五年级科学《热》单元思维导图
中心主题：热
第一分支：热是什么？ (热的基本概念)
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1 温度
- 定义：表示物体冷热程度的物理量。
- 单位：摄氏度 (°C)
- 测量工具：温度计
- 原理：利用液体（如水银、酒精）热胀冷缩的性质。
- 正确使用：
- 估：估计被测物体的温度。
- 选：选择合适的温度计（量程）。
- 放：玻璃泡完全浸没在液体中，不碰底、不碰壁。
- 读：示数稳定后，视线与液柱上表面相平。
- 记：记录数值和单位。
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2 热的传递方式
- 热传导
- 定义：热沿着物体，从温度较高的部分传到温度较低的部分。
- 条件：物体必须相互接触。
- 特点：固体中最主要的传热方式。
- 例子：
- 用金属勺搅热汤,勺柄变热。
- 热量从铁棒的热端传到冷端。
- 良导体与不良导体（热绝缘体）
- 良导体：善于传热的物体（如：金属、水）。
- 不良导体：不善于传热的物体（如：塑料、木头、空气、泡沫）。
- 热对流
- 定义：靠液体或气体本身的流动来传递热的方式。
- 条件：在液体和气体中发生。
- 特点：是液体和气体特有的传热方式。
- 过程：受热部分上升，冷的部分下降，循环流动，形成“对流”。
- 例子：
- 烧水时,整壶水都变热。
- 冬天,房间里热空气上升，冷空气下降，形成对流。
- 热辐射
- 定义：热直接从热源散发出去，不依赖任何物质（真空中也能进行）。
- 特点：不需要介质，所有温度高于绝对零度的物体都在不停地辐射热。
- 例子：
- 太阳的热传到地球。
- 靠近火堆感觉温暖。
- 热传导
第二分支：热与我们的生活 (热的利用与防止)
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1 热的利用
- 取暖：暖气片、空调制热、电热毯、烤火。
- 烹饪：烧水、炒菜、烤箱、微波炉（微波使水分子振动产热）。
- 工业生产：炼钢、发电（火力发电）。
- 医疗：理疗仪（热敷）、艾灸。
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2 热的防止与保温
- 目的：减慢热的传递，保持物体温度。
- 方法：
- 使用热的不良导体：用泡沫、棉被、塑料等包裹物体。
- 防止热对流：给热水瓶加瓶塞（防止热空气散失），给双层玻璃抽真空（防止空气对流）。
- 防止热辐射：铝箔可以反射热辐射。
- 应用实例：
- 保温瓶（热水瓶）：
- 玻璃瓶胆：双层结构，中间抽成真空（防止对流和传导）。
- 瓶塞：软木塞或塑料（不良导体，防止传导和对流）。
- 镀银内壁：反射热辐射（防止热辐射）。
- 冬天穿棉袄：棉絮中有大量不流动的空气，空气是热的不良导体，能防止身体热量散失。
- 房子双层玻璃窗：中间的真空层或空气层有效阻隔热传递。
- 保温瓶（热水瓶）：
第三分支：热的变化 (热胀冷缩)
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1 热胀冷缩现象
- 定义：一般物体在受热时，体积会膨胀；遇冷时，体积会收缩。
- 微观解释：物体由大量微粒构成，受热时，微粒运动加快，间距变大，导致体积膨胀；遇冷时，微粒运动减慢，间距变小，导致体积收缩。
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2 热胀冷缩的应用
- 间隙设计：
- 铁轨之间留有缝隙：防止夏天铁轨受热膨胀而变形、拱起。
- 桥梁的一端架在滚轴上：允许桥梁热胀冷缩。
- 楼房伸缩缝：防止墙体因热胀冷缩而开裂。
- 温度计：利用液体的热胀冷缩来显示温度。
- 孔明灯：空气受热膨胀，密度变小而上升，带动灯笼升空。
- 间隙设计：
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3 热胀冷缩的特例
- 水结冰：水在4°C以上是热胀冷缩，但在4°C以下是热缩冷胀，所以水结成冰后体积会变大，密度变小，所以冰会浮在水面上。
第四分支：探究活动 (实验与观察)
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1 模拟“火山喷发”实验
- 目的：观察热对流现象。
- 材料：烧杯、热水、冷水、墨水或高锰酸钾。
- 现象：滴入热水中的墨水迅速上升并扩散；滴入冷水中的墨水下沉。
- 热水因密度小而上升,冷水因密度大而下沉，形成对流。
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2 热的良导体与不良导体对比实验
- 目的：比较不同物质的导热能力。
- 材料：金属棒、木棒、塑料棒、凡士林、火柴/小纸片。
- 方法：在棒的一端涂上等量的凡士林，并粘上火柴，用酒精灯加热另一端。
- 现象：金属棒上的火柴先掉落。
- 金属是热的良导体,木头、塑料是热的不良导体。
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3 观察热胀冷缩实验
- 目的：证明气体、液体、固体都有热胀冷缩的性质。
- 气体：烧瓶口套气球，加热烧瓶，气球鼓起来。
- 液体：平底烧瓶装满有色水，插上细管，加热，液柱上升。
- 固体：铜环和铜球，加热铜球，铜球无法通过铜环；冷却后，又能通过。
第五分支：拓展与总结
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1 核心概念总结
- 热是能量的一种形式,总是从高温物体传向低温物体。
- 传热有三种方式：传导、对流、辐射，它们可以单独或同时发生。
- 热胀冷缩是普遍现象,但应用和设计时要考虑其特殊性（如水）。
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2 生活中的科学
- 为什么夏天自行车胎不能打太足？ 防止胎内气体受热膨胀过多而爆胎。
- 为什么冬天电线会绷紧？ 电线遇冷收缩。
- 为什么用铝箔纸包食物能保温？ 铝箔反射热辐射，减慢热量散失。
