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第二单元 水
第2节 水珠从哪里来
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冬天的早晨，在温暖的房间里，窗玻璃上出现了很多水珠，请大家说一说这些水珠来自哪里呢？
今天我们将化身小科学家，通过动手实验、细致观察、逻辑推理的三步探究法，合作解开这些科学谜团。
探索活动1：说说我们的想法。
冬天的早晨，在温暖的房间里，窗玻璃上出现了很多水珠，这些水珠来自哪里呢？说一说你们的想法。
当室内的温暖水蒸气接触温度较低的玻璃表面时，由于温差引发的冷凝现象会使气态水蒸气分子凝结为液态小水珠，并附着在玻璃表面。
第一组实验：
1.实验名称：杯子外壁的水珠从哪里来？
2.实验目的：通过观察冰水杯外壁的水珠现象，理解空气中的水蒸气遇冷凝结的科学原理。
3.材料准备：透明玻璃杯2个、冰块、水、干燥的玻璃片、干毛巾。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
4.实验步骤：
(1)装冰水：向玻璃杯中加入几块冰块，再倒入少量水(约至杯子三分之一处)。
(2)擦干外壁：用干毛巾将杯子外壁擦干，确保开始时外壁没有水珠。
(3)盖玻璃片：立刻用玻璃片紧紧盖住杯口，防止空气流通。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
实验装置图
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
5.观察现象：静置3~5分钟，观察杯子外壁是否出现水珠，并记录结果。你发现了什么？
盖紧玻璃片，观察杯子外壁，发现有水珠。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
6.分析与解释：
(1)冰水使杯壁变冷，周围空气中的水蒸气遇到冷的杯壁，凝结成小水珠。
(2)盖住杯口是为了防止杯内的水蒸气跑到杯子外壁(杯内蒸发的水蒸气会被玻璃片挡住)，从而证明外壁的水珠来自外部空气，而非杯内。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
7.对比实验：准备两杯等量冰水，一杯盖紧玻璃片，一杯保持敞口状态。实验观察到两杯外壁都出现小水滴，结果相同。但由于敞口水杯存在内部水蒸气干扰，该结果反而强化了外部空气来源的结论，进一步验证水珠来自外部空气。
冰水使杯壁表面温度降低，此时周围空气中的水蒸气因接触低温的杯壁发生冷凝现象，形成水珠。这与杯子内外温度差异有关。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
第二组实验：
1.实验名称：加入色素，观察杯子外壁上水珠的颜色。
2.实验目的：通过色素对比，验证外壁水珠的来源是否与杯内液体有关。
3.材料与工具：2个透明玻璃杯、冰块、常温水、食用色素(红或蓝等)、搅拌棒、纸巾、秒表、高湿度环境(如热水旁)或低湿度环境(空调房)可选。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
4.实验步骤 ：
(1)制备冰水混合物：向两个杯子中分别加入等量冰块和水(比例约1∶1)，形成冰水混合物。
(2)加入色素对比
实验组：向其中一个杯子中滴入3~5滴食用色素，搅拌均匀，液体呈明显颜色；
对照组：另一杯保持无色，作为对照。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
(3)观察杯子外壁现象：将两个杯子静置放在桌面上，避免风吹干扰。0~5分钟：用纸巾轻触杯子外壁，观察是否有水珠或冰晶(霜)形成，记录现象。5~10分钟：对比两杯外壁水珠或霜的分布、颜色和量是否相同。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
5.现象与解释
(1)现象1：杯子外壁迅速出现无色水珠或霜。
解释：空气中的水蒸气遇到低温杯壁，发生凝结(液态)或凝华(固态)，与杯内液体无关。
(2)现象2：有色杯与无色杯外壁现象一致，水珠或霜均为无色。
结论：杯子外壁水珠来源于外部空气中的水蒸气，而非杯内有色液体渗出。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
为什么杯子外壁的水珠不是有色水滴？
(1)水蒸气来源于杯子外的空气，而非杯子内的液体。
(2)杯子内的有色液体被杯壁阻隔，色素分子无法穿透杯壁渗出，因此外壁水珠为无色。
杯子外壁的无色水珠是外部空气中的水蒸气遇冷凝结或凝华的结果，与杯内液体无关。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
第三组实验：
1.实验名称：冷冻后的杯子外壁会“出汗”吗？
2.实验目的：理解空气中的水蒸气遇冷凝结成水的现象。
3.实验材料：1个塑料杯(避免玻璃杯碎裂风险)、冰箱冷冻室(提前冷冻杯子)、干纸巾、计时器(或钟表)。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
4.实验步骤：
(1)准备冷冻杯子：将1个塑料杯放入冰箱冷冻室冷冻2小时以上，直到杯子外壁结霜。
(2)擦干外壁：取出冷冻后的杯子，用干纸巾迅速擦干外壁的所有冰霜和水渍。
探索活动2：通过三组实验，观察、对比两个杯子外壁的变化并记录。
5.现象与解释
(1)现象：擦干后杯子外壁会快速出现小水珠，甚至汇成水流。
(2)解释：空气中含有水蒸气，当它们遇到冰冷的杯壁时，就会凝结成液态水珠。
通过这个实验，我们不仅能直观理解凝结现象，还能学会对比观察和科学记录。
讨论研讨。
1.杯子外壁的水珠来自哪里？ 生活中有什么现象可以证明这一点？
杯子外壁的水珠是由于外部水蒸气遇到低温玻璃杯发生液化形成的；生活中将冰镇饮料移至室温环境中，杯子外壁迅速出现水珠可以证明这一点。
讨论研讨。
2.杯子外壁上水珠的出现和什么有关？
当杯壁温度(如因杯内冰块或冷饮)显著低于周围空气温度时，空气中的水蒸气接触低温杯壁会发生液化形成小水珠。
拓展延伸：生活中还有哪些地方会出现水珠？
如图所示，当低温储藏的饮品被转移至室温环境时，其表面迅速形成液态水珠，你们知道原因吗？
冷饮表面出现水珠的原因是冷饮的温度较低，导致空气中的水蒸气在其表面遇冷凝结成水珠。
拓展延伸：生活中还有哪些地方会出现水珠？
冷饮从冰箱中取出时，其表面温度很低，而周围空气的温度相对较高，且周围空气中含有一定的水蒸气。这些水蒸气在遇到冷饮表面时，会遇冷凝结成水珠，并附着在冷饮外壁上，这种现象在物理学中被称为液化。
拓展延伸：生活中还有哪些地方会出现水珠？
我们该怎样解决这个问题呢？
为了减少这种现象的发生，可以在存放冷饮时注意环境的湿度和温度。例如，在潮湿的天气里，尽量减少打开冰箱门的次数以减少湿空气的进入；同时，可以将冷饮放在相对干燥的地方，或者用一个密封的容器装起来。
课堂小结
通过本课的学习，我们从生活中的现象进入了探究学习，理解了水蒸气遇冷凝结成小水珠的科学原理，并能解释生活中类似现象(如露水、浴室镜子起雾)的成因。通过实验设计、实验验证、实验分析，培养了猜想能力和探索能力。
板书设计
第2节 水珠从哪里来
1.杯子外壁的水珠从哪里来。
2.观察冰水混合物杯外壁的凝结现象(含色素对比)。
3.冷冻后的杯子外壁会“出汗”吗？
4.水蒸气遇冷凝结成小水珠，这种现象称为液化。

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