金属的热胀冷缩
小学科学五年级《金属的热胀冷缩》
红白 蓝 铜铝 铁
说一说
铁、铝也有热胀冷缩的性质。 铁热胀冷缩的幅度比铜和铝要小。
钢轨的温度每升高1℃，它的长度 就会伸长原来长度的十万分之一。在炎 热的夏天，烈日照到钢轨上，温度可以 达到30℃～40℃；在严寒的冬天，钢轨 又会冷到零下十几度，甚至零下二三十 度。就算夏天和冬天温度只差50℃，一 条500千米长的铁轨，夏冬之间的长度 要相差250多米呢！所以，铁路上的钢 轨并不是密接的，每根钢轨之间都留有 一定的间隙。
小结：
水有热胀冷缩的性质，空气有 热胀冷缩的性质，钢、铁、铝等金 属有热胀冷缩的性质……许多物体 都有热胀冷缩的性质。
空隙
你能解释吗？
电缆工人架设电线，夏天应该怎么 拉线？冬天呢？
夏天松
冬天紧
故事： 1825年，英国铺设了第一条铁路， 钢轨是一根接一根焊接在一起的。结果 到了炎热的夏天，钢轨就变得七歪八扭， 有些地方甚至向上拱了起来，而到了寒 冷的冬天，钢轨竟然断裂成几段。
想一想
为什么铁轨在冬天会断裂，在夏天 会弯曲？
我们知道水和一些液体有热胀冷缩 的性质，是不是钢铁也有热胀冷缩 的性质呢？
连 接 处 的 缝 隙
都 金属 会热胀冷缩吗？
大多数的金属会热胀冷缩，可 是有两种金属是与众不同，它 们是热缩冷胀的。这两种金属 就是锑（tī）和铋（ bì）。
我们与众不同哦！
锑tī
铋 bì
资料库
锑的这种奇特性质曾被用在印 刷上，早些年印刷书报用的铅字就 掺有锑，所说的铅其实是铅和锑的 合金，当熔化了的合金浇进铜模里 冷却凝固时，由于锑热缩冷胀，字 的笔画会十分清晰，而且经久耐用。
（1）酒精灯使用的注意事项。 （用外焰加热、灯帽熄灭）
教科版科学五年级(下册)2.5金属的热胀冷缩
以上有不当之处，请大家给与批评指正， 谢谢大家！
10
教科版小学科学五年级下册第二单元
金属的热胀冷缩
活动一: 你能用什么方法来验证金属是否 有热胀冷缩的现象？
实验材料：金属球、金属圈、酒精灯、火柴、冷水 实验图示：
做实验时要注意安全哟！
1、点燃酒精灯一定要用燃着的火柴，决不 可用燃着的酒精灯对火
2、加热完毕或要添加酒精需熄灭灯焰时， 可用灯帽将其盖灭，盖灭后需再重盖一 次 ，决不允许用嘴吹灭。
3、禁止触摸铜球，加热后的铜球会烫伤皮 肤。
固体是否有热胀冷缩现象？
1、加热金属球，金属球 不能 通过金属 圈。说明金属在温度 升高 时，体积 变大 。
2、把金属球浸入烧杯中的冷水后，金属球 能通过金属圈。说明金属在温度 降低 时，体积 变小 。
小结：固体也有热胀冷缩现象。
活动二:使用铝条等材料酒精灯设计一个铝 条是否会热胀冷缩的实验
资料一
大多数的金属会热胀冷缩，可是有两种金属 就与众不同，它们是热缩冷胀。这两种金属就是 锑和铋。锑的这种奇特性质曾被用在印刷上，早 些年印刷书报用的铅字就掺有锑。所说的铅其实 是铅和锑的合金，当熔化了的合金浇进铜模里冷 却凝固时，由于锑热缩冷胀，字的笔画会十分清 晰，而且经久耐用。
资料二：钢轨断裂成几段的原因？
温度每变化1℃，1米长的钢轨大约伸缩 0.000018米，假如一年中气温变化60℃ 那么1千千米长的铁路就要伸缩708米， 如果不留缝隙冬天受冷收缩，就会被冻 裂成几段，夏天钢轨受热膨胀，就会变 得七扭八歪，有的朝上拱起。因为有热 胀冷缩，所以钢轨之间必须有缝隙。
1、 当罐头打不开时，你又什么方法能把 罐头盖打开？
金属材料的热力学性质分析
金属材料的热力学性质分析金属是现代工业发展和科学研究中不可或缺的重要材料之一。
金属材料的热力学性质是研究其物理和化学特性的关键因素之一。
本文将从金属材料的热力学性质入手，探讨其相关特性和应用领域。
一、金属材料的热力学性质热力学是研究能量转化和物质运动的学科，是理解物质状态和相变过程的基础。
金属材料的热力学性质是指其热胀冷缩、热传导、热膨胀、热膨胀系数等物理性质。
热胀冷缩是指在温度变化时，金属材料的体积和形状发生变化，导致相应应力和变形。
热传导是指金属材料能够快速地将热量传递到周围环境中，从而使其温度逐渐平衡。
热膨胀是指物体在受热作用下体积的变化，这个变化量以温度为参数，反应了物体的热稳定性。
二、金属材料的热力学性质特性及应用1.热胀冷缩的特性及应用金属材料的热胀冷缩系数大小表示了其在瞬间受到温度变化时产生的应变变化，我们可以通过它来预测在编制热胀缩补偿措施时所需要的数据。
在机械工程、电子工程、航空航天等工程领域应用广泛。
举个例子，汽车发动机，从冷却状态到工作状态需要发生较大的体积和形状变化，如果离心轮和原动机就产生较大的应力和变形，整个汽车的安全运行将受到威胁。
因此，了解和控制各部件的热胀缩特性是保护汽车安全运行的关键。
2.热传导的特性及应用金属材料的热传导系数是一个反映了其传热能力的物理量。
热传导系数同样在机械工程、材料科学、电子工程等领域有广泛的应用。
例如，在冶金学中，我们需要研究各种不同材料之间能够进行热能的传递性能。
在设计制造各种热交换器、传感器等产品时，需要将热传导系数纳入到其设计当中，以保证其热性能和功效的高效性。
3.热膨胀系数的特性及应用热膨胀是指物体在受热作用下体积的变化，该热膨胀量是受到温度变化大小的约束。
金属的热膨胀系数大小表示了其在变化温度时的体积变化比例。
在材料制造业以及某些电子产品设计中，我们需要确保各个部件和组件在变化温度时不会发生任何相对运动的情况，以保证其工作的稳定性与可靠性。
金属热胀冷缩
金属热胀冷缩I. 概述金属热胀冷缩是指金属材料在温度变化时体积发生变化的现象。
金属是一种具有高导热性和导电性的材料，因此其内部自由电子在受热时会更加活跃，导致原子之间的相互作用力减弱，从而使金属材料的体积发生变化。
热胀冷缩现象在日常生活中随处可见，例如夏天用开水冲洗的塑料杯变得变形、火车轨道的间隙设置等。
对于工程设计和材料选择而言，了解金属热胀冷缩的特性至关重要，以避免由于温度变化导致的不可预测的问题。
II. 热胀冷缩的原理热胀冷缩的原理可以从金属材料的微观结构出发进行解释。
金属的晶体结构由金属离子和自由电子组成。
在低温下，金属离子之间通过强烈的静电相互作用力相互吸引，从而使整个金属材料保持相对稳定的形状和体积。
然而，当金属材料受热时，温度的升高使得金属内部自由电子变得更加活跃。
这些活跃的自由电子在金属材料中不规则地运动，导致金属离子之间的相互作用力减弱。
这种相互作用力的削弱导致金属离子在晶体中稍微移动，从而使整个金属材料的体积扩大。
相反，当金属材料遭受冷却时，温度的降低使得自由电子的活跃程度减弱。
此时金属离子之间的相互作用力增强，导致金属离子重新彼此靠近。
这种相互作用力的增强使金属材料的体积收缩。
因此，金属在温度变化时会发生热胀冷缩的现象。
III. 金属热胀冷缩的应用金属热胀冷缩的特性在许多工程和产品设计中都具有重要作用。
以下是一些典型的应用示例：1. 建筑工程在建筑工程中，金属热胀冷缩的考虑十分重要。
例如，在大型建筑物的结构中使用的钢材，会因为夏季的高温而发生热胀，从而增加结构的长度。
为了避免由于热胀引起的结构变形和破坏，设计师需要在结构中留有足够的伸缩缝，使金属材料有足够的空间进行热胀。
2. 电力设备在电力设备中，如电线和电缆的连接处，温度的变化会引起金属导线的热胀冷缩。
如果没有适当的控制和安装，这种热胀冷缩将导致电线的松动或断裂。
因此，在电力设备的设计和安装过程中，需要合理地考虑金属热胀冷缩的因素，以确保电线和电缆能够在温度变化下正常工作。
金属的热胀冷缩
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
热胀冷缩是指物质在受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩的物理现象。
金属的热胀冷缩现象表现为温度升高时，金属的长度、宽度和高度都会发生膨胀。 这种现象的原因是金属内部的原子或分子的运动速度会随温度变化，速度越快，相互 碰撞的频率就越高，从而引起宏观尺度上的膨胀。 金属的热胀冷缩现象对金属制品的性能和使用有重要影响，需要加以考虑和利用。
金属热胀冷缩的利用：在某些特殊情况下，可以利用金属的热胀冷缩特性来实现特定的机械运动或功能，如温度 控制机构、热胀式紧固装置等。
建筑行业：利用金属的热胀冷缩特性，可以建造伸缩缝，防止建筑物因温度变化而产生裂缝。
电子行业：金属的热胀冷缩特性在电子元件的制造中起到关键作用，Hale Waihona Puke 如焊接和组装过程中 对精密零件的控制。
设计时预留适当的伸缩空间， 以适应温度变化
选用合适的金属材料，考虑 其热膨胀和冷缩的特性
采用热膨胀系数较小的连接 方式，如焊接或螺栓连接
定期检查金属结构的变形情 况，及时进行调整或修复
汇报人：XX
温度监测：在金属加工过程中，应实时监测温度变化，以便及时调整温度，防止温度过高或 过低。
材料选择：选择具有较小热膨胀系数的金属材料，可以降低热胀冷缩现象的影响。
结构设计：在金属结构设计中，应考虑热胀冷缩的影响，合理安排金属部件的布局和连接方 式。
选用优质材料：选择具有优良热稳定性的金属材料，如不锈钢等。 结构设计：合理设计金属结构，避免出现应力集中和过大的温度梯度。 热处理：对金属材料进行适当的热处理，以提高其热稳定性和抗热变形能力。 安装维护：在安装和日常维护中，注意控制金属结构的温度变化，避免过大的温度波动。
热缩冷胀的例子10个
热缩冷胀的例子1. 介绍在物理学中，热缩冷胀是指物质在温度变化过程中发生的体积变化现象。
当物体受热时，其分子活动增加导致体积膨胀；而当物体被冷却时，分子活动减少导致体积收缩。
这一现象广泛应用于生活和工业中，如温度计、铁轨膨胀缝等。
本文将介绍10个热缩冷胀的例子，深入探讨其原理和应用。
2. 金属的热胀冷缩2.1 金属导线的热胀冷缩金属导线在输送电流时会发热，导致导线温度升高。
由于金属的线性膨胀系数大于绝缘材料，导线会因受热而膨胀，但绝缘材料不会膨胀，因此导致导线变形、绝缘材料受损。
这可以解释为什么在夏天，高温下的电线会比冬天温度较低时的电线松弛，有时导致电线断裂。
2.2 金属扣盖瓶的热胀冷缩金属扣盖瓶是一种常见的容器，它使用金属和玻璃的热胀冷缩原理来封闭瓶口。
当内容物被加热时，瓶内的空气也会因此加热并膨胀，导致瓶内压力增加。
而金属扣盖瓶通过金属的线性膨胀系数大于玻璃的特性来适应瓶内压力的变化，使瓶口始终密封。
3. 混凝土结构中的热缩冷胀3.1 混凝土路面的缝隙在炎热的夏季，混凝土路面受热膨胀，而在寒冷的冬季则会收缩。
这种热缩冷胀的变化会导致混凝土路面出现裂缝和缝隙。
为了应对这种问题，人们在混凝土路面中设置了膨胀缝和收缩缝，使路面在温度变化时能够自由膨胀和收缩，避免裂缝的形成。
3.2 混凝土建筑中的膨胀缝与混凝土路面类似，混凝土建筑也会受到温度变化的影响而发生热缩冷胀现象。
为了避免混凝土建筑出现裂缝，建筑师会在混凝土结构中设计膨胀缝。
这些膨胀缝可以容纳混凝土在热胀冷缩过程中发生的体积变化，保护建筑结构的完整性和耐久性。
4. 温度计的原理温度计是利用热缩冷胀原理测量温度的设备。
其中，常见的有汞温度计和铂电阻温度计。
这两种温度计都利用了物质在温度变化时发生的体积变化。
4.1 汞温度计汞温度计是一种基于汞的液体膨胀量随温度变化的原理进行测量的温度计。
在汞温度计中，当温度升高时，汞柱会因汞的膨胀而上升。
通过测量汞柱的高度，可以确定温度的变化。
热处理对金属材料的尺寸稳定性的影响
热处理对金属材料的尺寸稳定性的影响热处理是一种常用的金属加工工艺，通过加热和冷却的过程，改变金属材料的结构和性能。
在金属材料的制造和加工过程中，尺寸稳定性是一个重要的考虑因素。
本文将探讨热处理对金属材料尺寸的影响。
1. 热胀冷缩效应在热处理过程中，金属材料会因为温度的变化而发生热胀冷缩。
当材料加热时，由于热胀效应，材料会膨胀，导致尺寸的增加。
而在冷却过程中，由于冷缩效应，材料会收缩，导致尺寸的缩小。
这种热胀冷缩效应对金属材料的尺寸稳定性有着重大的影响。
2. 温度梯度引起的变形热处理过程中，金属材料的加热和冷却速度可能不均匀，导致温度梯度的存在。
温度梯度会引起金属材料内部的形变和尺寸的变化。
在加热过程中，高温区域的金属会膨胀，而低温区域的金属仍然保持原有尺寸，从而造成不均匀的形变。
而在冷却过程中，由于冷缩效应也会产生不均匀的形变。
温度梯度引起的变形会对金属材料的尺寸稳定性产生负面影响。
3. 相变引起的尺寸变化在热处理过程中，金属材料可能发生固态相变。
固态相变会导致晶粒大小的改变，从而对材料的尺寸稳定性产生影响。
在加热过程中，晶粒可能会长大，导致材料尺寸的增加。
而在冷却过程中，晶粒可能会细化，导致材料尺寸的缩小。
相变引起的尺寸变化是热处理对金属材料尺寸稳定性的一个重要因素。
4. 冷却速率对尺寸的影响热处理过程中的冷却速率会对金属材料的尺寸稳定性产生重要影响。
冷却速率越快，金属材料的尺寸稳定性越差。
快速冷却会导致金属内部应力的积累，从而引起尺寸的变化和形状的失稳。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择适当的冷却速率，以保证金属材料的尺寸稳定性。
综上所述，热处理对金属材料的尺寸稳定性有着重要的影响。
热胀冷缩效应、温度梯度引起的变形、相变引起的尺寸变化以及冷却速率都是影响尺寸稳定性的因素。
在实际应用中，需要综合考虑这些因素，选择适当的热处理工艺和参数，以保证金属材料的尺寸稳定性。
金属热胀冷缩
金属热胀冷缩一、引言金属热胀冷缩是指在温度变化时，金属材料的长度、体积和密度等物理性质发生变化的现象。
这种现象不仅在日常生活中普遍存在，而且在工业生产、建筑结构设计等领域也有着广泛的应用。
二、金属热胀冷缩的原理金属热胀冷缩的原理是由于温度变化引起了金属晶格结构和原子振动状态的改变，从而导致了金属材料物理性质的变化。
具体来说，当温度升高时，金属材料内部分子振动加剧，晶格结构发生扭曲和变形，导致其长度、体积和密度等物理性质增大；反之当温度降低时，则会导致其长度、体积和密度等物理性质减小。
三、金属热胀冷缩的影响因素1. 金属材料本身的性质：不同种类的金属材料由于其内部晶格结构和原子排列方式不同，在受到相同温度变化条件下会表现出不同程度的热胀冷缩现象。
2. 温度变化的范围：温度变化越大，金属材料的热胀冷缩程度也会越大，反之则越小。
3. 金属材料的形态和尺寸：不同形态和尺寸的金属材料在受到相同温度变化条件下，其热胀冷缩程度也会有所不同。
例如，长条形材料比方块形材料更容易发生弯曲和变形。
四、金属热胀冷缩的应用1. 工业生产领域：在机械制造、航空航天、汽车制造等行业中，经常需要进行高精度零部件的加工和装配。
而这些零部件在受到温度变化时，很容易发生尺寸偏差或失效。
因此，在设计和制造这些零部件时需要考虑其热胀冷缩特性，并采取相应措施来保证其尺寸精度和使用寿命。
2. 建筑结构设计领域：在建筑结构设计中，由于气温季节性变化以及日夜温差等原因，建筑物内部的金属构件也会发生热胀冷缩现象。
因此，在建筑物设计时需要考虑金属构件的尺寸变化，以避免其对整个建筑结构的影响。
3. 热力学实验和研究领域：在热力学实验和研究中，需要对金属材料的热胀冷缩性质进行测量和分析，以便更好地理解其物理特性和应用价值。
五、金属热胀冷缩的应对措施1. 采用合适的金属材料：在设计和制造零部件时，需要选择具有较小热胀冷缩系数的金属材料，以减少尺寸偏差或失效的风险。
金属的热胀冷缩现象小实验
金属的热胀冷缩现象小实验金属的热胀冷缩现象小实验日常生活中随处可见热胀冷缩现象，如天气变化与热胀冷缩有关，用体温表量体温时与热胀冷缩有关，铁轨之间的空隙与热胀冷缩有关，老式日光灯上的启动器与热胀冷缩，……。
下面我们就用日光灯上的启动器来做一个小实验，验证一下金属的热胀冷缩现象。
在做实验之前，让我们先来认识一下启动器。
启动器也叫启辉器，是老式日光灯必需的一个元件。
在铝壳或塑料壳中有一个小玻璃泡，小玻璃管内充有氖气，并装有两个电极，一个电极是用粘合在一起的双层金属片制成的，呈倒U形形状，叫做动触极（通常称双金属片）；另一个电极是直的金属片，叫做静触极，冷态时两电极分离（如图1所示）。
当动触极双金属片的温度升高时会向外侧弯曲，此时动触极和静触极会相互接触；当双金属片温度降低时，因冷却而收缩，自动与静触极断开。
实验器材：日光灯启动器1个、发光二极管1个、1号干电池2节、1号电池盒2个、小开关1个、蜡烛1支、纸杯1个、针1个、导线、透明胶带、火柴、塑料瓶盖。
实验步骤：1．用针在塑料瓶盖上扎两个相距约1厘米的小孔。
2．把发光二极管两极的引线从瓶盖上的两个小孔中穿过，使发光二极管的发光部分露在瓶盖外面，做成一个带底座的发光二极管。
（如图2所示）3．把启动器的金属外壳去掉，得到一个有两根接线的玻璃泡和有两根接线的柱状纸卷。
（这个纸卷实际上是一个电容器，做该实验时不用去掉这个电容器）4．把纸杯倒置在桌面上，再在启动器的两接线柱上分别接上一条导线，然后用透明胶带把启动器固定在纸杯底上，使启动器的玻璃泡探出在纸杯底部边缘外面。
（如图3所示） 5．按图4所示电路图连接好电路。
6.把蜡烛放置在启动器玻璃泡的下面，使蜡烛外焰位置接触到玻璃泡下部。
7.闭合电路开关，发光二极管发光了吗？8.用火柴点燃蜡烛，过一会儿，发光二极管发光了吗？（这时发光二极管发光了，如图5所示）9.把蜡烛从玻璃泡下移走，放光二极管还发光吗？实验现象：连接好电路，闭合开关，在没点燃蜡烛时，发光二极管并不发光。
【原创】金属的热胀冷缩
2、动手实验，初见成效
图2
3、交流改进，展示成品
成品介绍 使用材料 制作步骤 使用方法
木板若干、电池、导线若干、 金属条3条、铜片2片、 酒精灯、发光二极管等
1 做底座，开上口。 2 钻圆孔，固金属。 3 用胶枪，固垫片。 4 连电路，形回路。
目录1、做底座Fra bibliotek开上口固定不同 金属
2、钻圆孔，固金属
但实际教学中，效果并不明显，因为钢条受 热膨胀的幅度有限，推倒顶端大头针的现象很难 出现。
图1
Part 02
开启智慧说过程
6
1、根据目的，设计雏形 2、动手实验，初见成效 3、交流改进，展示成品
1、根据目的，设计雏形
方案设计
裁一块长30cm、宽15cm的三合板，中间挖一 个长10cm、宽8cm的方孔，使其刚好能够搁在三 脚架上，然后在三合板上放两根钢条，使其两个 端口相距0.8cm左右，并将其用夹子固定，然后接 上一个简单电路检测器（如图2所示）
金 一、敞开心扉道不足
属
的 热 二、开启智慧说过程
胀
冷 缩
三、彰显特色讲亮点
目 录
Part 01
敞开心扉道不足
3
《金属的热胀冷缩吗》一课通过设计两
个实验让学生认识铜和钢具有热胀冷缩的性 质，第一个是经典的“铜球穿铁环”实验， 效果明显，不再赘述。第二个实验是这样设 计的：在钢条的中间打一个小孔，用大铁钉 将其固定在木板上，并紧贴钢条的一端钉上 一枚小铁钉，然后用酒精灯在钢条的另一端 加热，（如图1）
金属热胀 连接电路 二极管发光
Part 03
彰显特色讲亮点
19
直观性
迁移性
多功能性
观察二极管的亮暗来 判断金属的热胀冷缩
铜材料的热胀冷缩现象
铜材料的热胀冷缩现象铜材料的热胀冷缩现象1. 引言热胀冷缩是物质在不同温度下发生的一种物理现象。
而在材料学中，铜是一种常见的金属材料。
本文将深入探讨铜材料在温度变化下的热胀冷缩现象，包括背后的原理、影响因素以及在工程应用中的意义。
2. 热胀冷缩的原理在温度变化下，物质分子内部的热运动引起了材料的尺寸变化。
铜材料也不例外，当温度升高时，材料内部分子的热运动增强，分子之间的相互作用力会减弱，从而使材料的体积膨胀。
相反，当温度降低时，分子的热运动减弱，分子之间的相互作用力增强，导致材料的体积收缩。
3. 影响铜材料热胀冷缩的因素热胀冷缩现象的程度取决于多个因素。
温度变化是主要的影响因素，温度变化越大，热胀冷缩现象就越显著。
材料的化学组成也会对热胀冷缩产生影响，不同的合金成分在不同温度下的热胀冷缩系数可能会有所不同。
材料的晶体结构、晶格常数等因素也会对热胀冷缩现象产生影响。
4. 铜材料热胀冷缩的应用铜作为一种常见的金属材料，在工程应用中有广泛的用途。
对于需要经受温度变化的部件和系统，了解铜材料的热胀冷缩特性是至关重要的。
在制造热力发电设备中，对于燃气轮机的铜叶片，考虑到温度升高时的热胀冷缩，工程师需要合理设计叶片的材料和结构，以确保叶片能够正常工作而不发生破坏。
在建筑领域，铜材料的热胀冷缩特性也需要被充分考虑，以避免建筑物在温度变化下出现问题。
5. 观点与理解铜材料的热胀冷缩现象是材料学中一个重要的研究领域。
通过对铜材料的热胀冷缩现象的深入研究，我们可以更好地理解材料在不同温度下的行为，为工程应用中的材料选择、设计和使用提供更合理的依据。
进一步研究铜材料的热胀冷缩机制，也能为材料科学和工程领域的其他材料研究提供借鉴和启示。
6. 总结铜材料的热胀冷缩现象是在温度变化下普遍存在的物理现象。
其原理基于物质分子的热运动和相互作用力的变化。
热胀冷缩现象的程度受到多种因素的影响，包括温度变化、材料的化学组成和晶体结构等。
金属热涨冷缩吗案例
《金属热涨冷缩吗》教学案例教材分析：《金属热胀冷缩吗》一课是科学五年级下册第二单元的内容。
这是在学生认识了液体、气体都具有热胀冷缩的性质后很自然地想到的一个问题：固体会不会也热胀冷缩呢？教材选用金属固体物让学生开展这方面的研究。
分为三个部分：观察铜球的热胀冷缩；观察钢条的热胀冷缩；金属的热胀冷缩。
教材以铜球的热胀冷缩实验作为典型的观察材料。
本课的教学重点和难点都是如何设计实验观察金属固体体积的变化现象。
通过本课活动内容和对观察结果的分析、归纳和概括，同时结合前两课的内容，在学生的头脑中建立起水、空气及铜球有热胀冷缩的性质，许多物体都有热胀冷缩性质的概念。
而教材最后的结论蕴涵着两层含义：一是强调科学探究中严谨的科学态度，仅仅靠一两个事实材料就下定义是不严谨的；二是为学生的课后探究提出了空间，省略号所涵盖的探究活动会接连不断地出现，这也正是我们所期望的。
学情分析：在进行本课学习前，五年级的学生对液体和气体的热胀冷缩现象已经有了初步的认识和了解。
学生对于固体是否也有热胀冷缩现象的探究比较感兴趣，但在实验过程中，还是存在以点带面的现象。
很容易在看到铜球的热胀冷缩后就下结论：“金属也具有热胀冷缩的性质”。
所以在归纳总结时要适时引导学生对科学结论得出的正确认识。
为此，通过本课的学习，一方面让学生对物体的热胀冷缩现象有一个较全面、深入的认识。
认识到科学结论的得出是要经过多次实验论证的；另一方面，着重引导学生能关注身边常见的一些事物、现象，从生活实践出发，把所学的知识应用到生活实际。
认识到知识来源于生活，同时也是为了人教学目标：1、科学概念：（1）许多固体和液体都有热胀冷若冰缩的性质，气体也有热胀冷缩的性质。
（2）有些固体和液体在一定条件下是热缩冷胀的。
2、过程与方法：（1）设计简单操作的实验活动，有效地观察金属固体体积变化的现象。
（2）正确使用酒精灯给物体快速加热。
（3）对生活中的现象尝试用模型实验加以解释。
金属热胀冷缩吗课件
THANKS
当温度升高时，原子或分子的运动速度加快，相互碰撞的频率增加，导致金属的晶格结构膨 胀，宏观尺度上表现为金属的体积增大。反之，当温度降低时，原子或分子的运动速度减缓， 晶格结构收缩，金属的体积减小。
金属热胀冷缩的实验观察
通过精密的实验设备，如热膨胀仪，可以精确测量金属在加热和冷却过程中的长度 变化。
如何应对金属的热胀冷缩
如何应对金属的热胀冷缩
• 金属是会热胀冷缩的。当温度升高时，金属内部的原子或分子的运动速度会增加。这种增加的运动速度会导致原子之间的 平均距离变大，因为原子或分子的运动速度越快，它们相互碰撞的频率就越高，从而推动它们彼此之间的距离变远。随着 原子间距离的增加，金属的体积也会变大，即发生热膨胀。相反，当温度降低时，原子或分子的运动速度减慢，导致原子 之间的平均距离变小，金属的体积也就变小了，即发生冷缩。
随着原子或分子的运动速度的增加，金属内部的原子之间的平均距离变 大，导致金属的晶格结构膨胀，宏观尺度上表现为金属的体积膨胀。
金属原子在温度变化下的振动幅度
金属的热膨胀与金属原子在温 度变化下的振动幅度有关。
当温度升高时，金属原子或分 子的振动幅度变大，使得整个 金属的晶格结构膨胀。
反之，当温度降低时，金属原 子或分子的振动幅度变小，晶 格结构收缩，导致金属的体积 缩小。
实验结果表明，几乎所有金属材料都具有热胀冷缩的特性，只是膨胀和收缩的程度 因金属的种类而异。
实验中还发现，金属的热膨胀和冷收缩是可逆的过程，即加热时膨胀，冷却时会恢 复到原来的长度。
金属热胀冷缩的普遍性
不仅局限于个别金属材料，而是普遍存 在于几乎所有金属中。
金属的热膨胀和冷收缩的程度取决于金 了解金属的热胀冷缩特性对于工程设计、
《金属的热胀冷缩》热PPT课件(上课用)3
许多物体都有热胀冷缩的性质
ห้องสมุดไป่ตู้
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1、想要体面生活，又觉得打拼辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？人生的道理很简单，你想要什么，就去付出足够的努力。 2、时间是最公平的，活一天就拥有24小时，差别只是珍惜。你若不相信努力和时光，时光一定第一个辜负你。有梦想就立刻行动，因为现在过的每一天，都是余生中最年轻的一天。 3、无论正在经历什么，都请不要轻言放弃，因为从来没有一种坚持会被辜负。谁的人生不是荆棘前行，生活从来不会一蹴而就，也不会永远安稳，只要努力，就能做独一无二平凡可贵的自己。 4、努力本就是年轻人应有的状态，是件充实且美好的事，可一旦有了表演的成分，就会显得廉价，努力，不该是为了朋友圈多获得几个赞，不该是每次长篇赘述后的自我感动，它是一件平凡而自然而然的事，最佳的努力不过是：但行好事，莫问前程。愿努力，成就更好 的你！ 5、付出努力却没能实现的梦想，爱了很久却没能在一起的人，活得用力却平淡寂寞的青春，遗憾是每一次小的挫折，它磨去最初柔软的心智、让我们懂得累积时间的力量；那些孤独沉寂的时光，让我们学会守候内心的平和与坚定。那些脆弱的不完美，都会在努力和坚持 下，改变模样。 6、人生中总会有一段艰难的路，需要自己独自走完，没人帮助，没人陪伴，不必畏惧，昂头走过去就是了，经历所有的挫折与磨难，你会发现，自己远比想象中要强大得多。多走弯路，才会找到捷径，经历也是人生，修炼一颗强大的内心，做更好的自己！ 7、“一定要成功”这种内在的推动力是我们生命中最神奇最有趣的东西。一个人要做成大事，绝不能缺少这种力量，因为这种力量能够驱动人不停地提高自己的能力。一个人只有先在心里肯定自己，相信自己，才能成就自己！ 8、人生的旅途中，最清晰的脚印，往往印在最泥泞的路上，所以，别畏惧暂时的困顿，即使无人鼓掌，也要全情投入，优雅坚持。真正改变命运的，并不是等来的机遇，而是我们的态度。 9、这世上没有所谓的天才，也没有不劳而获的回报，你所看到的每个光鲜人物，其背后都付出了令人震惊的努力。请相信，你的潜力还远远没有爆发出来，不要给自己的人生设限，你自以为的极限，只是别人的起点。写给渴望突破瓶颈、实现快速跨越的你。 10、生活中，有人给予帮助，那是幸运，没人给予帮助，那是命运。我们要学会在幸运青睐自己的时候学会感恩，在命运磨练自己的时候学会坚韧。这既是对自己的尊重，也是对自己的负责。 11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。 12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。 13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。 14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。 15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋! 16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。 17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。 18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。 19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。 20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。 1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。 2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。 3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。 4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。 5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。 6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。 7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。 8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。 9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。 10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。 11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。 12、女人，要么有美貌，要么有智慧，如果两者你都不占绝对优势，那你就选择善良。 13、时间，抓住了就是黄金，虚度了就是流水。理想，努力了才叫梦想，放弃了那只是妄想。努力，虽然未必会收获，但放弃，就一定一无所获。 14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。 15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。 16、成功的秘诀在于永不改变既定的目标。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。幸福不会遗漏任何人，迟早有一天它会找到你。 17、一个人只要强烈地坚持不懈地追求，他就能达到目的。你在希望中享受到的乐趣，比将来实际享受的乐趣要大得多。 18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。 19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。 20、没有收拾残局的能力，就别放纵善变的情绪。
金属热胀冷缩原理
金属的热胀冷缩原理
在晶格结点上的原子并不是固定不动的。
原子常围绕某一固定的位置作轻微的振动(表现出弹性)。
随着温度的升高，振动的范围也增大，因而晶格有了膨胀，这也就是金属受热膨胀的原因。
当温度升高到熔点后，原子振动范围显著增大，全部脱离了原先的位置，这便意味着金属已经熔化。
冷却后，随着温度的降低，原子间吸引力逐渐增大，当温度降低到凝固温度以下时，原子间的吸引力已经达到了克服原子混乱运动的力量，原子有规则地排列，这就开始了结晶过程。
如果金属材料冷却到原室温后继续降低温度，晶格就越来越紧密，体积就收缩这就是金属材料遇冷收缩的原因。
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金属热胀冷缩力学计算公式
金属热胀冷缩力学计算公式引言。
金属是一种常见的材料，广泛应用于工程领域。
在工程设计和制造过程中，金属的热胀冷缩特性是一个重要的考虑因素。
热胀冷缩力学计算公式可以帮助工程师预测金属在不同温度下的尺寸变化和应力分布，从而指导工程设计和制造过程。
本文将介绍金属热胀冷缩力学计算公式的基本原理和应用。
一、金属热胀原理。
金属在受热时会膨胀，受冷时会收缩，这是由于金属的分子在受热时振动加剧，分子间的距离增加，从而导致金属的体积扩大；而在受冷时，分子的振动减弱，分子间的距离减小，金属的体积收缩。
这种热胀冷缩特性是金属材料的固有属性，也是金属在工程应用中需要考虑的重要因素。
二、金属热胀冷缩力学计算公式。
金属的热胀冷缩力学计算公式可以用来计算金属在不同温度下的线膨胀系数、体积膨胀系数以及由此引起的应力分布。
以下是金属热胀冷缩力学计算公式的基本形式：1. 线膨胀系数。
线膨胀系数是描述金属在单位长度上的膨胀量随温度变化的比例关系。
常用的线膨胀系数计算公式为：ΔL = αL0ΔT。
其中，ΔL表示金属在温度变化ΔT下的长度变化量，α表示金属的线膨胀系数，L0表示金属在参考温度下的长度。
2. 体积膨胀系数。
体积膨胀系数是描述金属在单位体积上的膨胀量随温度变化的比例关系。
常用的体积膨胀系数计算公式为：ΔV = βV0ΔT。
其中，ΔV表示金属在温度变化ΔT下的体积变化量，β表示金属的体积膨胀系数，V0表示金属在参考温度下的体积。
3. 应力分布。
金属在受热或受冷时会产生内部应力，这些应力会影响金属的力学性能和稳定性。
金属热胀冷缩力学计算公式可以用来计算金属在不同温度下的应力分布，以指导工程设计和制造过程。
三、金属热胀冷缩力学计算公式的应用。
金属热胀冷缩力学计算公式在工程领域有着广泛的应用。
以下是金属热胀冷缩力学计算公式的一些应用场景：1. 工程设计。
在工程设计中，金属的热胀冷缩特性需要被充分考虑。
工程师可以利用金属热胀冷缩力学计算公式来预测金属在不同温度下的尺寸变化和应力分布，从而确定合适的尺寸和结构设计方案。
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金属热胀冷缩的装置
资料二：钢轨断裂成几段的原因？
温度每变化1℃，1米长的钢轨大约伸缩 0.000018米，假如一年中气温变化 60℃那么1千千米长的铁路就要伸缩 708米，如果不留缝隙冬天受冷收缩， 就会被冻裂成几段，夏天钢轨受热膨胀， 就会变得七扭八歪，有的朝上拱起。因 为有热胀冷缩，所以钢轨之间必须有缝 隙。
连 接 处 的 缝 隙
不能
（能/不能）通过金属圈。
说明金属在温度
升高 时，体积
。
膨胀
2、把金属球浸入烧ຫໍສະໝຸດ 中的冷水后，金属球 能 ，（能/不能）通过金属圈。
说明金属在温度 降低 时，体积 缩小 。
3、小结： 固体也有热胀冷缩现象 。
活动二:使用钢条、酒精灯等材料设计一个 钢条是否会热胀冷缩的实验
金属的热胀冷缩实验记录表
重要提示：
1、分工合作、注意安全，正确使用酒精灯。
2、加热后的铜球很烫，严禁用手触摸，以 免烫伤皮肤。 3、保持桌面清洁，及时填写活动记录。 4、活动结束，举手示意，静静等待。
做实验时要注意安全！
加热前能通过
加热
加热后能通过吗
冷却后能 通过吗
冷水中 冷却
固体是否有热胀冷缩现象？
1、加热金属球，金属球
物体名称 观察方法 加热后 铜球 冷却后 结论 观察是否 不能通过 可以通过 能通过金 大部分 属环 金属都 有热胀 观察长度 回到原来 变长了 冷缩的 的变化 的长度 性质 观察是否 加热铁环， 冷却铁环， 能使铁球 铁球能通 铁球不能 通过 过 通过
钢条
铁环
金属
都会热胀冷缩吗？
大多数的金属会热胀冷缩， 锑和铋是热缩冷胀。
我们与众不同！
资料一
大多数的金属会热胀冷缩，可是有两种金 属就与众不同，它们是热缩冷胀。这两种 金属就是锑 [tī]和铋 [bì ] 。锑的这种奇特 性质曾被用在印刷上，早些年印刷书报用 的铅字就掺有锑。所说的铅其实是铅和锑 的合金，当熔化了的合金浇进铜模里冷却 凝固时，由于锑热缩冷胀，字的笔画会十 分清晰，而且经久耐用。
↓
↓
你知道吗
生活中还有哪些固体热胀冷缩的现象？
人们是怎样利用或克服热胀冷缩的。
夏天松
冬天紧
电缆工人架设电线，夏天应该怎么 拉线？冬天呢？
水泥板路面有空隙
空隙
你能解释吗？
为了防止冬天的至低温和 夏天的至高温使路面发生 热胀冷缩、破坏道路、减 少路面的使用年限
生活中还有许多热胀冷缩的现象
1、伸缩的桥梁之间有空隙。 2、剥鸡蛋（把煮热的鸡蛋放在冷水中泡一泡, 由 于蛋壳和鸡蛋白的收缩程度不一样, 就可以使 两者脱离, 剥的时候也就很容易了）； 3、瓶子盖拧不下来，用热水把瓶盖烫一烫就能 拧下来。 4、冬天气温下降，水管会破裂。 5、高压电线夏天下垂比较多，冬天绷紧。
小故事：
1825年，英国铺设了第一条铁路， 钢轨是一根连一根的焊接在一起的。 结果，到了炎热的夏天，钢轨就变得 七歪八扭，左右弯曲，有些地方甚至 还向上拱了起来；而到了寒冷的冬天， 钢轨竟断裂成几段。
活动一: 你能用什么方法来验证金属是否 有热胀冷缩的现象？
实验材料：金属球、金属圈、酒精灯、 火柴、冷水