歡迎你，小小科學家！
你有沒有想過，身邊所有事物是由什麼組成的呢？你的玩具、你喝的水，甚至是呼吸的空氣？它們都是由一種叫做「物質」的事物組成的！在這些筆記裡，我們將展開一場刺激又有趣的旅程，發掘物質的秘密，認識其不同的形態，並觀察它如何產生奇妙的變化。立即開始吧！
什麼是物質？
「物質」就是組成宇宙萬物的「事物」。要被稱為物質，它必須具備以下兩個條件：
• 質量：這是科學上用來形容物體有多少「材料」的詞彙。我們可以把它理解為物體的輕重。例如，一塊大石頭比一小顆石子有更大的質量。
• 體積：這代表它所佔據的空間。例如，你的書包佔據了地上的空間。即使是空氣，它在氣球內部也佔據了空間！
形容物質：它的特性
我們可以用其「特性」來形容不同種類的物質。你可以將其想像成偵探遊戲中的線索！以下是一些你可以觀察的簡單特性：
硬度：它是柔軟的還是堅硬的？（枕頭是軟的，桌子是硬的）
重量／質量：它是輕盈的還是沉重的？（羽毛是輕的，保齡球是重的）
彈性：它是否能拉伸並恢復原狀？（橡皮筋有彈性）
透明度：你是否能看穿它？如果能，它便是「透明」的。如果不能，它便是「不透明」的。（玻璃窗是透明的，木門是不透明的）
物質的三種形態
物質通常有三種主要的形態，或者稱作「物態」。這有點像超級英雄擁有多種變身形態！
1. 固體
固體是能保持自己形狀，並佔據固定體積的物體。你的鉛筆、書本和冰塊都是固體。
主要特性：固定形狀和固定體積。
2. 液體
液體會呈現它所盛載容器的形狀，但它仍然佔據固定的體積。例如水、果汁或牛奶。
主要特性：沒有固定形狀但有固定體積。
3. 氣體
氣體會擴散，充滿其所在的任何容器。它沒有固定的形狀，也沒有固定的體積。我們周圍的空氣就是由多種氣體混合而成的！水壺中冒出的水蒸氣也是氣體。
快速回顧：物質的形態
固體：保持形狀。（就像磚頭一樣）
液體：呈現容器的形狀。（就像杯子裡的水一樣）
氣體：自由擴散。（就像爆米花的香味瀰漫於整個房間一樣）
材料的特別特性
磁鐵的奇特之處！
磁鐵是一種具有神奇「隱形力量」的特殊材料！
• 吸引：磁鐵可以拉動，或「吸引」某些金屬物品，例如由鐵製成的物品。它們不會吸引木頭、塑膠或玻璃。
• 磁極：每個磁鐵都有兩端，分別稱為「北極（N）」和「南極（S）」。
• 重要定律：這是磁鐵最重要的定律！
- 異極相吸。（北極和南極互相吸引）
- 同極相斥。（北極和北極，或南極和南極，互相推開）
真實例子：冰箱磁鐵貼、幫助我們辨別方向的指南針，甚至一些有趣的玩具都應用到磁鐵！
金屬 vs. 非金屬
我們可以將材料分成不同類別。其中一大類是金屬和非金屬。
• 金屬（例如鐵、銅、金）通常有光澤、堅固，而且善於傳導熱和電流。
• 非金屬（例如塑膠、木頭、橡膠）通常沒有光澤，而且不善於傳導熱和電流。
導體和絕緣體
這聽起來或許複雜，但實則簡單！這一切都與「允許物質通過」有關。
• 導體是一種易於傳導熱或電流的材料。大多數金屬都是優良的導體。
- 例子：金屬烹飪鍋是導熱體。它能快速變熱來烹煮食物。電纜內的銅線是導電體。
• 絕緣體是一種阻礙熱或電流通過的材料。大多數非金屬都是優良的絕緣體。
- 例子：烹飪鍋上的塑膠手柄是隔熱體。它能保持涼爽，便於握持。電纜外部的橡膠塗層是電的絕緣體，用來保護你的安全。
關於空氣的一切
空氣是一種氣體，它就在我們身邊！雖然我們看不見它，但它有一些獨特的特性。
• 空氣佔據空間並有重量。「空」杯子其實是充滿空氣的！氣球在充氣後會變得更重。
• 空氣會對所有物體施加壓力。這稱為「氣壓」。當你用吸管將果汁盒內的空氣吸走時，外面的氣壓會壓扁果汁盒！
• 熱空氣上升。當空氣變暖時，它會擴散，變得更輕，然後向上升。這種冷熱空氣的流動就是「風」形成的原因。
重點提示
不同的材料有其特別的特性，例如有磁性、導熱或浮力。我們會根據材料的特性來選用並應用於不同的用途上。這是否很奇妙呢？
物質的混合與分離
當我們將不同種類的物質混合在一起時會發生什麼？我們會得到「混合物」！水果沙拉是一種混合物。混有沙子的水也是混合物。有時，我們需要將其再次分離。以下為其分離方法！
什麼是溶解？
當你把糖攪拌入水中時，它似乎消失了。這叫做「溶解」。糖會分解成微小的粒子，並與水完全混合。你得到的澄清混合物叫做「溶液」。
• 溶解的固體是「溶質」（例如鹽、糖）。
• 固體溶解的液體是「溶劑」（例如水）。
不是所有物質都能溶解。如果你把沙子放入水中，它只會沉澱於水底。
如何更快地溶解物質
想讓你的糖在茶中更快溶解嗎？試試以下技巧吧！
1. 攪拌它：攪拌有助於水與糖更快地混合。
2. 加熱它：糖在熱水中的溶解速度比在冷水中快得多。
3. 壓碎它：較小的顆粒（例如幼砂糖）比大塊的顆粒（例如方糖）溶解得更快，因為更多的糖可以同時接觸到水。
分離混合物：成為超級科學家！
讓我們學習一些巧妙的科學技巧來分離混合物吧。
• 篩選：使用篩子（網狀篩網）將大塊固體與小塊固體分開。（例子：將碎石與沙子分開）
• 磁力吸引：使用磁鐵從混合物中吸出磁性材料。（例子：將鐵屑與沙子分開）
• 過濾：使用濾器（例如濾紙）將未溶解的固體與液體分開。液體會通過，但固體會被截留。（例子：將沙子與水分開）
• 蒸發：使用熱力將已溶解在液體中的固體分開。當你加熱溶液時，液體會變成氣體並逸散，留下固體。（例子：從鹹水中提取鹽）
快速回顧：分離混合物
不同大小的固體？ -> 使用篩子。
磁性固體與非磁性物質混合？ -> 使用磁鐵。
不會溶解在液體中的固體？ -> 使用濾器。
已溶解在液體中的固體？ -> 使用蒸發。
物質的變化
物質總是在變化！有時它改變形態，有時它變成全新的物質。請放心，我們將逐一詳細解釋！
水的神奇變化（形態變化）
水是改變形態的「典範」！讓我們看看它的旅程：
• 熔化：當固體變成液體。（冰塊熔化成水）
• 凝固（或固化）：當液體變成固體。（冰箱中的冰水變成冰塊）
• 蒸發：當液體緩慢地變成氣體。（陽光下水窪慢慢乾涸）
• 沸騰：當液體在熱力作用下快速變成氣體。（水壺中的水沸騰產生水蒸氣）
• 凝結：當氣體變回液體。（溫暖日子中，冰冷飲品罐外形成的水珠。雲和露水也是例子！）
物理變化與化學變化
這是科學中一個非常重要的概念！其關鍵在於是否有產生新的「物質」。
物理變化
物理變化是指物質外觀（例如形狀、大小或形態）的改變，但物質本身仍然是原來的物質。大多數物理變化通常很容易逆轉。
例子：
- 熔化冰塊（它仍然是水！）
- 撕碎一張紙（它仍然是紙！）
- 將糖溶解在水中（糖仍然存在，你只是看不見它！）
化學變化
化學變化是指物質變成一種全新物質，並具有不同特性。通常難以輕易地將原物質恢復。
化學變化的線索：顏色改變、產生光或熱，或形成氣泡。
例子：
- 燃燒木材（它變成灰燼和煙，這些都是新物質！）
- 鐵釘生鏽（鐵鏽是一種新物質！）
- 烘焙蛋糕（你無法將麵粉、雞蛋和糖變回原狀！）
你知道嗎？
你現在吃的食物在身體中進行消化，就是一個重大的化學變化！你的身體將食物分解成新的物質，為你提供能量。
更多關於化學變化的知識
生鏽：緩慢的燃燒
生鏽是鐵發生化學變化的結果。鐵要生鏽，需要兩種要素：
1. 氧氣（來自空氣）
2. 水
要阻止生鏽，我們只需要隔絕其中之一！這就是為何我們為金屬大門上漆，或者在自行車鏈上塗油。
燃燒：快速的變化（燃燒作用）
燃燒，或者稱作「燃燒作用」，是一種快速的化學變化。要使物質燃燒，它需要三個要素，稱為「火三角」：
1. 燃料（可以燃燒的物質，例如木頭或紙）
2. 熱力（使其開始燃燒）
3. 氧氣（來自空氣）
要撲滅火災，你必須移除三角形的其中一項！滅火器可能會降低溫度（移除熱力）或覆蓋它以阻隔空氣（移除氧氣）。
浮與沉：向上的推力！
為什麼有些物體會浮起，有些卻會沉下呢？這皆因水擁有一種特殊的向上推力，叫做「浮力」。
試想你把一艘玩具船放入水中。船的重量會把它向下壓迫。但水會以浮力把船向上推動！
• 如果浮力比物體的重量大，物體就會浮起！
• 如果物體的重量比浮力大，物體就會沉下！
試想：一艘巨大又沉重的船是由金屬製成的，它理應會沉下。但由於它中空的形狀，它從水中獲得了巨大的向上推力，使其能夠浮起！形狀對於浮力而言非常重要。
重點提示
物質總是在變化，從簡單的物理變化（例如冰塊熔化）到複雜的化學變化（例如烘焙蛋糕）。了解這些變化有助於我們理解世界的運作方式。你已經非常出色地探索了物質的奇妙特性！