自然與生活科技領域教材教法 主題：熱與溫度 唉唷喂呀！好熱

什麼是熱？ 熱傳導 溫度計 唉唷喂呀！ 好熱 熱輻射 熱對流

分段能力指標 一、過程技能 觀察 1-3-1-1 能依規畫的實驗步驟來執行操作 1-3-1-2 察覺一個問題或事件常可由不同的角度來觀察而看出不同的特徵 傳達 1-3-5-4 願意與同儕相互溝通，共享活動的樂趣 1-3-5-5 傾聽別人的報告，並做適當的回應

二、科學與技術認知 認識物質 2-3-3-1 認識物質的性質，探討光、溫度、和空氣對物質性質變化的影響 認識環境 2-3-4-3 知道溫度高低不同，使水的存在形態改變，是形成霜、露、雲、雨、雪的原因 交互作用的認識 2-3-5-1 知道熱由高溫往低溫傳播，傳播的方式有傳導、對流、輻射。傳播時會因材料、空間形狀而不同。此一知識可應用於保溫或散熱上

三、科學本質 3-3-0-3 發現運用科學知識來作推論，可推測一些事並獲得證實 四、科技的發展 科技的本質 4-3-1-1 認識科技的分類。 4-3-1-2 了解機具、材料、能源。

五、科學態度 細心切實 5-3-1-1 能依據自己所理解的知識，做最佳抉擇 5-3-1-2 知道細心、切實的探討，獲得的資料才可信 5-3-1-3 相信現象的變化有其原因，要獲得什麼結果，需營造什麼變因

體會在執行的環節中，有許多關鍵性的因素需要考量 六、思考智能 批判思考 6-3-1-1 對他人的資訊或報告提出合理的求證和質疑 創造思考 6-3-2-1 察覺不同的辦法，常也能做出相同的結果 6-3-2-2 相信自己常能想出好主意來完成一件事 6-3-2-3 面對問題時，能做多方思考，提出解決方法 解決問題 6-3-3-1 能規畫、組織探討的活動 6-3-3-2 體會在執行的環節中，有許多關鍵性的因素需要考量 回主頁

一個豔陽高照的大熱天，小胖到公園裡面玩耍，一回到家，就大喊著好熱好熱… 為什麼會這麼熱？ 為什麼？

什麼是熱？ 「熱」是一種能量的形式，不佔有空間、也沒有重量。「冷」卻不一樣，自然界中沒有「冷」這種東西，「冷」只是形容缺少熱的情形。所以無論再怎麼冷，裡面還是含有熱的。

「熱」和其他電能、光能、化學能、機械能，都是能量的形式。但事實上，其他形式的能都能轉變成熱能，我們平常所利用的熱也就是這樣產生出來的。例如：用電鍋時，就是把電能轉變成熱。 既然其他形式的能都可以轉變成熱，所以所有能的來源都是熱的來源，在地球上最大的來源就是太陽。

生活小常識 另外一樣人類所需要的東西─食物，也是和熱有關係的喔！因為我們人類需要的食物在身體內燃燒產生熱，產生能量使我們有足夠的體力活動，並使我們的身體溫暖。

在天氣寒冷的時候，我們的四肢尾端會感到特別的冰冷，那是我們身體的保護作用，將四肢的血液集中到內臟保暖，因此我們的四肢會感到冰冷。

還有我們睡覺時為什麼要把被子蓋在 肚子上呢？那是因為我們的腸胃，都集中 在腹部，很多的血液都在這裡循環散熱， 而在晚上容易受寒，因此，我們才會說晚 上睡覺時，要將被子蓋在肚子上，才不容 易感冒！ 回主頁

小胖問媽媽說：那我們該怎麼樣知道現在到底有多熱呢？ 媽媽說：我們可以用溫度計來得知溫度的高低。 小胖說：溫度計？！那溫度計到底是什麼東西呢？這麼神奇，可以知道溫度的高低！ 媽媽說：就讓我來告訴你吧！

溫度計 一般我們提到溫度，可以分成攝氏(℃)和華氏(℉)，這是分別由兩位外國人所制訂的刻度單位，因此取其英文名字母的第一個字來命名。不管是攝氏或華氏單位，都是是以“度”來計算，一般在亞洲地區習慣使用攝氏單位，而歐美國家則習慣使用華氏單位。

而溫度計所利用的原理，就是─熱脹冷縮。溫度上升使得裡頭的水銀或酒精膨脹而上升；溫度下降使得水銀或酒精收縮而下降。

生活小常識— 水銀溫度計咬破怎麼辦？ 水銀溫度計內含元素汞，居家小孩常常在量口溫時不慎咬破，或者因嘻戲時嘴巴沾染破裂水銀，事實上，水銀經腸道不能吸收，因此吞入水銀並不會造成中毒，父母可觀察小孩 是否由糞便排出水銀，因此一般正常小孩只需觀察，不必洗胃給活性碳。

但是父母要注意的， 則是清除地上殘餘之水銀，如果在通風不良的房間，水銀的蒸氣在空氣中濃度上升，不幸吸入水銀， 就會造成中毒。 此時可能表現咳嗽、胸悶、喘、頭痛、嘔吐、腹痛、腹瀉、發冷、全身無力、味覺 及視覺異常，甚至意識不清、手抖、步態不穩及腎傷害。所以小孩不小心吞入水銀只需觀察即可， 但是必定要好好清除地上之水銀，以免造成吸入性之中毒。 回主頁

小胖打開冷氣，就坐在沙發上休息。此時媽媽從廚房走出來說道：小胖，你開冷氣卻沒關大門，而且冰箱的門也沒關好，降是不對的喔！ 小胖說： 為什麼？

實驗1-1 翻滾的牛奶 ＊準備酒精燈、試管、石綿網、三腳架、牛奶。 ＊試管中先倒入少許的牛奶， 再放入水。 ＊接著將試管加熱。 ＊接下來牛奶會發生什麼事呢？

實驗1-2 對流箱 ＊準備紙箱、剪刀、線香、蠟燭、打火機。 ＊在紙箱內塗滿黑色顏料，並在紙箱的右 上方做一個 煙囪和左下方剪一個洞。 實驗1-2 對流箱 ＊準備紙箱、剪刀、線香、蠟燭、打火機。     ＊在紙箱內塗滿黑色顏料，並在紙箱的右　上方做一個 煙囪和左下方剪一個洞。 ＊將蠟燭擺在紙箱的右邊。 ＊點燃線香觀察白煙流動的現象。

熱對流 「對流」就是在物質裡面的熱，隨著物質本身流動的走動方式。例如：在一個炎熱的房子內開冷氣，最初只有冷氣機口附近的空氣變冷，接著就會以對流的方式運動到整個屋子內，使四周的冷空氣下沉，將熱空氣往上推，使整個屋子不久之後都能變冷，這種傳熱的方式就叫作「對流」。而對流可以使我們的屋子保持空氣流通。

對流的現象在所有的氣體和液體中都會發生，像是我們在燒開水的時候，水中就會產生對流，使熱能夠均勻的散佈在整壺水內，水才能很快的沸騰。

生活小常識 ＊熱空氣的力量： 熱氣球升空也是利用熱空氣對流的原理，熱氣球底部裝有燃燒器，使氣球內空氣變熱，熱空氣上升，氣球和人坐的籃子也跟著升空。

另外在熱帶地區的房子，為了要防止內部太過悶熱，因此都會在房屋內開氣窗，這樣可以疏通熱空氣，使它上升，以降低室溫；並且可以增加空氣流通的機會。 回主頁

媽媽又說：除了關上大門之外，還可以把百葉窗拉下來，另外，下次出去玩，太陽很大的話最好不要穿黑色的衣服喔， 小胖說： 為什麼？

實驗2-1 太陽堡 ＊紙箱、錫箔紙、一杯未煮熟的蛋花湯 ＊將紙箱剪開並排成錐形體的形狀。 ＊將錐形體的內部左、右及下方各鋪上錫箔紙。 ＊中央打上一顆生蛋。 ＊拿至炙熱的太陽底下照射，經過一段時間後， 蛋就會熟了喔！

這就是太陽堡喔！

實驗2-2 黑嘿！燒起來了 ＊在一個艷陽天，準備一張黑紙、一張白紙，以及一個放大鏡。 ＊以同一個角度、同一時間，利用放大鏡聚焦照射色紙。 ＊接著就看看哪張紙會先燒起來喔！

熱輻射 太陽是以一種波動的形式，向四周散發大量的熱。這種波動叫做「輻射熱」。也就是熱以輻射熱的形式走動，就叫做「輻射」。 輻射熱的本身並不熱，它只有在物質吸收的時候，才會產生熱。大部分從太陽傳向地球的輻射熱，都能穿過地球的大氣層，不被空氣吸收，而能直接傳到地面上。

一個熱的物體所產生的輻射熱和物體本身的溫度有關，溫度越高產生的輻射熱也越多，穿透力也越強。輻射熱射到一樣物體上，會發生三種結果：就是反射、穿透、吸收。大部分射到物質上的輻射熱，不是被物質吸收、就是被反射回去。

生活小常識 物體反射熱的性質，和物體的顏色和光滑程度有關係，顏色越淡、表面越光滑越容易反射輻射熱。例如：熱水瓶中鍍銀的光滑表面；在熱天盡量穿白衣服。 另外，也有許多為防燥熱，而將牆壁漆成白色的例子。 回主頁

為什麼？ 媽媽：小胖，這樣你懂了嗎？快去洗個澡，把髒衣服換掉。順便去廚房把湯端出來。 過了一會兒，小胖大喊：唉唷喂呀，好燙！小胖問媽媽：為什麼鍋子會這麼燙？ 為什麼？

實驗3-1 誰最快滑下來 ＊把塑膠尺、鐵尺固定在玻璃槽的邊緣。 ＊鈕釦上沾上奶油，分別黏在兩個物體上。 ＊小心把熱水倒進槽中。 ＊接著看看哪一顆鈕釦會最先滑下來！

實驗3-2 掉下來了！ ＊準備鐵尺、三腳架、酒精燈、牙籤數根、奶油。 ＊將牙籤用奶油固定在鐵尺上。 ＊接著將鐵尺橫架在三腳架上。 ＊用酒精燈燃燒加熱鐵尺的尾端。 ＊猜猜看，接下來會發生什麼事呢？

熱傳導 所謂「熱傳導」就是在物質裡面，熱直接從一個分子傳到另一個分子的行進方式，且由直線進行。當第一個分子受熱的時候，它的運動就會加快；當這個分子，碰到附近的另一個分子，就會使這個分子的運動也加快，這樣一個傳一個所產生的現象，就是「熱傳導」。

所有物質都能靠傳導的方式走動，但走動的快慢卻不一樣。走動快的物質，叫做熱的良導體；走動慢的物質，叫做熱的不良導體；或是絕緣體。 非金屬物質傳導熱的能力都不甚佳，這就是為什麼在鍋子的握把上都要加裝木頭或塑膠，這樣我們的手就不容易燙到；因為這些物質都是熱的不良導體。

空氣也是熱的不良導體，就像我們冬天穿著棉花、羊毛的厚外套就可以保暖，不是因為它們能產生熱，而是因為它們裡面相當蓬鬆，藏著許多空氣，而空氣又是不良導體，使我們體內的熱不容易散發出去，因此我們才感到溫暖。

生活小常識 冰箱外壁的構造中間填了許多不良導體的材料，使外面的熱不容易傳到冰箱裡去。 我們打開冰箱的話，熱就會跑到冰箱裡面去，冰箱就要加倍工作減低裡面的溫度，浪費電力，這就是媽媽叫小胖要關好冰箱門的緣故了！ 回主頁

回顧一下 熱的傳遞： 熱量會由高溫處傳向低溫處，傳播方式可分為傳導、對流和輻射。 ＊傳導：指熱在同一物質內移動，但並未使物質內的任何部分隨著它移動，通常對固體而言，像食物在鍋子內煮熟，而鍋子就是熱的傳導。 ＊對流：指受熱物質本身的移動，把熱傳送到別處去。像受熱的空氣會膨脹變輕，上升後的空位由冷空氣來填補，變熱後再上升，這就是空氣的流動。 ＊輻射：指熱能不需要靠空氣、水或其他物質的傳遞。像太陽的熱就是以輻射的方式傳到地球。

報告完畢 謝謝大家