一般安装在房间下方，利用热空气上升原理，使整个房间变暖。
      • 空调一般安装在房间上方，利用冷空气下降原理，使整个房间变冷。
      • 海陆风、季风的形成。
  • 辐射：
    • 定义：热量以电磁波的形式直接传递，无需介质。
    • 适用对象：真空、气体、液体、固体。
    • 特点：
      • 可以在真空中传播。
      • 物体温度越高，辐射能力越强。
    • 生活应用：
      • 太阳辐射。
      • 取暖器利用辐射原理加热。

• 保温与隔热

  • 目的：减缓热传递的速度，保持物体温度的稳定。
  • 保温：防止热量散失。
    • 材料：导热慢的物体（棉花、羽绒、泡沫塑料）。
    • 措施：增加空气层（空气导热性很差）。
    • 应用：保温瓶、羽绒服、保温箱。
  • 隔热：防止热量传入。
    • 材料：导热慢的物体（石棉、隔热板）。
    • 措施：反射热辐射（浅色表面）。
    • 应用：隔热手套、太空服、房屋外墙的隔热层。

三、 热胀冷缩

• 什么是热胀冷缩？

  • 定义：物体受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩的现象。
  • 普遍性：固体、液体、气体都具有热胀冷缩的性质。
  • 程度：
    • 气体 > 液体 > 固体 (一般情况下)
    • 不同物质的热胀冷缩程度不同。

• 固体、液体、气体的热胀冷缩

  • 固体：
    • 现象：长度、面积、体积发生变化。
    • 应用：
      • 铁路轨道之间留有缝隙，防止夏季轨道膨胀变形。
      • 桥梁伸缩缝。
      • 双金属片温度计。
  • 液体：
    • 现象：体积发生变化。
    • 应用：
      • 温度计。
      • 热水瓶中的热水冷却后，水位下降。
  • 气体：
    • 现象：体积发生变化。
    • 应用：
      • 热气球。
      • 轮胎气压随温度变化。

• 利用热胀冷缩

  • 温度计的设计与制作。
  • 热气球的升空。
  • 金属配合件的压入。

四、 冷与热的变化

• 物态变化：

  • 定义：物质由一种状态变为另一种状态的过程。
  • 常见物态变化：
    • 熔化：固体→液体（吸热）。
      • 冰融化成水。
    • 凝固：液体→固体（放热）。
      • 水结冰。
    • 汽化：液体→气体（吸热）。
      • 蒸发：液体在任何温度下发生的汽化现象。
      • 沸腾：液体在一定温度下发生的剧烈汽化现象。
    • 液化：气体→液体（放热）。
      • 水蒸气变成水。
    • 升华：固体→气体（吸热）。
      • 干冰变气态二氧化碳。
    • 凝华：气体→固体（放热）。
      • 霜的形成。

• 影响物态变化的因素：

  • 温度。
  • 压力。
  • 物质的种类。

• 生活中的冷与热变化：

  • 食物的冷藏与保鲜。
  • 利用太阳能加热水。
  • 空调的制冷与制热。

五、 冷与热的安全

• 烫伤与冻伤的预防：
  • 远离高温物体。
  • 使用隔热工具。
  • 注意防寒保暖。
• 安全用电：
  • 不要湿手触摸电器。
  • 不要超负荷用电。
  • 及时维修损坏的电器。
• 正确使用燃气：
  • 保持通风。
  • 检查燃气管道是否漏气。
  • 掌握正确的灭火方法。

这篇内容涵盖了四年级上册科学第三单元“冷与热”的主要知识点，并进行了较为详细的展开，希望能帮助你理解和复习。