"動手學科學/物質科學I/物質的態" 修訂間的差異

於 2020年2月4日 (二) 06:10 的最新修訂

核心原理

思考如何將生活中的物品分類
- 請同學說出幾個教室裡的物品，並想辦法分類
  - 用軟硬分類
  - 用木、金屬、塑膠分類
- 結果，發現不管哪一個分類法都很難把物品分的很細
如果把物品切的很小很小呢
引進原子的概念
- 原子(atom)：原意為不可分割的粒子
介紹態
態的重要性
- 如果沒有固態，人長怎樣?
- 如果沒有液態，怎麼吃東西、怎麼消化?
- 如果沒有氣態，人還能活著嗎?
- 水循環的原裡就是因為有物質的三態，而水循環也深深的影響著地球的生態
觀察三態
- Ｑ：不同的態有甚麼特性？
- Ａ：
  - 固體時分子們會排列成固定形狀，並持續震動
  - 加熱成液體後，形狀會被破壞，振動會更劇烈，但還是黏在一起
  - 加熱成氣體後，開始有ㄧ些分子彈飛，不再黏在一起，振動會更劇烈

注意事項

不可直接觸用手碰乾冰，要戴手套
不可以拿乾冰去碰別人

觀察乾冰

原始設計者：林青高

(一)介紹

乾冰是固態的二氧化碳
乾冰在常溫下會快速的從固體變成氣體

(二)操作

帶上手套後，領取一塊乾冰
放在手上一下感受它的溫度(不能放太久，會凍傷)
放在桌上觀察
拿幾塊不同形狀大小的乾冰，放在桌上觀察
換成放在光滑的鐵片上觀察

(三)探究問題

花一點時間觀察、感覺乾冰（運用五感、想像力），你有什麼想法？

Ans: answer

試著畫出氣流的路徑。

Ans: 將一塊乾冰放在適合觀察的表面（例如鐵片、深色表面），可以在靠近乾冰的地方放上一些形狀大小不一的障礙物。

乾冰冒出的白煙是？

Ans: 乾冰冒出的白煙是液態的小水滴，他們非常小、小到肉眼看不見。會有白色的煙是因為乾冰太冷了，空氣中的水器會大量凝結成小水滴。

漂浮泡泡

原始設計者：林青高

(一)介紹

材料：大容器、乾冰、泡泡槍（吹泡泡的東西ex.鐵絲繞一圈沾泡泡水）

(二)操作

找一個寬的容器，並裝滿水
把乾冰放進水裡靜置幾分鐘
用泡泡槍往裡面吹泡泡
泡泡就這麼懸在半空中

(三)探究問題

為什麼泡泡會飄在水上？

Ans:

把乾冰放進水裡一陣子之後，水的表面會充滿二氧化碳。
我們吹出的泡泡，裡面是空氣。
二氧化碳比空氣重。
因此泡泡就會浮在二氧化碳之上（水上）。

乾冰泡泡

原始設計者：林青高

(一)介紹

準備材料：大容器、1 杯(熱)水、乾冰、吸水的布、洗碗精泡泡水、長尺

(二)操作

(熱)水放進大容器，乾冰再放進(熱)水中
吸水的布放浸泡進泡泡水中
把泡泡水抹在箱子四周
用抹布滑過容器表面，就會有大泡泡出現

延伸實驗：

比賽誰的泡泡最大(用尺量，高度最高)
在容器中放進一杯熱水

(三)探究問題

能產生泡泡的原裡是？

Ans: 乾冰放入水中會產生大量的二氧化碳，讓泡泡表面慢慢鼓起來。

在容器中放進一杯熱水，會發生什麼變化？

Ans: 因為熱水會讓容器內的溫度變高，泡泡會膨脹的比沒有熱水還要快、越熱，乾冰越容易變成氣態的二氧化碳。

乾冰鬧鐘

原始設計者：林青高

(一)介紹

材料：乾冰、湯匙、硬幣(１／５／１０／５０)

(二)操作

把湯匙放在乾冰上
用硬幣在乾冰上挖出一個溝，讓硬幣會在乾冰上震動

延伸實驗：控制變因

不同硬幣
溝的深度不同
溝的寬度不同

應變變因

響亮程度
響的時間長度

(三)探究問題

為什麼硬幣在乾冰上會發出聲音？

Ans: 乾冰很冰（零下78度），乾冰碰到金屬，首先被加熱而放出氣體，那氣體又衝擊硬幣使它振動而發聲。

為什麼硬幣響一下就沒聲音了？

Ans: 因為硬幣在響的過程中會慢慢冷卻，乾冰沒遇到熱，就不會再快速的轉變成氣態二氧化碳。

如何讓硬幣響的久一點？

Ans: 更用力摩擦硬幣，加長冷卻的時間。

分辨常見元素

(一)介紹

碳(C)：

組成生物的重要元素
在二氧化碳裡可以找到它

氧(O)：

地球大部分生物維持生命必備的元素

氮(N)：

氨水(NH3)，尿液的味道就是氨
常常用在值物肥料

氫(H)：

在水分子(H2O)裡可以找到它

(二)操作

分辨常見元素 C→碳 O→氧 N→氮 H→氫

(三)探究問題

你是否能認得元素符號Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ，請說明其是何種元素。

Ans:

Ｃ：碳
Ｈ：氫
Ｏ：氧
Ｎ：氮

認識常見分子

常見分子

水

分子式：H2O
特性：
- 感官上(物理性質)：
  1. 長溫常壓時，呈現液態的狀態
  2. 本身無色無味，但有可能因為加了不同東西而改變顏色味道
  3. 有很多東西都可以溶(溶解)進去(有極性)
  4. 人在水裡會浮起來(密度)
- 其他
重要性(用途)：
- 如果沒有了水...
生活中哪裡找得到：
- 處處可見~

二氧化碳

分子式：CO2
特性：
- 感官上(物理性質)：
- 其他
重要性(用途)：
- 身體代謝廢物
- 光合作用
生活中哪裡找得到：
- 空氣中有0.04%是二氧化碳

甲烷

分子式：CH3
特性：
- 感官上(物理性質)：
- 其他
重要性(用途)：
生活中哪裡找得到：
- 瓦斯

氨

分子式：NH3
特性：
- 感官上(物理性質)：
- 其他
重要性(用途)：
生活中哪裡找得到：

乙醇(酒精)

分子式：C2H5OH
基本介紹：
- 日常生活中看到的酒，就是以乙醇(酒精做為主要成分)
特性：
- 感官上(物理性質)：
  1. 冰冰涼涼，滴到手上很快就不見了(容易蒸發)
- 其他
重要性(用途)：
生活中哪裡找得到：
- 餐廳、超商、賣場
- 食用酒、工業酒精

原子如何組成分子

介紹原子鍵結成分子的原裡：原子最外層電子組態
- 用幾隻手來形容
- H：ㄧ隻手／O：兩隻手／N：三隻手／C：四隻手

探究問題

分享一下你在生活中有觀察到哪些分子種類、哪些特性?

Ans: 例如，我觀察到：乙醇(酒精)，塗在身體上會涼涼的。

分子球桿模型

利用分子構造模型認識幾種常見分子的形狀

H20(水)	CO2(二氧化碳)	CH4(甲烷)	NH3(氨)	C2H5OH(乙醇/酒精)

p.s.google搜尋:分子構造模型即可找到

探究問題

請問分子的形狀跟甚麼有關係？

Ans: 組成分子的原子們，他們電子軌域與鑑結狀況。

三相圖

原始設計者：林青高

介紹三相圖

1. 如何讀懂三相圖：
2. 認識坐標：溫度(橫軸)、壓力(縱軸)
3. 認識圖中不同區塊代表的意義(物質三態)
4. 定溫時(橫軸選一個點，往上延伸一條直線)，隨著壓力的變化，物質的態會如何改變
5. 定壓時(縱軸選一個點，往右延伸一條直線)，隨著溫度的變化，物質的態會如何改變
6. 找出三相點
分別觀察水&二氧化碳的三相圖，並比較

- 常溫時
- 1atm時
- 熔點
- 沸點

探究問題

請問一大氣壓力時，改變溫度，水會發生甚麼改變？

Ans: 一大氣壓力時，H2O會隨著溫度的升高，從固態變液態，最後變氣態。

請問一大氣壓力時，改變溫度，二氧化碳會發生甚麼改變？

Ans: 一大氣壓力時，CO2會隨著溫度的升高，會直接從固態變氣態。

請問水的熔點？

Ans: 一大氣壓力、H2O在0度時，固態變液態。

請問二氧化碳的熔點？

Ans: 一大氣壓力時，CO2在-78度時，固態變氣態。

請問H2O的沸點較CO2高的原因為何？

Ans: 在分子層級，H2O比CO2排列的更緊密，需要更高的溫度（能量）才能拆散那些分子。

氫鍵產生的原因為何？

Ans: H2O具有極性。

乾冰介紹

應用
1. 為何用乾冰來保存食物
  1. 乾冰質量輕，它所佔重量是同體積水冰的1/18左右。質量輕則有利於運輸。
  2. 乾冰昇華後不會留下液體，這樣比用水冰冷藏更清潔乾淨，不會使食物潮濕。
  3. 乾冰昇華後生成的二氧化碳密度大於空氣，因而二氧化碳氣會附在質量重的食物表面，使*##食物與氧氣隔絕，達到抑制細菌滋生、減緩其新陳代謝的速度等作用，確保果蔬海鮮產品新鮮、不變質。
  4. 用乾冰製作美食，還可以營造溫馨浪漫的氛圍，可以讓食客產生如臨仙境的愉悅感覺。如今，採用乾冰來製作美食，已經為一些高檔酒店所追捧。
2. 滅火器
  1. 二氧化碳比空氣重→可以隔絕空氣→缺乏助燃物，火就會熄滅
3. 戲劇效果
  - 乾冰昇華時，體積迅速膨脹800倍；造成「絕熱膨脹」的進一步降溫，像冷氣機的冷媒一樣，使周圍的水蒸汽被大幅吸走熱量，而凝結成霧狀的小水滴。
4. 檢查器具
  - 把乾冰放在桌上，再用杯子蓋住乾冰，有白霧漏出的地方就是桌面或杯子的缺陷
5. 去汙
  - 工業上用乾冰來清潔機具，噴射到機具內的乾冰不會弄濕鐡器造成生鏽，而且乾冰的細小氣爆威力可以把粘著在機具上的油污炸開
6. 造雨
  - 將乾冰射到對流層中，使其溫度驟降，將小水滴轉變成冰晶，透過冰晶成長過程後下雨

探究問題

下圖為一張水的三相圖

Q1.請完成填空1~5。
Q2.請解釋在A點時，水的狀態(可能會改變喔)。
Q3.請解釋在B點時，水的狀態(可能會改變喔)。

Ans:

A1
A2在同一個溫度，隨著壓力越大，水會從氣態，變成液態。
A3在同一個壓力，隨著溫度越低，水會從氣態，變成液態，再變成固態。

請問如何讓冰變成液態水？又兩個狀態的差別為何？

Ans:

加熱即可達成目的。
- 固體時分子們會排列成固定形狀，並持續震動。
- 加熱成液體後，形狀會被破壞，振動會更劇烈，但還是黏在一起。

3.

1. 請問，如何讓液態水變成氣態水?
2. 兩個狀態的差別是?

Ans:

加熱
1. 液體時，沒有固定形狀，會持續振動，分子們黏在一起。
2. 加熱成氣體後，開始有ㄧ些分子彈飛，不再黏在一起，振動會更劇烈。

4.請問乾冰是哪一種分子組成的?

Ans: 二氧化碳

如果沒有固態、液態、氣態，對我們的生活會有甚麼影響？

Ans:

如果沒有固態，人類可能會流來流去。
如果沒有液態，我們沒辦法喝飲料。
如果沒有氣態，我們沒辦法呼吸。

@@ 行 26： / 行 26： @@
-==本日活動==
+===注意事項===
-'注意事項'
 #不可直接觸用手碰乾冰，要戴手套
 # 不可以拿乾冰去碰別人
-===一、觀察乾冰===
+==觀察乾冰==
+{{:觀察乾冰}}
-====(一)介紹====
-#乾冰是固態的二氧化碳
-#乾冰在常溫下會快速的從固體變成氣體
-====(二)操作====
-#帶上手套後，領取一塊乾冰
-#放在手上一下感受它的溫度(不能放太久，會凍傷)
-#放在桌上觀察
-#拿幾塊不同形狀大小的乾冰，放在桌上觀察
-#換成放在光滑的鐵片上觀察
-====(三)探究問題====
-*Ｑ：乾冰冒出的白煙是?
- Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">乾冰冒出的白煙是液態的小水滴，他們非常小、小到肉眼看不見。會有白色的煙是因為乾冰太冷了，空氣中的水器會大量凝結成小水滴
-</div>
-*畫出氣流的路徑
-===二、漂浮泡泡===
-====(一)介紹====
-#材料：大容器、乾冰、泡泡槍（吹泡泡的東西ex.鐵絲繞一圈沾泡泡水）
-====(二)操作====
-#找一個寬的容器，並裝滿水
-#把乾冰放進水裡靜置幾分鐘
-#用泡泡槍往裡面吹泡泡
-#泡泡就這麼懸在半空中
-====(三)探究問題====
-*Ｑ：為什麼泡泡會飄在水上？
- Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
-#把乾冰放進水裡一陣子之後，水的表面會充滿二氧化碳
-#我門吹出的泡泡，裡面是空氣
-#二氧化碳比空氣重
-因此泡泡就會浮在二氧化碳之上(水上)
-</div>
-=== 三、乾冰泡泡===
+==漂浮泡泡==
+{{:漂浮泡泡}}
-====(一)介紹====
+==乾冰泡泡==
-#準備材料：大容器、1 杯(熱)水、乾冰、吸水的布、洗碗精泡泡水、長尺
-#
-====(二)操作====
+{{:乾冰泡泡}}
-#(熱)水放進大容器，乾冰再放進(熱)水中
-#吸水的布放浸泡進泡泡水中
-#把泡泡水抹在箱子四周
-#用抹布滑過容器表面，就會有大泡泡出現
-延伸實驗：
-#比賽誰的泡泡最大(用尺量，高度最高)
-#在容器中放進一杯熱水
+==乾冰鬧鐘==
-====(三)探究問題====
+{{:乾冰鬧鐘}}
-*Ｑ：能產生泡泡的原裡是？
- Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">乾冰放入水中會產生大量的二氧化碳，讓泡泡表面慢慢鼓起來</div>
-*Ｑ：在容器中放進一杯熱水，會發生甚麼變化？
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-===四、乾冰鬧鐘===
+==分辨常見元素==
-====(一)介紹====
+{{:分辨常見元素}}
-#材料：乾冰、湯匙、硬幣(１／５／１０／５０)
-====(二)操作====
+==認識常見分子==
-#把湯匙放在乾冰上
-#用硬幣在乾冰上挖出一個溝，讓硬幣會在乾冰上震動
-延伸實驗：
-控制變因
-#不同硬幣
-#溝的深度不同
-#溝的寬度不同
-應變變因
-#響亮程度
-#響的時間長度
-====(三)探究問題====
+{{:認識常見分子}}
-*Ｑ：為什麼硬幣在乾冰上會發出聲音？
- Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">乾冰很冰(零下78度)，乾冰碰到金屬，首先被加熱而放出氣體，那氣體又衝擊硬幣使它振動而發聲</div>
-*Ｑ：為什麼硬幣響一下就沒聲音了？
- Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">因為硬幣在響的過程中會慢慢冷卻，乾冰沒遇到熱，就不會再快速的轉變成氣態二氧化碳</div>
-*Ｑ：如何讓硬幣響的久一點？
- Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">摩擦硬幣，讓它發熱
-</div>
+==分子球桿模型==
-===五、乾冰動力車(船)===
+{{:分子球桿模型}}
-====(一)介紹====
+==三相圖==
-#材料：乾冰、水、夾鏈袋，剪刀（戳洞）
+{{:三相圖}}
-====(二)操作====
+<!--
-#用夾鍊袋上戳一個洞
-#再裝ㄧ些乾冰、水
-#小夾鏈帶會開始噴氣，並在水上跑
-#如果乾冰加太多會炸開來
 ====(三)探究問題====
-===六、分辨常見元素===
-====(一)介紹====
-碳：
-*組成生物的重要元素
-*在二氧化碳裡可以找到它
-氧：
-*地球大部分生物維持生命必備的元素
-N：
-*氨水(NH3)，尿液的味道就是氨
-*常常用在值物肥料
-H：
-*在水分子(H2O)裡可以找到它
-====(二)操作====
-分辨 常見元素
-C→碳 O→氧 N→氮 H→氫
-====(三)探究問題====
-*Ｑ：
- Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">  </div>
-===六、認識常見分子===
-*介紹原子建結成分子的原裡：原子最外層電子組態
-**用幾隻手來形容
-**H：ㄧ隻手／O：兩隻手／N：三隻手／C：四隻手
-====(一)介紹====
-#利用球桿模型
-====(二)操作====
-球桿模型組出
-CO2  CH4  H20  NH3  C2H5OH
-====(三)探究問題====
-*Ｑ：
- Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">  </div>
-===七、原子、分子(延伸學習)===
-====(ㄧ)三相圖====
-*介紹三相圖
-*分別觀察 水&二氧化碳 的三相圖，並比較
-*<img src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/WaterPhaseDiagram1atm.svg' width='300px' height='300px' /> <img src='http://img.tesoon.com/up/200712/2007125222312859385340.jpg' width='300px' height='300px' />
-**常溫時
-**1atm時
-**熔點
-**沸點
-*發現<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
-**1大氣壓力時,H2O會隨著溫度的升高，固→液→氣
-**1大氣壓力時,CO2會隨著溫度的升高，固→氣
-**1大氣壓力時,H2O在0度時，固→液
-**1大氣壓力時,CO2在-78度時，固→氣
-**H2O的沸點比較的原因：氫鍵（在分子層級，H2O比CO2排列的更緊密，需要更高的溫度(能量)才能拆散那些分子）
-**氫鍵產生的原因：H2O有極性</div>
-====(一)介紹====
-#利用球桿模型
-====(二)操作====
-球桿模型組出
-CO2  CH4  H20  NH3  C2H5OH
-====(三)探究問題====
 *Ｑ：
   Ａ：<div class="mw-collapsible mw-collapsed">  </div>
+-->
 ==乾冰介紹==
@@ 行 228： / 行 85： @@
 *#造雨
 *#*將乾冰射到對流層中，使其溫度驟降，將小水滴轉變成冰晶，透過冰晶成長過程後下雨
+==探究問題==
+<s4e>
+pid=325
+show=問題探究
+</s4e>

"動手學科學/物質科學I/物質的態" 修訂間的差異

於 2020年2月4日 (二) 06:10 的最新修訂

目錄

核心原理

注意事項

觀察乾冰

觀察乾冰

(一)介紹

(二)操作

(三)探究問題

漂浮泡泡

漂浮泡泡

(一)介紹

(二)操作

(三)探究問題

乾冰泡泡

乾冰泡泡

(一)介紹

(二)操作

(三)探究問題

乾冰鬧鐘

乾冰鬧鐘

(一)介紹

(二)操作

(三)探究問題

分辨常見元素

分辨常見元素

(一)介紹

(二)操作

(三)探究問題

認識常見分子

常見分子

原子如何組成分子

探究問題

分子球桿模型

探究問題

三相圖

介紹三相圖

探究問題

乾冰介紹

探究問題

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