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在這一部分,你將面臨一個真實情境,請按照題目提示完成作答任務(wù)。有些題目可能比較難,請充分利用給定的資料、仔細思考并作答,能說清楚你的思路即可。相信聰明的你一定能圓滿完成任務(wù)!
給定情境
一年一度的校運會即將舉辦,查詢天氣預(yù)報后發(fā)現(xiàn),今年校運會期間恰逢高溫天氣,室外最高溫度將達到35℃。為了幫助參賽同學(xué)解暑, 班級決定在操場設(shè)立“清涼驛站 ”,為參賽同學(xué)提供解暑的冰淇淋。但操場沒有冰箱,冰淇淋在烈日下不到20分鐘就會融化。科學(xué)老師建議大家結(jié)合所學(xué)知識、用科學(xué)實驗室里的材料設(shè)計一個保溫裝置,確保冰淇淋在戶外30℃環(huán)境下保持至少1小時不融化。
你在科學(xué)實驗室里找到的材料有紙箱、泡沫板(密封性較強;且較厚,可起到真空效果)、保鮮膜、錫箔紙(能夠反射熱量)、毛巾。
以上材料無數(shù)量限制。
拓展資料:
熱傳遞有三種方式:熱輻射、熱對流和熱傳導(dǎo)。在太陽下感到熱,是因為太陽用熱輻射把熱量傳給我們,想擋住它,就要想辦法把熱量擋回去。
把一杯冰水放桌上,水和空氣流動,水就會變成常溫,這是熱對流。給杯子加上一個蓋子,就能減慢對流,水熱得就慢了。
但即使蓋了蓋子,水還是會變熱,因為杯子會送來外部的熱量,這就是熱傳導(dǎo)。
根據(jù)熱傳遞的原理,人們設(shè)計出了保溫瓶。保溫瓶一般為雙層真空瓶,通過抽掉隔層中的空氣,可以切斷熱傳導(dǎo);在真空隔層里涂上銀或其他反射涂料,就能擋住熱輻射;再給保溫瓶蓋上蓋子實現(xiàn)密封,避免瓶子內(nèi)部與瓶子外部的空氣產(chǎn)生熱對流。這樣一來,熱輻射、熱對流、熱傳導(dǎo)三條傳熱通道都被堵住,保溫瓶內(nèi)膽中的冰水就能長時間保持溫度了。
在日常生活中,人們按照這樣的原理又發(fā)明了保溫箱等一系列保溫產(chǎn)品。
請根據(jù)給定情境,參考拓展資料,回答下列問題:
1
請根據(jù)情境,對問題解決方案進行初步分析
(1)你需要完成的主要任務(wù)是什么?
(2)要完成任務(wù),你認為有哪些設(shè)計要點?情境中有什么限制條件嗎?
(3)你將會采取哪些步驟來完成任務(wù)?
2
請根據(jù)前面的分析結(jié)果,參考拓展資料,形成你的設(shè)計方案
(1)你將如何運用拓展資料中的科學(xué)原理來設(shè)計保溫裝置?說說你的設(shè)計思路。
(2)畫出保溫裝置的設(shè)計圖。
(3)標明設(shè)計圖中各結(jié)構(gòu)所選用的材料。
設(shè)計圖:
3
接下來,你將根據(jù)設(shè)計方案進行保溫裝置的制作
(1)你認為應(yīng)該按照什么樣的步驟來制作?制作過程中有哪些注意點?
(簡單描述即可)
(2)若現(xiàn)在已根據(jù)你的設(shè)計圖紙將保溫裝置制作完成,你將如何運用給定材料,對裝置進行測試,以判斷其是否滿足冰淇淋的保溫要求?(簡單說明思路即可,無須設(shè)計嚴格實驗)
(3)如果沒有材料的限制,你將如何改進設(shè)計?請簡單描述你的改進方
案。
4
請從不同角度評價你設(shè)計的保溫裝置
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來源 | 《中國科技教育》2026-2
編輯 | 張雨晴
審校 | 孟想、若惜
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