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年级：5-8年级作者：Sandy Van Natta来源：“橡皮筋拉伸”，Chain Gang - bet365官网 Chemistry of Polymers, Sarquis， M.，编辑，Terrific Science Press, Center for Chemical Education, Miami bet365官网 Middletown, Middletown, Ohio, 1995, pgs。41 - 46。
当橡皮筋被加热和冷却时，学生们会得到意想不到的结果。通过这个活动，他们将了解到聚合物橡胶的一种独特的物理性质。
通过这节课，学生应该知道什么？
通过这节课，学生应该能做些什么？
参与:
或
探索：
每组:
说明：
对于精化：
每个学生:
订婚
为了向学生展示金属在加热时的反应：
当球和环都处于室温时，将球穿过球和环装置的环。把球加热，再试着让它穿过圆环。这一次，它将无法通过。
或
设置一个环架与一个小环夹连接到它。证明烧杯或罐子不会穿过环。（确保烧杯或罐子的直径刚好比戒指大。）用燃烧器加热戒指。把瓶子或烧杯穿过环，一定要抓住它，防止它破裂。
问学生是什么阻止了球穿过环，或者是什么让玻璃罐或烧杯穿过环。接下来，问学生，如果一个有弹性的物体，比如橡皮筋被加热，他们认为会发生什么。
评估：这个阶段的评估是非正式的。确保所有的学生都参与到讨论中来，并且在这个时候记录下课堂上的观点。大多数学生都能解释金属受热会膨胀。如果进行球和环的演示，他们会得出结论，金属球膨胀，阻止它通过环。如果使用环夹和玻璃罐，他们会得出结论，环在加热时膨胀。然而，学生们几乎没有加热橡胶这种长链状分子的个人经验。他们很可能会预测橡皮筋会拉伸。
探索
操作步骤：（如果只有一支热风枪，可以分组或示范进行）
评估：确保学生遵守适当的实验程序。监督小组，确保他们记录了所有的观察和数据。
解释
大多数物质，如用于接合活动的金属，加热时膨胀，冷却时收缩。温度升高会使物质中的粒子振动得更快，移动得更远。结果就是热膨胀。这方面的一些例子是，电话线在炎热的夏天比冬天下垂得更厉害，金属罐盖在热水下会松动，夏季桥梁上的膨胀缝会关闭。然而，橡胶的不同之处在于其分子的链状结构。
许多学生会惊讶地发现橡皮筋加热后会变短。向学生解释橡胶是一种由重复单元组成的长链分子，称为聚合物。下面的表演将帮助学生理解橡皮筋被加热时发生了什么。
让学生抓住一根绳子，每隔一段时间，把它拉到房间的另一边。解释绳子代表橡皮筋中聚合物链的一部分，并注意聚合物链被拉伸到极限。
解释一下，加热橡皮筋会给链上的原子提供能量，这反过来又会导致分子运动增加。为了模拟这个动作，在绳子中间的学生应该开始前后移动，垂直于绳子的长度。在绳子末端的学生需要向内移动以适应这种运动。只有当两端之间的距离减小时，这种运动才会发生。这类似于橡皮筋加热后变短。
为了让橡皮筋再次拉伸，它必须失去能量。能量的损失减少了分子的运动，分子的两端离得更远。为了模拟能量的损失，让学生回到原来的位置。
向学生指出，许多材料在加热时膨胀，但许多聚合物，如橡皮筋，在加热时收缩，因为聚合物内部的分子运动增加。当橡皮筋被加热时，增加的能量会导致聚合物链的组成部分移动，变得不那么有序。
评价：要求学生写一段话，解释聚合物链在加热时会缩短。你也可以通过让他们预测放在冰箱里的橡皮筋的长度会发生什么变化来评估他们的理解能力。在学生们做出预测之后，你可以选择把一根橡皮筋切成一条长条放进冰箱里。让学生测量橡皮筋的长度，然后把它放在冰箱里，在冰箱里冷却至少半小时。橡皮筋的长度将增加几毫米。但是，必须迅速测量带子，以防止它变暖并恢复到原来的长度。
细化
第一部分通过以下活动扩展学生对橡胶温度变化的理解：
提醒学生不要把橡皮筋拉得太长，否则橡皮筋在接触皮肤时可能会断裂。这里不需要其他特别的安全预防措施。
让每个学生用橡皮筋触摸上唇或额头上方的皮肤。让学生们判断天气是冷还是热，并记录下他们的观察结果。
让学生预测橡皮筋拉伸时温度会发生什么变化。
要求学生将橡皮筋牢牢地贴在上唇或前额的皮肤上，并让他们快速拉伸橡皮筋。让他们描述温度对他们的皮肤来说是温暖还是寒冷，并记录他们的观察结果。
让学生预测橡皮筋收缩时温度会发生什么变化。
要求学生在同一位置再次将橡皮筋紧贴皮肤拉伸，将拉伸后的橡皮筋固定1 - 2秒，然后让橡皮筋在紧贴皮肤的同时收缩。同样，要求学生描述温度对他们的皮肤来说是温暖还是寒冷，并记录他们的观察结果。
当被要求向班上其他同学描述他们的实验结果时，大多数（如果不是全部的话）学生会描述拉伸橡皮筋时温度升高，而让橡皮筋收缩时温度降低。
评估：询问学生在橡皮筋拉伸过程中观察到的情况，如何用他们在活动前几节中获得的结果和知识来解释。根据学生的年龄，他们可能需要一些指导来制定以下解释。要拉伸橡皮筋，橡皮筋必须失去能量。这种能量被转移到嘴唇或前额的皮肤上，从而感到温暖。橡皮筋要收缩，必须获得能量。来自热风枪的热量将其应用于勘探部分。在这个部分，来自嘴唇或前额的热量提供能量。这就是为什么收缩的橡皮筋比拉伸的橡皮筋感觉更凉爽。
第二部分。把橡胶放在液氮中可以观察到有趣的变化。请看下面的视频：
门店的标准:
共同核心标准：
国家标准:
bet365官网的标准:
当你触摸热炉子时，热能进入你的手，因为炉子比你的手更热。如果你触摸一块冰，热能就会从你的手中流出，流入更冷的冰中。告诉你某物与标准物相比有多热或多冷的量是温度。温度计测量温度。摄氏度温度计根据水的冰点（0摄氏度）和沸点（100摄氏度）来确定刻度。
当你把一个热的物体和一个冷的物体放在一起时，热能从热的物体向冷的物体方向传递。热被定义为由于温差从一个物体传递到另一个物体的热能。因为热是传递中的热能，所以物质中包含的是热能而不是热量。一旦热能传递到物体上，它就不再是热了。因此，热能可以被认为是构成物质的粒子的总内能，包括动能和势能。
加热球和环或环夹时要小心。加热后还能保持一段时间的热度。如果使用热风枪，确保它不指向任何人，因为热风枪的温度足以使油漆起泡。加热时应戴上护目镜。
在详细测试过程中，提醒学生不要把橡皮筋拉得太长，否则橡皮筋在接触皮肤时可能会断裂。
由于温度变化引起的材料膨胀和收缩是所有建筑领域的重要考虑因素。例如，在桥梁中放置伸缩缝，以应对夏季加热和冬季冷却。对于像补牙这样小的东西，膨胀和收缩的速度是很重要的。填充物不能膨胀得超过牙齿而使牙齿开裂，也不能收缩得超过牙齿而使牙齿两侧脱落。塑料和橡胶零件的制造商在制造过程中必须允许尺寸变化，以便零件在冷却到室温后保持合适的尺寸。
让学生列出至少4个真实世界的例子，包括聚合物和非聚合物，其中温度变化引起的膨胀和收缩是重要的。让学生解释温度变化如何影响每个例子，以及允许这种变化的重要性。（举个聚合物的例子，学生们可能会想到一个简单的儿童玩具——“Shrinky Dinks”——它是由一层装饰好的聚苯乙烯塑料组成的，当把它放在烤箱里时，它会缩小到更小，但更厚。）
分组建议：在选择分组时要注意学生的能力和种族背景。尽量把不同能力和背景的学生分到每一组。
节奏/建议时间：这个活动的所有部分应该能够在一个45分钟的会话中完成。如果你选择把橡皮筋放在冰箱里，确保你在足够早的时候这样做，这样至少有半小时的冷却时间。
