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國二上理化⏱ 約 20 分鐘PhETBb-IV-4

5.4 熱的傳播方式

任務簡報:摸到金屬湯匙會覺得比木湯匙更快變熱,這是熱傳導的現象;電暖爐能讓整個房間變暖,則涉及對流與輻射。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

摸到金屬湯匙會覺得比木湯匙更快變熱,這是熱傳導的現象;電暖爐能讓整個房間變暖,則涉及對流與輻射。這一節,我們要透過模擬實驗,探究熱的三種傳播方式。

2

實驗工作站:PhET

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,選擇「Intro」畫面,將不同材質(鐵、磚塊、水)的物體同時放在加熱器上加熱。

  2. 2

    觀察並記錄不同材質升溫速度的差異,比較其導熱能力。

  3. 3

    將加熱後的鐵塊放入水中,觀察熱能如何透過接觸由鐵塊傳導至水中。

  4. 4

    若模擬中有空氣流動或水的對流情形,觀察熱能如何隨流體移動而傳播。

  5. 5

    討論:陽光照射到皮膚會感覺溫暖,這是哪一種熱傳播方式?

💡 實驗小提醒
  • 傳導是熱藉由物質間接觸傳遞;對流是熱藉由流體(液體、氣體)流動傳遞;輻射則不需要介質,可以在真空中傳播(如陽光)。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:加熱時間(s) 約 0~10000;溫度變化(°C) 約 -50~150;導熱能力(快/中/慢) 約 0~10000。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

材質加熱時間(s)溫度變化(°C)導熱能力(快/中/慢)
鐵
磚塊
水
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

傳導、對流、輻射三種熱傳播方式有什麼不同?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

傳導是熱藉由物質內部粒子碰撞逐漸傳遞,不需要介質移動;對流是熱隨著流體(液體或氣體)的整體流動而傳遞;輻射則以電磁波形式傳播,不需要任何介質。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

鐵塊放入水中後,熱能是如何傳到水中的?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

熱能透過鐵塊與水接觸的表面,藉由粒子碰撞逐漸傳到水中,直到兩者溫度相同。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

你能舉出一個生活中利用熱對流的例子嗎?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

例如燒開水時,鍋底的水受熱上升、上方較冷的水下降,形成對流循環。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

為什麼鐵比磚塊更快變熱?這說明了什麼?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

鐵是良好的導熱體,粒子間傳遞熱能的效率較高;磚塊則是較差的導熱體,因此升溫較慢,這說明不同物質的導熱能力不同。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:使用JavaLab進行熱傳導模擬 ▶

前往 JavaLab 網站搜尋「熱傳導」或「對流」相關模擬,比較不同材質的導熱速度,並觀察對流現象中流體的循環路徑。

javalab.org · Heat Conduction 🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對熱的傳播方式有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

烤箱同時運用傳導(烤盤接觸食物)、對流(熱空氣循環)、輻射(加熱元件發出的熱輻射)來烹調食物。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你能舉出一個生活中同時運用傳導、對流、輻射的例子嗎(如烤箱、暖爐)?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏