3.1 潛熱 1 2 3 4 冰蓄冷凍系統 冷卻曲線 潛熱 熱和粒子運動 進度評估1 比潛熱 進度評估2 進度評估3 3.1 潛熱 冰蓄冷凍系統 冷卻曲線 潛熱 熱和粒子運動 進度評估1 比潛熱 進度評估2 進度評估3 1 2 3 4 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

冰蓄冷凍系統 用溶化的冰把水冷卻 被水冷卻的冷空氣從座椅底吹出 為甚麼用溶化的冰而不用冷水？ 倫敦地鐵列車在夏季非常炎熱！ 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

3.1 潛熱 物態改變 物質擁有三種 物態： 固體， 液體， 氣體 例子： 水 汽化 熔解 冰 水 蒸汽 凝固 凝結 在溶點發生 在沸點發生 3.1 潛熱 物態改變 物質擁有三種 物態： 固體， 液體， 氣體 例子： 水 汽化 熔解 在溶點發生 在沸點發生 冰 水 蒸汽 凝固 凝結 在凝固點發生 在沸點發生 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

3.1 潛熱 實驗 3a 十八烷醇的冷卻曲線 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

實驗 3a 利用熱水器，令固態十八烷醇熔化。 移走水浴器， 每分鐘記錄十八烷醇的温度 T 一次，直至温度降至約45 C。 十八烷醇的冷卻曲線 利用熱水器，令固態十八烷醇熔化。 移走水浴器， 每分鐘記錄十八烷醇的温度 T 一次，直至温度降至約45 C。 繒畫温度隨時間變化的冷曲線。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

實驗 3a 十八烷醇的冷卻曲線 我們可以用數據記錄器做這個實驗： 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

實驗 3a 十八烷醇的冷卻曲線 錄像片段 錄像片段 3.1 實驗3a - 十八烷醇的冷卻曲線 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

1 冷卻曲線 十八烷醇的冷卻曲線： AB：穩定下降 — 液態冷卻 （温度下降 ） 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

1 冷卻曲線 十八烷醇的冷卻曲線： BC 是一條橫線 — 液體正在凝固 (温度不變) 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

CD：穩定下降 — 固體冷卻至室温（温度下降） 1 冷卻曲線 十八烷醇的冷卻曲線： CD：穩定下降 — 固體冷卻至室温（温度下降） 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

1 冷卻曲線 凝固點 　　　凝固點： 從直線部份 BC 讀取 模擬程式 3.1 水的加熱及冷卻曲線 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

…即使能量不斷流失到周圍環境，其温度依然 保持不變 。 2 潛熱 冷卻曲線顯示當物質凝固時… …即使能量不斷流失到周圍環境，其温度依然 保持不變 。 在物態轉變的過程： 被釋放/吸入的能量稱為 潛熱。 「潛在」的意思 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

熔化中的冰塊温度保持於 0 C ，直至完全熔化。 2 潛熱 熔化中的冰塊温度保持於 0 C ，直至完全熔化。 冰塊吸取 空氣的能量而熔化 温度不變 這能量稱為冰的熔解潛熱。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

2 潛熱 不斷提供能量以保持水的沸騰… 能量被吸收以轉化 水成蒸汽 温度保持不變 這種能量稱為水的汽化潛熱。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

2 潛熱 蒸汽 凝結 汽化 釋放汽化潛熱 吸收汽化潛熱 水 凝固 熔解 吸收熔解潛熱 釋放熔解潛熱 冰 加熱曲線 例題 1 2 潛熱 蒸汽 凝結 汽化 釋放汽化潛熱 吸收汽化潛熱 　水 凝固 熔解 吸收熔解潛熱 釋放熔解潛熱 冰 加熱曲線 例題 1 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 1 某液態物質被加熱。 左邊為其温度隨時間變化的曲線。 (a) 為甚麼該曲線的BC 段是一條橫線？ 在 BC 段時，物質正在沸騰， 加熱曲線 某液態物質被加熱。 左邊為其温度隨時間變化的曲線。 (a) 為甚麼該曲線的BC 段是一條橫線？ 在 BC 段時，物質正在沸騰， 所以温度保持不變。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例子 1 (b) 試評論下例各項敍述： (i) 「在 BC 段，該物質並沒有吸收能量。」 不正確。 物質吸收汽化潛熱。 加熱曲線 (b) 試評論下例各項敍述： (i) 「在 BC 段，該物質並沒有吸收能量。」 不正確。 物質吸收汽化潛熱。 (ii) 「該物質的熔點是 82 C。」 不正確。 那是物質的沸點。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

3 熱和粒子運動 粒子原本有的規則排列方式改變 為抵抗粒子之間的吸引力，便須要提供能量 勢能增加 固體 液體 粒子只可振動 粒子能四處移動 3 熱和粒子運動 固體 液體 粒子原本有的規則排列方式改變 粒子只可振動 粒子能四處移動 為抵抗粒子之間的吸引力，便須要提供能量 勢能增加 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

3 熱和粒子運動 能量轉移不會改變粒子的動能。 温度保持不變 潛熱 = 物態改變時粒子的勢能變化 3.2 粒子運動和物態的改變 模擬程式 3 熱和粒子運動 能量轉移不會改變粒子的動能。 温度保持不變 潛熱 = 物態改變時粒子的勢能變化 模擬程式 3.2 粒子運動和物態的改變 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

試描述水粒子在每個步驟的能量轉換和 物質的温度轉變。 進度評估 1 – Q1 1 kg 温度是0 C 的冰，轉化成 100 C 的蒸汽。 試描述水粒子在每個步驟的能量轉換和　物質的温度轉變。 (運用詞語 增加、減少、和不變 ) 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

不變 上升 上升 不變 進度評估 1 – Q1 動能 ____________ 勢能 ____________ 1 kg 冰 1 kg 水 熔化 不變 動能 ____________ 勢能 ____________ 內能 ____________ 温度 ____________ 上升 上升 不變 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

進度評估 1 – Q1 上升 動能 ____________ 勢能 ____________ 不變 內能 ____________ 1 kg 水 1 kg 水 變熱 上升 動能 ____________ 勢能 ____________ 內能 ____________ 温度 ____________ 不變 上升 上升 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

進度評估 1 – Q1 不變 動能 ____________ 勢能 ____________ 上升 內能 ____________ 蒸汽 1 kg 水 沸騰 不變 動能 ____________ 勢能 ____________ 內能 ____________ 温度 ____________ 上升 上升 不變 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

進度評估 1 – Q2 右圖顯示某物質的冷卻 曲線。 下列那項必然是正確的？ A 物質的熔點是T。 B 物質的沸點是T。 右圖顯示某物質的冷卻 曲線。 下列那項必然是正確的？ A 物質的熔點是T。 B 物質的沸點是T。 C 在 PQ 段，物質吸收潛熱。 D 在 QR 段，物質釋放潛熱。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

4 比潛熱 在温度不變的情況下，加熱質量為 1 kg 的物質，令物態改變，過程中所轉移的能量就是該物質的比潛熱。 4 比潛熱 在温度不變的情況下，加熱質量為 1 kg 的物質，令物態改變，過程中所轉移的能量就是該物質的比潛熱。 質量為 1 kg 的物質的潛熱 符號: l (單位: J kg-1) Q m l = Q = ml 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

= 把 1 kg 冰變成水所需要的能量（温度不變） a 冰的溶解比潛熱 冰的溶解比潛熱 (lf ) = 把 1 kg 冰變成水所需要的能量（温度不變） = 3.34  105 J kg-1 模擬程式 3.3 量度冰的溶解比潛熱 錄像片段 3.2 結冰了 量度冰的溶解比潛熱 實驗 3b 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

實驗 3b 裝置實驗器材。 開啟電器一段時間。 計算被電熱器熔化的碎冰的質量 。 讀取電熱器提供的 能量。 計算lf 。 量度冰的熔解比潛熱 讀取電熱器提供的 能量。 計算lf 。 對照裝置 實驗裝置 碎冰塊（同等份量） 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

實驗 3b 冰塊從四周環境吸收能量。 必須裝置對照實驗 量度冰的熔解比潛熱 3.3 實驗 3b - 量度冰的熔解比潛熱 錄像片段 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

實驗 3b 預防措施： 使用壓碎冰塊。 確保使用熔化中的冰 (0 C) 。 在接通電源前，先把冰塊放在漏斗中。 關閉電熱器後， 量度冰的熔解比潛熱 預防措施： 使用壓碎冰塊。 確保使用熔化中的冰 (0 C) 。 在接通電源前，先把冰塊放在漏斗中。 關閉電熱器後， 在漏斗頸部放一小片鐵絲網或鋼絲團 應待兩個漏斗滴水的速度逐漸穩定，並大致相同才移開燒杯。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

a 冰的熔解比潛熱 計算冰的熔解比潛熱 例題 2 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 2 實驗 3b的結果: 水的質量 (kg) 實驗燒杯 0.050 對照燒杯 0.014 焦耳計 (J) 初讀數 15 000 末讀數 計算冰的熔解比潛熱 實驗 3b的結果: 水的質量 (kg) 實驗燒杯 0.050 對照燒杯 0.014 焦耳計 (J) 初讀數 15 000 末讀數 29 200 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

lf = 例題 2 (a) 冰的比潛熱 = ? 被碗熱器熔化的冰的質量 = 0.050 – 0.014 = 0.036 kg 計算冰的熔解比潛熱 (a) 冰的比潛熱 = ? 被碗熱器熔化的冰的質量 = 0.050 – 0.014 = 0.036 kg 電熱器提供的能量 = 29 200 – 15 000 = 14 200 J Q m = 14 200 0.036 lf = = 3.94  105 J kg-1 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 2 (b) lf 的實驗結果 = 3.94  105 J kg-1 lf 的標準值= 3.34  105 J kg-1 計算冰的熔解比潛熱 (b) lf 的實驗結果 = 3.94  105 J kg-1 　 lf 的標準值= 3.34  105 J kg-1 百分誤差 = ? 提出兩個出現差異的原因。 實驗結果與標準值之差 = 3.94  105 – 3.34  105 = 0.6  105 J kg-1 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 2 0.6  105 3.34  105 百分誤差 =  100 % = 18 % 出現差異的可能原因： 計算冰的熔解比潛熱 0.6  105 3.34  105 百分誤差 =  100 % = 18 % 出現差異的可能原因： 難以使用兩個漏斗的滴水速率相同 能量散失到周圍環境 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

a 冰的熔解比潛熱 把冰加熱 例題 3 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 3 需要多少能量，才能把 0.5 kg 温度為 0 C 的冰轉化成 80 C 的水? 所需的總能量 把冰加熱 需要多少能量，才能把 0.5 kg 温度為 0 C 的冰轉化成 80 C 的水? 所需的總能量 = 潛熱（0 C 的冰 → 0 C 的水） + 把水加熱的能量（水：0 C → 80 C） = mlf + mcT = 0.5  3.34  105 + 0.5  4200  80 = 3.35  105 J 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

國雄在相同的環境中，用相同的電熱器令質量相等的三種物質 X、Y 和Z 熔化。 下圖記錄了 X、Y 和Z 怎樣隨時間改變。 進度評估 2 – Q1-3 國雄在相同的環境中，用相同的電熱器令質量相等的三種物質 X、Y 和Z 熔化。 下圖記錄了 X、Y 和Z 怎樣隨時間改變。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

進度評估 2 – Q1 假設：能量散失 = 0 哪種物質的熔點最高？ ( X / Y / Z ) 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

進度評估 2 – Q2 假設：能量散失 = 0 哪種物質的熔解比潛熱最大？ ( X / Y / Z ) 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

假設：能量散失 = 0 凝固時，哪種物質每千克釋放最多能量？ ( X / Y / Z ) 進度評估 2 – Q3 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

要令 0.7 kg 温度是 10 C 的水凝固成冰，最少要讓它釋出多少能量？ 進度評估 2 – Q4 要令 0.7 kg 温度是 10 C 的水凝固成冰，最少要讓它釋出多少能量？ A 29 kJ B 234 kJ C 263 kJ D 2338 kJ 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

lf = 用能量熔解 0 C 的冰塊。 水的質量 m = 0.3 kg 提供的能量 Q = 107 000 J 冰的熔解比潛熱 = ? Q m = 107 000 0.3 lf = = 3.57  105 J kg-1 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

= 把 1 kg 水變化成蒸汽所需要的能量 （沒有温度轉變） = 2.26  106 J kg-1 b 水的汽化比潛熱 水的汽化比潛熱 (lv ) = 把 1 kg 水變化成蒸汽所需要的能量 （沒有温度轉變） = 2.26  106 J kg-1 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

b 水的汽化比潛熱 模擬程式 3.4 量度水的汽化比潛熱 實驗 3c 計算水的汽化比潛熱 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

實驗 3c 裝置實驗器材。 在水沸騰後，記錄 電子秤的讀數。開始數算千瓦時計圓盤的轉動圈數。 計算水的汽化比潛熱 裝置實驗器材。 在水沸騰後，記錄 電子秤的讀數。開始數算千瓦時計圓盤的轉動圈數。 在圓盤轉動一定圈數後，關上電源，並盡快記下電子秤的讀數。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

計算電熱器所提供的能量和汽化了的水的質量 計算 lv 。 實驗 3c 計算水的汽化比潛熱 計算電熱器所提供的能量和汽化了的水的質量 計算 lv 。 預防措施： 先將電熱器的發熱部分完全浸在水中，然後才接通電源。 錄像片段 3.4 實驗3c - 計算水的汽化比潛熱 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

b 水的汽化比潛熱 計算水的汽化比潛熱 例題 4 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 4 實驗結果： 水的初質量 = 0.82 kg 水的末質量 = 0.72 kg 千瓦時計的標度= 600 轉／kW h 計算水的汽化比潛熱 實驗結果： 水的初質量 = 0.82 kg 水的末質量 = 0.72 kg 千瓦時計的標度= 600 轉／kW h 圓盤轉動的圈數 = 41 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 4 計算lv 。 (1 kW h = 3.6 × 106 J) 汽化了的水的質量 = 0.82 – 0.72 = 0.10 kg 計算水的汽化比潛熱 計算lv 。 (1 kW h = 3.6 × 106 J) 汽化了的水的質量 = 0.82 – 0.72 = 0.10 kg 千瓦時計的標度 = 600 轉／kW h 圓盤轉動一圈所提供的能量 = 3.6 × 106 600 = 6000 J 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 4 用於汽化水的能量 = 6000  41 = 246 000 J Q m lv = 246 000 = 0.10 計算水的汽化比潛熱 用於汽化水的能量 = 6000  41 = 246 000 J Q m lv = = 246 000 0.10 = 2.46  106 J kg-1 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 4 (b) lv 的實驗值 = 2.46  106 J kg-1 lv 的標準值 = 2.26  106 J kg-1 計算水的汽化比潛熱 (b) lv 的實驗值 = 2.46  106 J kg-1 　 lv 的標準值 = 2.26  106 J kg-1 百分誤差 = ？ 提出兩個引致誤差的可能原因。 實驗結果與標準值之差 = 2.46  106 – 2.26  106 = 0.2  106 J kg-1 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 4 0.2  106 2.26  106 百分誤差 =  100 % = 9 % 引致誤差的可能原因: 計算水的汽化比潛熱 0.2  106 2.26  106 百分誤差 =  100 % = 9 % 引致誤差的可能原因: 蒸汽在電熱器頂部凝結後流回杯中， 能量散失到周圍環境中。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

b 水的汽化比潛熱 例題 5 把水加熱 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 5 將 0.5 kg温度是 0 C 的水，轉變成 100 C 的蒸汽，需要多少能量? 所需的總能量 把水加熱 將 0.5 kg温度是 0 C 的水，轉變成 100 C 的蒸汽，需要多少能量? 所需的總能量 = 把水加熱的能量（水: 0 C → 100 C） + 潛熱（100 C的水 → 100 C的蒸汽） = mcT + mlv = 0.5  4200  100 + 0.5  2.26  106 = 1.34  106 J 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

b 水的汽化比潛熱 例題 6 蒸餾咖啡 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

用咖啡機把 0.025 kg 温度是100 C 的蒸汽， 噴進一杯質量為 0.15 kg、温度是 20 C 的 冷咖啡內。 例題 6 蒸餾咖啡 用咖啡機把 0.025 kg 温度是100 C 的蒸汽， 噴進一杯質量為 0.15 kg、温度是 20 C 的 冷咖啡內。 咖啡的末温度 = ? （咖啡的比熱容量= 5800 J kg–1 C ） 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

例題 6 = = （咖啡的比熱容量 = 5800 J kg–1 C ） 假設：散失到周圍的能量 = 0 設蒸餾咖啡的末温度為T 。 蒸汽釋放的能量 咖啡吸收的能量 0.025  2.26  106 + 0.025  4200  (100 – T ) = 0.15  5800  (T – 20) T = 86.6 C 咖啡的末温度是 86.6 C。 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

b 水的汽化比潛熱 模擬程式 3.5 冰蓄冷凍系統 蒸汽和熱水 例題 7 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

(a) 計算當 15 g 温度為 100 C 的水冷卻至 50 C 所釋放的能量。 例題 7 蒸汽和熱水 (a) 計算當 15 g 温度為 100 C 的水冷卻至 50 C 所釋放的能量。 釋放的能量 = mcT = 0.015  4200  (100 – 50) = 3150 J 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

(b) 計算當 15 g 温度為 100 C 的蒸汽冷卻為 50 C 的水所釋放的能量 。 例題 7 蒸汽和熱水 (b) 計算當 15 g 温度為 100 C 的蒸汽冷卻為 50 C 的水所釋放的能量 。 100 C 的蒸汽會先釋放潛熱，並轉化成相同温度的水。 釋放的總能量 = mlv + mcT = 0.015  2.26  106 + 3150 = 37050 J 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

一杯水 (質量為 m) 從 0 C 加熱至 100 C。 水的比熱容量 = 4200 J kg-1 C-1 進度評估 3 – Q1 一杯水 (質量為 m) 從 0 C 加熱至 100 C。 水的比熱容量 = 4200 J kg-1 C-1 因為 Q = mcT 及 Q = mlv  lv= cT  = 4200 × 100 = 420 000 J kg1 該同學的計算方法是否正確？ ( 是 / 否 ) 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

找出將 1 kg 温度為 0 C 的冰加熱至100 C 的蒸汽，需要多少能量。 進度評估 3 – Q2 找出將 1 kg 温度為 0 C 的冰加熱至100 C 的蒸汽，需要多少能量。 所需能量 = ____________ + ___________ + _____________ = _____________ 3.34  105 J 4200  100 J 2.26  106 J 3.014  106 J 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

1.5-kW 的電熱器浸在 2 kg 温度是 100 C的水中。 最少要多少時間才能把水加熱至完全汽化？ 進度評估 3 – Q3 1.5-kW 的電熱器浸在 2 kg 温度是 100 C的水中。 最少要多少時間才能把水加熱至完全汽化？ Q P 2  2.26  106 1.500 = 最少時間 = = 3010 s 第 1 冊 單元 3.1 潛熱

完 第 1 冊 單元 3.1 潛熱