固體液體氣體

基礎

物質有三種狀態:固體有固定形狀和體積,液體會流動但有固定體積,氣體會擴散填滿空間;加熱和冷卻令物質在狀態之間轉變,但物質本身不會消失。

適合:小三常識 · 單元:自然與探究 · 建議學習路徑第 10/26 課

學完呢課,你會識:
  • 物質有三種狀態:固體、液體和氣體。
  • 熔化:固體受熱變液體;凝固:液體冷卻變固體。
  • 蒸發:液體變氣體;凝結:氣體遇冷變液體。
文體:趣味實驗說明文有聲朗讀

文體小知識:趣味實驗說明文用容易做的小實驗講科學,廚房裏的材料就能看見物質的變化。

常識General Studies

§課文原文 Passage

1我們身邊的物質大多有三種狀態。固體有固定的形狀和體積,例如石頭、冰塊和木尺;液體沒有固定的形狀,會流動,但有固定的體積,例如水、牛奶和豉油;氣體既沒有固定形狀,也沒有固定體積,會擴散到整個空間,例如空氣和水蒸氣。

2狀態可以互相轉變。固體受熱會熔化成液體:冰在溫暖的房間裏熔化成水,朱古力握在掌心便會變軟。液體冷卻會凝固:水放進冰箱便結成冰。液體受熱會蒸發成氣體:濕衣服晾在陽光下慢慢變乾,水煮沸時冒出大量水蒸氣。

3氣體遇冷會凝結回液體。把冰凍的汽水放在桌上,罐外壁很快出現小水珠——那是空氣中的水蒸氣碰到冰冷的罐面凝結而成的。清晨草葉上的露水,也是夜間水蒸氣遇冷凝結的成果。

4可以做個小實驗:把朱古力放進小碗,再連碗放進溫水中,數分鐘後朱古力慢慢變軟、熔化,這是固體變成液體;把熔化的朱古力漿倒進模子,放進冰箱一小時,又凝固成固體。物質還是原來的物質,只是狀態改變了。

1重點摘要 Summary

物質有三種狀態:固體有固定形狀和體積,液體會流動但有固定體積,氣體會擴散填滿空間;加熱和冷卻令物質在狀態之間轉變,但物質本身不會消失。

2生字卡 Vocabulary

S
Solid固體

有固定形狀和體積的物質狀態,例如石頭和冰塊。

L
Liquid液體

會流動、沒有固定形狀但有固定體積的物質狀態,例如水。

G
Gas氣體

沒有固定形狀和體積、會擴散填滿空間的物質狀態,例如空氣。

M
Melting熔化

固體受熱變成液體的過程,例如冰熔化成水。

F
Freezing (solidifying)凝固

液體冷卻變成固體的過程,例如水結成冰。

E
Evaporation蒸發

液體表面慢慢變成氣體的過程,例如濕衣服晾乾。

C
Condensation凝結

氣體遇冷變成液體的過程,例如冰凍罐裝飲品外壁出現的水珠。

W
Water vapour水蒸氣

氣態的水,存在於空氣中,肉眼看不見。

S
State of matter狀態

物質存在的形態,例如固態、液態和氣態。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:認識三種狀態的特徵物質常見的狀態有三種:固體、液體和氣體。固體有固定的形狀和體積,木尺不會自己變形;液體沒有固定形狀,水倒進不同的杯子,形狀跟隨杯子改變,但分量不變;氣體會向四方八面飄散,噴出的空氣清新劑很快充滿整個房間。判斷時抓住兩個要點:有沒有固定形狀,會不會流動,便不容易混淆。
  2. 第二步:給身邊的物質分類學會特徵後,可以用來替身邊的物質分類。把石頭、牛奶、氧氣、橡皮擦、橙汁和石油氣逐一判斷:石頭和橡皮擦有固定形狀,是固體;牛奶和橙汁會流動、形狀隨容器改變,是液體;氧氣和石油氣看不見又會飄散,是氣體。多練習便能分得又快又準。分類時遇上難以判斷的物質,可以先記下疑問,請教老師或查閱書本後再補充結論。
  3. 第三步:觀察熔化固體受熱到達一定溫度便會熔化成液體。把冰塊放在室溫的碟上,冰塊從空氣中吸取熱量,半小時後化成水;朱古力握在掌心兩分鐘,體溫便使它開始變軟。熔化需要吸收熱量,所以夏天雪糕離開雪櫃便很快融化,要趁早吃。不同固體熔化的溫度不同,冰在攝氏零度左右熔化,鐵卻要高溫才會熔成鐵水。
  4. 第四步:觀察凝固液體遇冷降到一定溫度便會凝固成固體,正好與熔化相反。把水倒進製冰格,放進冰箱的冷凍格,水慢慢放出熱量,兩小時後結成堅硬的冰塊,液體變回固體。生活裏還有別的例子:熔化的蠟燭油冷卻後重新變硬,固定成新的形狀。凝固時水分放出熱量,所以結冰的過程其實是在放熱,與熔化恰好相反。
  5. 第五步:觀察蒸發和凝結液體在任何溫度下都能慢慢變成氣體,這叫蒸發;水蒸氣遇冷變回液體,這叫凝結。濕手帕晾在窗外,水分蒸發散入空氣,一個下午就乾了;把冰凍汽水倒進玻璃杯,杯外的水蒸氣遇冰冷杯壁凝結,很快出現一顆顆水珠。天氣越乾燥、有風和陽光,蒸發便越快,所以晾衣服要選晴朗有風的日子。
  6. 第六步:記錄狀態變化水的三種狀態會循環變化,畫圖記錄便一目了然。畫出「冰、水、水蒸氣」的循環圖:冰受熱熔化成水,水受熱蒸發成水蒸氣,水蒸氣遇冷凝結成水,水遇冷凝固成冰,在箭嘴上寫熔化、蒸發、凝結、凝固四個過程的名稱。整理成圖,四種變化的關係便記得更牢。畫好循環圖後貼在房間裏,每天看一眼,四種變化便記得更加牢固。

4圖解 Diagrams

粒子模型:固・液・氣 Solid, liquid, gas固體 solid排列整齊,只在原位震液體 liquid貼住彼此,可以流動氣體 gas四散飛馳,填滿空間加熱 → 粒子動得勁啲 → 固體變液體(熔化)、液體變氣體(沸騰)水嘅三態就係最好例子:冰 → 水 → 水蒸氣,粒子其實一直冇變,變嘅係排法同動法
圖 1:三態粒子模型

5例題示範 Example

例題:小澄把一杯冰凍的檸檬茶放在桌上,二十分鐘後發現杯外壁滿是小水珠,杯中的冰塊也變小了。請解釋這兩個現象。

  1. 冰塊變小:冰從空氣和檸檬茶中吸取熱量,由固體熔化成液體,混進茶裏。
  2. 杯外出現水珠:空氣中的水蒸氣碰到了冰冷的杯壁。
  3. 水蒸氣遇冷凝結成液態的小水珠,一顆顆附在杯的外壁上。
  4. 熔化和凝結同時發生,正好顯示物質狀態的兩種轉變,物質本身並沒有改變。
  5. 答案:冰塊吸取熱量後熔化,所以越來越小;空氣中的水蒸氣遇到冰冷的杯壁,凝結成一顆顆小水珠。兩者都是狀態變化,物質並沒有增加或減少,只是形態改變了。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 認為水煮乾了就完全消失
✓ 水變成水蒸氣散入空氣,物質沒有消失,只是變成氣體
✗ 以為液體倒進不同的杯就會變多或變少
✓ 液體沒有固定形狀,但體積不變,一百毫升水倒進任何杯仍是一百毫升
✗ 用手直接觸摸剛煮沸的水蒸氣
✓ 水蒸氣溫度很高,會燙傷皮膚;實驗時要保持距離,並由大人協助
✗ 把熔化的朱古力漿隨手倒進洗手盆
✓ 朱古力冷卻凝固會堵塞渠道,應待凝固後丟進垃圾桶

75 題快測 Quick check

Q1固體、液體和氣體各有什麼特徵?

Q2水什麼時候熔化,什麼時候凝固?

Q3冰凍飲品外壁的小水珠是從哪裏來的?

Q4濕衣服晾乾是什麼過程?

Q5物質狀態改變後,物質本身有沒有改變?

8重點回顧 Recap

  • 物質有三種狀態:固體、液體和氣體。
  • 熔化:固體受熱變液體;凝固:液體冷卻變固體。
  • 蒸發:液體變氣體;凝結:氣體遇冷變液體。
  • 杯外水珠和清晨露水都是凝結的例子。
  • 狀態改變不會令物質消失,只是形態不同。

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