動手學科學/物質科學I/物質的態

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核心原理

  1. 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
  2. 如果把物品切的很小很小呢
  3. 引進原子的概念
    • 原子(atom):原意為不可分割的粒子
  4. 介紹態
  5. 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
  6. 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

  1. 不可直接觸用手碰乾冰,要戴手套
  2. 不可以拿乾冰去碰別人


觀察乾冰

觀察乾冰

(一)介紹

  1. 乾冰是固態的二氧化碳
  2. 乾冰在常溫下會快速的從固體變成氣體

(二)操作

  1. 帶上手套後,領取一塊乾冰
  2. 放在手上一下感受它的溫度(不能放太久,會凍傷)
  3. 放在桌上觀察
  4. 拿幾塊不同形狀大小的乾冰,放在桌上觀察
  5. 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:
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
  • 畫出氣流的路徑

漂浮泡泡

漂浮泡泡

(一)介紹

  1. 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

  1. 找一個寬的容器,並裝滿水
  2. 把乾冰放進水裡靜置幾分鐘
  3. 用泡泡槍往裡面吹泡泡
  4. 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:
  1. 把乾冰放進水裡一陣子之後,水的表面會充滿二氧化碳
  2. 我們吹出的泡泡,裡面是空氣
  3. 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

乾冰泡泡

(一)介紹

  1. 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

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

延伸實驗:

  1. 比賽誰的泡泡最大(用尺量,高度最高)
  2. 在容器中放進一杯熱水


(三)探究問題

  • Q:能產生泡泡的原裡是?
A:
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
  • Q:在容器中放進一杯熱水,會發生甚麼變化?
A:
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

乾冰鬧鐘

(一)介紹

  1. 材料:乾冰、湯匙、硬幣(1/5/10/50)

(二)操作

  1. 把湯匙放在乾冰上
  2. 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

  1. 不同硬幣
  2. 溝的深度不同
  3. 溝的寬度不同

應變變因

  1. 響亮程度
  2. 響的時間長度

(三)探究問題

  • Q:為什麼硬幣在乾冰上會發出聲音?
A:
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
  • Q:為什麼硬幣響一下就沒聲音了?
A:
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
  • Q:如何讓硬幣響的久一點?
A:
摩擦硬幣,讓它發熱


分辨常見元素

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

認識常見分子

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

探究問題

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

三相圖

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1大氣壓力時,改變溫度,水會發生甚麼改變?
    • 1大氣壓力時,H2O會隨著溫度的升高,固→液→氣