水循環探究

基礎

太陽令海洋和湖泊的水蒸發成水汽,水汽上升遇冷凝結成雲,雲內水滴長大後落下成雨,雨水流回海洋再蒸發——水循環不斷。用密封袋實驗可在課室重現循環;香港約七至八成食水來自東江水,其餘來自水塘,節約用水人人有責。

適合:小五常識 · 單元:自然與探究 · 建議學習路徑第 12/26 課

學完呢課,你會識:
  • 水循環的動力是太陽:蒸發、凝結、降水不斷循環,水的總量基本不變。
  • 雲、霧和露都是水汽遇冷凝結的產物;雨、雪和冰雹是不同的降水形式。
  • 密封袋和罩杯實驗能在課室重現「上升—遇冷—凝結—落下」的循環。
文體:自然科普說明文有聲朗讀

文體小知識:水循環科普說明文跟隨一滴水的旅程,解釋蒸發、凝結和降水的循環,聯繫雲、雨、霧的形成。

常識General Studies

§課文原文 Passage

1水循環的動力來自太陽。陽光加熱海洋、湖泊和河流,水由液態變成看不見的水汽,混入空氣上升,這個過程叫蒸發;溫度愈高、風愈大、接觸面愈闊,蒸發愈快。植物的葉也把水分散發到大氣,稱為蒸騰作用。濕衣服晾在太陽下幾小時便乾透,正是蒸發的日常例子。

2水汽隨空氣上升,高空溫度低,水汽遇冷便凝結在微小的塵埃上,變成無數懸浮的小水滴和冰晶——雲便是這樣形成的;水汽在貼近地面的冷空氣中凝結,便成為霧;清晨草木上的水珠則是露。雲中的小水滴不斷碰撞合併,長大到空氣托不住時便落下,形成雨;高空溫度極低時,水汽直接凝成雪或冰雹。降水一部分流入河流出海,一部分下滲成地下水,一部分再度蒸發,循環不止。地球上水的總量基本不變,只是不斷改變形態和位置。

3水循環可以在課室裏重現。密封袋實驗:在透明密封袋內放約五十毫升藍色水,封好袋口,用膠紙貼在向陽的窗上;不久袋內水汽上升,在上部遇冷凝結成小水珠,水珠長大後沿袋壁滑落袋底——蒸發、凝結、降水在一個袋子裏完成。罩杯實驗則在熱水杯上蓋一隻凍碟,數分鐘後碟底便積聚水珠,同樣示範了「上升—遇冷—凝結」。

4香港缺乏大型河流和湖泊,食水約七至八成來自東江水:一九六三年香港大旱,一度四天只供水一次;一九六五年東深供水工程完成,東江水輸港,解決水荒。其餘食水靠水塘收集雨水,例如全球首個在海中興建的船灣淡水湖和高峽出平湖的萬宜水庫;沖廁則多用海水。淡水得來不易,節約用水人人有責:用淋浴代替浸浴、使用慳水花灑、重用洗米水澆花、打皂時關上水龍頭,每人每日都能省下數十升水。

1重點摘要 Summary

太陽令海洋和湖泊的水蒸發成水汽,水汽上升遇冷凝結成雲,雲內水滴長大後落下成雨,雨水流回海洋再蒸發——水循環不斷。用密封袋實驗可在課室重現循環;香港約七至八成食水來自東江水,其餘來自水塘,節約用水人人有責。

2生字卡 Vocabulary

E
Evaporation蒸發

水受熱由液態變成水汽散入空氣的過程。

C
Condensation凝結

水汽遇冷變回小水滴或冰晶的過程,雲、霧和露由此形成。

P
Precipitation降水

水以雨、雪、冰雹等形式從天而降的過程。

W
Water vapour水汽

氣態的水,看不見,混在空氣之中。

W
Water cycle水循環

水在蒸發、凝結、降水和回流之間不斷循環的自然過程。

T
Transpiration蒸騰作用

植物的葉把水分以水汽形式散發到大氣的過程。

R
Reservoir水塘

儲存淡水的巨型水池,例如船灣淡水湖和萬宜水庫。

D
Dongjiang water東江水

由東深供水工程從東江輸入香港的食水,佔香港食水約七至八成。

F
Fresh water淡水

含鹽量極低、可飲用的水,例如雨水和河水;地球的淡水十分有限。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:從晾衣認識蒸發舉個例子:濕衣服晾在太陽下,幾小時後便乾透,因為水變成看不見的水汽離開了衣物,這個過程叫蒸發。溫度愈高、空氣愈乾燥、風愈大,蒸發便愈快,所以夏天晾衣比冬天乾得快。地球上的江海湖面無時無刻不在蒸發,水汽升上天空,成為雲的原料。敞開的水杯放置數天會變淺,同樣是蒸發的結果;海邊的曬鹽場正是利用陽光和風把海水蒸發,留下鹽粒,是蒸發的實際應用。
  2. 第二步:從冰凍汽水認識凝結舉個例子:從雪櫃拿出一瓶汽水,瓶身很快出現一層水珠,那不是瓶內漏出的水,而是空氣中的水汽遇到冰冷的瓶身凝結而成。雲、霧和清晨的露水,都是水汽遇冷凝結的產物:水汽在高空凝結便成雲,在地面附近便成霧,在草葉上便成露。凝結與蒸發正好相反,是一對好拍檔。
  3. 第三步:了解雨的形成舉個例子:雲中無數細小的水滴互相碰撞合併,愈長愈大,重到空氣托不住時便落下成為雨。如果高空非常寒冷,水汽會直接結成冰晶,落下時便是雪;強烈對流中反覆升降結冰,便形成冰雹。雨、雪和冰雹合稱降水,降水把天空的水送回地面,水循環由此完成下半段。雲滴要依附空氣中的塵埃等凝結核才能形成,所以塵埃較多的天空,雲往往也特別多,這是考試常問的細節。
  4. 第四步:進行密封袋實驗舉個例子:把約五十毫升藍色水封進透明密封袋,貼在向陽的窗上,半小時後袋的上部出現小水珠,水珠漸漸長大,沿袋壁滑落袋底。袋內的水蒸發、凝結、再降落,正好重演了大自然的水循環。這個實驗材料簡單又安全,方便每天觀察記錄,是課堂上認識水循環的好方法。
  5. 第五步:進行罩杯實驗舉個例子:在盛有熱水的杯上蓋一隻冰凍的碟子,數分鐘後碟底便積聚一層水珠。熱水不停蒸發出看不見的水汽,水汽上升遇到冰冷的碟底,便放熱凝結成小水點。這個實驗一分鐘內便見效果,清楚示範了「蒸發上升、遇冷凝結」兩個環節,也解釋了浴室鏡面為什麼起霧。
  6. 第六步:認識香港的水源舉個例子:香港的淡水約七至八成來自東江水,由內地輸入;其餘兩至三成靠本地收集雨水,主要是船灣淡水湖和萬宜水庫兩個大型水塘。沖廁則多用海水,節省珍貴的淡水。明白本地水資源的來龍去脈,便知道香港水源得來不易,節約用水和不污染集水區人人有責。政府同時訂有集水區法例,限制人在集水區內亂丟垃圾或飼養牲畜,防止水源受污染,法例與水塘設施互相配合。
  7. 第七步:實踐節約用水舉個例子:以淋浴代替浸浴,每次可省水數十升;刷牙和洗手打皂時關掉水龍頭,一人一天便能省下約十升水;把洗菜水用來澆花,一水兩用。雖然地球水很多,但淡水只佔極少部分,可用淡水更少。養成節水習慣,既減輕水塘負擔,也是對供水地區的尊重。安裝節流花灑頭和雙掣式馬桶水箱,同樣能有效減少每次用水量,這些設備在香港新建樓宇已經愈來愈普遍。

4圖解 Diagrams

水循環:滴水嘅大旅行 The water cycle陸地 land海洋 sea① 蒸發 evaporation② 水汽飄向內陸③ 遇冷凝結成雲 condensation④ 降雨⑤ 河水返海,循環不息循環動力就係太陽:曬起水 → 雲 → 雨 → 河 → 海——一滴水永遠唔會消失香港食水仲有部分靠東江水——珍惜用水珍惜循環
圖 1:水循環

5例題示範 Example

例題:小智在窗邊做了密封袋水循環實驗:袋內約五十毫升藍色水,密封後貼在向陽玻璃上。一小時後袋上部出現水珠,三小時後水珠沿袋壁滑落袋底。請解釋袋內發生的變化,並指出它們分別模擬大自然哪些過程。

  1. 第一小時:陽光的熱令袋內的水蒸發成水汽,水汽向上積聚——模擬大自然的蒸發。
  2. 袋上部溫度較低,水汽遇冷凝結成小水珠——模擬水汽在高空凝結成雲。
  3. 水珠不斷合併變大,重得掛不住便沿袋壁滑落袋底——模擬降水。
  4. 落回袋底的水在陽光下再次蒸發,循環不止——只要太陽提供能量,水循環便不停歇。
  5. 整個過程水的總量不變,只是改變形態和位置,正如地球上的水不斷循環。
  6. 答案:密封袋內依次發生蒸發、凝結和降水,完整重現水循環;水的總量不變,只在水汽、水滴之間轉換,動力來自太陽。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 認為水要煮沸才會蒸發
✓ 任何溫度下水都在緩慢蒸發,溫度愈高愈快;濕衣晾乾便是例證
✗ 認為雲是天上的棉花或濃煙
✓ 雲是無數懸浮的小水滴和冰晶,由水汽遇冷凝結而成
✗ 認為雨水落下便消失、淡水用不完
✓ 雨水回流海洋河流再蒸發,總量不變;但可用淡水有限,仍須節約
✗ 刷牙時讓水龍頭一直流
✓ 全程放水約耗六升,用杯盛水刷牙只耗約一升
✗ 認為香港淡水源源不絕
✓ 香港缺少大型河流湖泊,約七至八成食水來自東江,更應節約用水

75 題快測 Quick check

Q1水循環包括哪三個主要過程?

Q2雲是怎樣形成的?

Q3香港的食水主要來自哪裏?

Q4什麼力量推動水循環不斷進行?

Q5寫出兩個家居節約用水的方法。

8重點回顧 Recap

  • 水循環的動力是太陽:蒸發、凝結、降水不斷循環,水的總量基本不變。
  • 雲、霧和露都是水汽遇冷凝結的產物;雨、雪和冰雹是不同的降水形式。
  • 密封袋和罩杯實驗能在課室重現「上升—遇冷—凝結—落下」的循環。
  • 香港食水約七至八成來自東江水,其餘靠水塘收集雨水,沖廁多用海水。
  • 淡水得來不易:淋浴代替浸浴、打皂關水龍頭、重用洗米水都是節水良法。

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