课题提出:
中国气候的一个特点是季风气候显著,课文中用简单的一句话就解释了这个问题,那就是海陆热力差异大。那么什么是海陆热力差异,为什么会有海陆热力差异,海陆热力差异又是怎样影响空气的流动?对这一系列的问题,我们需要通过实践来证明。
课题的构想:
海洋和陆地是由不同的物质组成的,一种是流体,一种是固体。那么,我们可以用水和沙子分别代表海洋和陆地进行热力实验。空气的流动和气压的高低有着密切的关系,气压的高低是由相对温度决定的,那么我们需要通过实验证明热空气和冷空气的运动规律。
课题研究的过程
阶段一:
实验材料:一盆水(5公斤),一桶水(20公斤),一盆沙(5公斤),一桶沙(20公斤),温度计。
实验过程:
1.测量水和沙子在室内的温度(室内气温在28℃)。
2.把每种实验材料在阳光下暴晒60分钟(室外气温在32℃)。然后用手触摸几种材料,感觉温度的高低。用温度计测量各种物质的温度。
3.把每种实验材料拿回到教室里60分钟后,继续用手触摸几种材料,感觉温度的高低。用温度计测量各种物质的温度。
实验结果:暴晒60分钟后的沙子,无论多少,温度都比水的温度高,而且大桶的水温度比水盆的水温度低。拿回教室60分钟后,沙子的温度比水的温度低,而且大桶的水温度比水盆的水温度高。
实验记录:
时间 |
一盆水 |
一桶水 |
一盆沙 |
一桶沙 |
暴晒60分钟后 |
33℃ |
31℃ |
40℃ |
38℃ |
拿回教室60分钟后 |
29℃ |
30℃ |
27℃ |
28℃ |
实验前所有物质的温度和室温相同,28℃。
实验结论:
固体物质吸收同样的热量,升温快,液体物质升温慢;释放同样的热量,固体物质降温快,液体物质降温慢。液体物质升温降温的快慢还取决于质量的多少,质量越多,降温和升温的速度越慢。这就是物质之间的热力性质差异。
阶段二:
实验材料:煤气炉,轻软的纸巾
实验过程:
1.打开煤气炉,把手伸在炉火的上方,感觉空气的温度。
2.拿轻软的纸巾在炉火旁边不同的位置,观察纸巾的飘动方向。
实验结果:手放在燃烧的煤炉上方,很快感觉到发热,发烫。纸巾无论在炉火旁边的什么位置,都会向炉火方向飘动。
实验结论:
空气受热后会向上运动,炉火上方气体稀薄,气压降低,周围的冷空气气压比较高,就向炉火方向运动,吹动纸巾向炉火方向飘动。
阶段三:
知识明晰:网络搜索“物质的热力性质”,叫做比热容,即单位质量的某种物质,温度降低1℃或升高1℃所吸收或放出的热量。水的比热容是4.2焦耳,干泥土0.84焦耳。每种物质吸热散热的能力都有不同。
课题的结论:
海洋是流动的水组成的,水升高1℃或降低1℃所吸收或放出的热量是4.2焦耳,而陆地干泥土升高1℃或降低1℃所吸收或放出的热量只有0.84焦耳,所以吸收同样的热量,升温比固体的陆地慢;相应的,释放同样的热量,降温也比陆地慢。而且质量越多,这种升温降温需要吸收或者释放的热量就更多。那么夏天的时候陆地升温快,气温高。我们国家地处世界最大的大陆亚欧大陆,濒临世界最大的海洋太平洋,这种热力差异就更大了。陆地温度高,气体受热向上运动,近地面气体稀薄,气压降低,濒临的海洋上气压相对较高,气体就从海洋流向了陆地。相反冬天的时候,陆地降温很快,而海洋温度较高,尤其是热带洋面,气流上升,近海面气压降低,陆地上就形成了一个冷高压,风就从陆地吹向了海洋,这样就形成了季风。
活动反思:
由于条件限制,无法对气压的高低进行具体的测量,只有理论的分析,缺乏足够的说服力。温度计测量温度也有一定的误差。但是通过一系列的实验可以得到一个直观的现象,来证明这个结论。
责任编辑:小草