【教学课件】第六章温度与热.ppt

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1、第 六 章 溫度與熱,61 溫度和溫度計 1.溫度：物體冷熱程度 物體冷 溫度低 物體熱 溫度高 2.溫度計：測量溫度的工具（不是測量熱量的工具）常見溫度計是利用體積熱脹冷縮性質製作,Q 小問題,1.水銀溫度計使用限制及優點？2.舉出日常生活中使用的溫度計 種類有哪些？3.水溫度計的使用限制？,易受感官干擾,自製溫度計（EXP 6-1）1.加紅墨水及放白紙板目的：便於觀察液面變化 2.剛放入冰水，細玻璃管先升後降 3.剛放入熱水，細玻璃管先降後升 水與玻璃的膨脹（或收縮）程度誰大？,Q 小問題,1.為何不直接觀察錐形瓶之水位變化而要插細管？,3.溫標 1.攝氏（C）：將水冰點定為 0；沸點定為

2、100 分100 格，每等分為1 C。2.華氏（F）：將水冰點定為 32；沸點定為212 分180 格，每等分為1 F。二溫標換算公式：,4.溫標計算：依線段比例求解,F,C,1.25 F；0 F。2.將其上的溫標公式化成函數圖形？3.60和60 F，何者溫度高？。4.某物是體積熱縮冷脹，能做成溫度計？,5.自製溫標計算：依線段比例求解,Q 小問題,1.若令1大氣壓水的冰點為120 X，沸點370 X，則：46相當於 X。170 X相當於 F。2.物質的三態（固液氣）都可利用作為溫度計嗎？（）,自製溫度計範例：eg1.某未訂溫標的水銀溫度計，刻畫攝氏溫標時，發現冰點0和沸點100間水銀面高度差

3、為30公分：40時水銀面距冰點 公分。當水銀面高出冰點6公分時的溫度。eg2.錐形瓶內裝滿水，上插一細管，當水溫10時，液面在瓶口 上方4公分處，當水溫50時，液面在瓶口上方16公分處，則 當液面在瓶口上方8.5公分處，水溫。eg3.若上題所接的細玻管口徑愈，測量的結果愈準確。,eg4.如圖20時水面高出瓶塞2公分，70時水面高出瓶 塞12公分，則：水面上升1公分，代表溫度上升了。溫度上升10，水面上升 公分。若將此錐形瓶放入未知溫度的熱水中，細玻管液 面高出瓶塞8公分，則此熱水溫度。eg5.一手放在冰水中，另一手放在熱水 中，一段時間後再將兩手放在同一 杯溫水中，則此時兩手的感覺為何？,62

4、 熱是什麼 1.熱量 1.能量的一種形式，能量的多寡（熱不是物質）2.二物體的溫度不同時，熱量會發生傳遞 熱量由高溫傳遞至低溫直到熱平衡為止（二者溫度相等時，即停止了傳遞）eg.熱水倒入玻璃杯中，一段時間後，發現：熱水會溫度降低 熱水放熱 玻璃杯溫度升高 玻璃杯吸熱,高溫熱水,低溫玻璃杯,熱量傳遞,高溫的熱水放熱後，溫度降低,低溫玻璃杯吸熱後，溫度升高,二主角,測量水溫的變化（EXP 6-2）探討熱量和溫度的關係（作圖：溫度vs.時間）1.加熱100g水，每分鐘紀錄水溫一次 2.加熱200g水，每分鐘紀錄水溫一次,1.溫度計為何懸吊著，而不直接放入燒杯中？。2.加熱水時，溫度會隨加熱時間如何變

5、化？。3.加熱100公克水及加熱200公克水，何者溫度 上升較快？。4.水加熱溫度增加，何者是吸熱及放熱？。,測量水溫的變化 1.加熱100g水，每分鐘紀錄水溫一次 2.加熱200g水，每分鐘紀錄水溫一次 加熱時間相同下，水的質量愈多，溫度上升愈少 加熱時間愈久，升高的溫度愈多 水的熱量和水質量與增高溫度有關,1.100克水由20加熱10分鐘後，溫度達，上升 熱 卡，酒精燈每分鐘提供 卡熱能。2.承上，加熱 分鐘後，水溫可達沸騰？3.加熱200克水6分鐘，水溫可達，需吸熱 卡。,Q 小問題,2.水的熱量計算(1).公式：(2).限水熱量計算使用，吸熱、放熱均適用(3).熱量無負值（溫差T0，大

6、減小）(4).單位：質量 m 限用公克（g）溫差T 限用 熱量 H 卡（cal）（即卡路里）仟卡（Kcal）：1 Kcal1000 cal(5).1卡是使1g 水上升（或下降）1所吸收（或放出）之熱量,1.單位換算：2 kcal cal；500 cal Kcal,均勻熱源熱量計算 公式：水的熱量公式整理,Q 小問題,1.80、50公克水所含熱量 卡。2.將20公克50水降溫至10，水 熱 卡。3.10020克水所含熱量比1020公克水所含熱量多？4.水2.4公升溫度10，若吸收4800卡，溫度上升。5.使1公克的酒精上升1所需之熱量 卡。6.熱源5分鐘內供給200卡，則加熱10分鐘可使50克水

7、升高？,熱平衡：高溫T2傳播至低溫T1，直至溫度相等T 1.無熱量散失時：（絕熱系統）2.有熱量散失時：為環境所吸熱,高溫放熱,低溫吸熱,T,T1,T2,放熱 吸熱M1S1（T2T）M2S2（TT1）,時間,溫度,放熱 吸熱M1S1（T2T）M2S2（TT1）散失的熱量,熱平衡範例 eg1.60的熱水30克與2010公克的冷水混合後：求熱平衡後之溫度。熱水 熱 卡，冷水 熱 卡。作熱平衡圖形（T.vs.t.）？eg2.50的熱水10克與2020公克的冷水混合，終 溫30，則熱量散失 卡，散失率。eg3.一固體比熱0.5卡/克，質量40公克、溫度 20，若和20公克40的水接觸，如無熱量散 失，

8、達成平衡時的溫度。eg4.（）熱水溫度T2與冷水溫度T1混合，熱平衡 溫度T必符合：T1TT2條件。eg5.（）熱傳播是由高熱量傳遞至低熱量物體。,63 物體受熱後溫度變化的難易 熱量實驗：加熱 eg1.水1公克加熱升高1，需吸熱 1cal。銅1公克加熱升高1，需吸熱 0.093cal。鐵1公克加熱升高1，需吸熱 0.113cal。鋁1公克加熱升高1，需吸熱 0.217cal。比熱：符號 S 使1克的物質上升1所需的熱量稱 為物質的比熱。1.不同物質、狀態，比熱不同 2.比熱大者 難升溫，難降溫 3.比熱小者 易升溫，易降溫,比熱,Q 小問題,1夏天時海邊的海水與沙灘，為何溫度不同？,熱量計算

9、公式 熱量公式整理,1.比熱的單位為何？如何形成的？應記的比熱值是？2.同質量的鋁和鐵，以同一熱源加熱3分鐘，何者溫度變化大？3.將100公克銅升溫10，需熱量 卡。4.為何沿海地區氣溫的變化比內陸地區小？,比熱範例 eg1.質量均為200公克，溫度均為20的甲、乙、丙三物質 在同一熱源上加熱，溫度時間的關係圖如圖：物質比熱何者最大？。何者最小？。溫度均上升至50時，何者吸收熱量最多？。假設丙為水，則熱源每分鐘供給熱量 卡。將50的甲乙丙三種物質置於空氣中，何者最先 降溫至30？。eg2.A、B、C三質量相同金屬球，以均勻熱量加熱，如圖，比熱順序？。,eg3.下表為A、B、C、D四種物質的比熱

10、，回答下列問題：A、B、C、D各一克，上升1需要熱量最多的。同質量的A、B、C、D，由70冷卻至20，放出熱 量最多的是。同質量的A、B、C、D，放在陽光下曬，溫度上升最快 的是。表中比熱的單位是。,eg4.在絕熱的裝置中，以同一熱源分別加熱80公克的水和 80公克的油，其加熱時間與溫度圖形如下：水80公克，在每分鐘內吸收 卡的熱量。若無熱量散失，油80公克每分鐘所吸收的熱量 於 水80公克每分鐘所吸收的熱量。（、）在6分鐘內，油吸收 卡的熱量。油的比熱是 卡/克。,天天快樂,64 熱量的傳送 熱傳播的三方式：傳導、對流、輻射 溫度不同的介面發生，熱量由高溫向低溫傳遞傳導:實驗 1.想想看，為

11、什麼實驗中的火柴棒會掉落？2.根據你的觀察，火柴棒掉落的順序為何？代表什麼意義？對流:影片 1.為什麼影片中的手不怕燙傷呢?難道他有 超能力?輻射:實驗,1.傳導：是固體的主要傳播方式 傳導難易：固體 液體 氣體 傳導難易：金屬 非金屬 銀（最快）、銅（次之）、.,高溫,低溫,1為何鍋子要用金屬製作？而把手卻不用金屬製作？2.同室內的木桌與鐵器，何者溫度較高？以手摸鐵器，為何 覺得鐵器較冷？3.熱量高的物體其溫度較高。（）4.為何手握冰塊，覺得手冷？為何手放入熱水，覺得手熱？,常見有關傳導的實例：例1：金屬易傳熱，故炒菜鍋、電熨斗等均由金 屬製成；木材、塑膠不易傳熱，故鍋柄、水 壺把手等均由木

12、材或塑膠製成。例2：燒飯用的鍋是鐵製的，而盛飯用的桶卻多 用木製。例3：冬日著棉襖可以禦寒；冬日用稻草包裹花 木，可防凍死。例4：50的鐵塊與棉絮以手觸之，覺得鐵較燙 熱；0的鐵塊與棉絮以手觸之，覺得鐵塊 較冷。,2.對流：是流體（液體、氣體）的傳播方式 熱流向上（密度小輕），冷流向下（密度大重）eg.煙囪在上方 暖壁爐在下 冷氣機在上方 燒開水在底部 白天，風由海面吹向陸地(海風)夜晚，風由陸地吹向海面(陸風),何者溫度高？,何者對流圖示是正確的？,常見有關對流的實例：例1：冬天睡覺時蓋棉被，主要是防止棉被 內外空氣的 而保持體溫。例2：喝熱水時，若嫌其太熱，常用口吹 氣，因為吹氣時，鄰近空

13、氣發生對流，把熱水的熱帶走，而使熱水易冷卻。例3：失火的地方，常有風助火勢；濱海地 區，夏日白天常吹，晚上常 吹。,對流,海風,陸風,3.輻射：不需介質的熱傳播方式，eg.太陽光 白色或光滑物體，容易反射輻射熱，不易吸 收或放出輻射熱 黑色或粗糙物體，容易吸收或放出輻射熱，不易反射輻射熱 白色易反射；黑色易吸收,何者溫度高？,左右空氣，一邊塗黑色柱如何移動？,輻射的實例：例1：夏天在樹蔭下或撐傘可以擋住太陽的 熱，故較涼爽。例2：冬天穿深色衣服在陽光下易吸熱覺得暖 和；夏天穿白色衣服因不易吸熱而較涼爽。例3：銅製開水壺表面磨光但底部粗糙，因底部 粗糙易，表面磨光易 壺內之 熱量，使熱不易發散。

14、例4：高空離日較近，但氣溫卻反而低？因太陽 輻射熱透過空氣，空氣難吸熱，但靠近地 面處，地表反射及吸收太陽之熱，使地面 的氣溫較高空熱。,吸熱,反射,輻射,熱傳播應用：保溫瓶構造 1.軟木塞、不易導熱的支架及真空夾層 防止熱的傳導 2.真空夾層 防止熱的對流 3.真空夾層兩壁鍍銀 防止熱的輻射,1保溫瓶中的真空夾層的功能有哪些？2.請說明燜燒鍋如何使用？並思考它為何能將食物煮熟？3.為何夏天常穿著白或淺色服裝？冬天常穿著黑暗色服裝？,Q 小問題,65 熱對物質的作用,一、熱與物質的狀態變化二、物質的熱漲冷縮三、熱與化學變化四、熱對環境的影響,1.狀態改變 只是三態間的變化（分子距離改變）eg.

15、體積膨脹、熔化、沸騰.2.物質組成發生改變 產生新的物質 eg.乾玉米受熱變成爆米花、米煮成飯 硫酸銅晶體 熱量 無水硫酸銅 水-吸熱反應（藍色）（白色）無水硫酸銅水 硫酸銅溶液熱量-放熱反應（白色）（藍色）,(二)改變狀態的方法,1.改變溫度2.改變 實例1.(快鍋)：即利用鍋內壓力加 大，水沸點增高而 使食物易煮熟。2.家用桶裝瓦斯(液化石油氣):利用高壓使 石油氣液化，以方便裝運。,壓力鍋,壓力,3.熱脹冷縮：大部分物質不論是處於固態、液態或氣態，受熱後體積會膨脹變大 eg.鐵軌、路面要留有空隙，而油管不能成筆直形狀，溫度計中加入酒精或水銀來當作測溫液體，都是根據這個道理 4.蒸發與擴散

16、蒸發:高溫時，液體蒸發較低溫時明顯。因為高溫水分子的運動速度會加快，表面的水分子較容易脫離水面，而變成水蒸氣。擴散:物質從高濃度慢慢地向四周低濃度分散開來的現象。因高溫水分子更容易撞擊墨水分子，使墨水散開或進入墨水分子間的空隙而與墨水混合。,1.熱脹冷縮的例外：04的水。2.日常生活中熱脹冷縮的例子 電鍋自動開關為鋁銅雙金屬片開關，鋁膨脹收縮較明顯，受熱時向銅一側彎曲，冷卻時向鋁一側彎曲。一般玻璃受熱膨脹較大而易破裂，耐熱玻璃因膨脹量較小而不易破裂。鐵軌銜接處、橋樑接縫要預留伸縮縫，水泥地要切割凹槽等，都是避免冬、夏兩季因氣溫變化，熱脹冷縮而造成損壞。,氣體受熱膨脹情形最明顯，液體其次，固體變

17、化量最小。岩石因季節、晝夜溫度的變化，也會熱脹冷縮而破裂崩解，稱為物理風化。【想一想】中空的鐵環加熱後，中空的直徑變大或變小？將凹陷的乒乓球放入熱水中，乒乓球會恢復原狀，為什麼？將滾燙的開水倒入玻璃杯，有時玻璃杯會破裂，為什麼？,粒子觀點物質的三態,物質的三態圖示二,固體表面的粒子排列,eg.如右上圖的變化是 變化：狀態：甲是；乙是；丙是。投影片 26 甲變化至丙的過程為；乙變化至甲的過程為。吸熱過程？；放熱過程？。粒子間距離最小的是；粒子間運動最自由的是。,三、熱與化學變化,化學變化常伴隨 的進出 反應：肉被烤熟，硫酸銅晶體變為白色硫酸銅粉末，硝酸鉀溶於水。反應：酒精燈燃燒，白色硫酸銅粉末溶

18、於水，鹽酸、硫酸、氫氧化鈉溶於水。,能量,吸熱,放熱,四、熱對環境的影響,1.是地球最主要的熱源，孕育了地球上所有的生物。太陽的熱可藉由自然的調節，維持地球環境生態系的恆定。2.人類的影響：工業排放的熱水，流入海洋中可能使魚蝦難以生存，且影響海洋的生態。核能電廠排水溫度過高，導致珊瑚白化。冷氣機的普及，把室內的的熱排放到室外，使室外的溫度升高。,太陽,熱污染,溫室效應：大氣中 含量增加，陽 光輻射到地球的熱量，積聚在地球，而導致全 球氣溫上升，海水面因冰山熔化而升高，陸地減少。溫室效應增強，會影響氣候變化與生物分布，影響生態的食物鏈。【想一想】1997年主要工業國在日本簽署京都議定書，其目的為何？對我們有何影響？試由地球村的觀點談溫室效應的防治。如何改善冷氣機的熱污染？,二氧化碳,