物质导热性能的探究

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周末我在家学炒菜，发现炒菜的铲子把柄上都包有塑料，手握上去不是很烫，而之前家里曾经有一把塑料脱落、露出金属把柄的铲子，在炒菜的时候手摸上去却很烫，我想：“塑料和金属都能传热，哪些东西更容易传热呢？是不是金属比非金属的传热本领大？还是金属之间或者非金属之间的传热性能是不是都一样呢？”带着这个问题，我请教了物理老师，在老师们的指导下，我选择了几种金属材料与非金属材料进行了研究.

考虑到联系日常生活，因此在选取金属材料时，我选择了铜丝、铁丝、铝丝，非金属材料选择了塑料片、陶瓷片和木片，另外还选用了酒精灯、烧杯、蜡烛（或松香）等材料.

一、实验设计及现象

实验一：金属的导热性比较

为了提高实验的可信度及准确度，我取用了相同长度、相同粗细、表面均无塑料绝缘外壳或绝缘漆、无锈迹的铜丝、铁丝、铝丝，选用酒精灯作为加热工具，蜡环的作用是检测金属丝热量传递的快慢，具体做法是在各金属丝上等距离挂上蜡环，通过蜡环受热熔化掉落的先后顺序来比较导热性能的快慢.（实验装置如图1）

图2

1. 实验器材 见图2，将铜、铝、铁导线一端并排插入小木块里，在离木块10cm、14cm处分别扎一道细铁丝，作为加热区；从14cm处起，每隔3cm处锉一刻度线，共刻4条（每根导线都刻）；在14cm处，将三根导线水平分开，使每根导线之间呈45°角.

2. 实验辅助材料 见图3，蜡环：将点燃的蜡烛水平放置，使蜡烛泪一滴一滴分散滴在潮湿的玻璃板上，冷却后，将玻璃板上的蜡片收起，用加热的金属丝穿过蜡片的中心点，做成一个个相同的蜡环.

3.实验现象

装好实验器材，在每根导线的每条刻度线上都套上一个蜡环，用酒精灯在加热区加热，即可看到在铜导线上的蜡环最先熔化掉下，铝的次之，铁的最慢.

实验二：非金属的导热性比较

我取用相同厚度、相同尺寸的塑料片、木片以及陶瓷片进行实验，考虑到非金属（塑料、木片）不适宜用酒精灯直接加热，因此加热装置需要加以改进.如图４，在酒精灯火焰和非金属材料之间加装石棉网，比较相同时间内煤油温度升高情况就能辨别材料的导热性能好坏.（相同时间内煤油温度升高越高，材料的导热性能越好）（实验装置如图4）

1.实验装置说明：酒精灯火焰上方放置石棉网，向上依次为非金属材料、烧杯（内装煤油）、温度计

2.实验辅助工具：计时器

3.实验现象：用酒精灯对石棉网加热，发现煤油温度逐渐升高，而且相同时间内垫有陶瓷片时温度上升多，说明陶瓷的导热性能好，垫有木片时温度上升最少，说明木片的导热性能最差.

二、实验心得体会

在此次“探究材料的导热性能”实验中，我学到了很多实际操作方法，动手能力得到了进一步的提高，同时获得了很多乐趣，使我更有信心学好物理这门课.在老师们的帮助下，我对物理实验中经常用到的“控制变量法”和“转换法”理解得更深刻.

自然界发生的各种现象，往往是错综复杂的.决定某一个现象的产生和变化的因素常常也很多.为了弄清事物变化的原因和规律，必须设法把其中的一个或几个因素用人为的方法控制起来，使它保持不变，然后来比较，研究其他两个变量之间的关系，这种研究问题的科学方法就是“控制变量法”.我在探究金属导热性能的实验中，充分考虑到金属的长度、粗细以及表面是否有覆盖等情景，在探究非金属导热性能的实验中，考虑到材料的厚度、尺寸等可能会产生的影响，让实验结论更加有说服力.另外，在物理实验中，有一些现象肉眼不能直接察觉，不好直接认识它，我认为应该根据它们表现出来的看得见、摸得着的现象来间接认识它们，在上述实验中，通过蜡环的熔化、温度计示数的高低来间接地说明物质导热性能的好坏.

（指导教师：符国荣 徐 伟）