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想像力比知識更重要。 ――愛因斯坦（Albert Einstein, 1879-1955） 第1章 熱　學 想像力比知識更重要。 ――愛因斯坦（Albert Einstein, 1879-1955）

1-1 溫度與熱 和外界隔離的兩個物體可以彼此傳熱，並且經過足夠的時間，使兩物體的巨觀物理量各自不再變化，則稱這兩物體達到熱平衡狀態。

1-1 溫度與熱 處於熱平衡狀態的物體，具有相同的客觀冷熱程度，亦即會有相同的溫度。

1-1 溫度與熱 焦耳熱功當量的實驗，確認了熱是能量的一種形式，而且可以和力學能互相轉換。 1 cal 相當於 4.1868 J。

1-2 熱容量與比熱 物體每升高或降低 1°C，所吸收或放出的熱量即其熱容量，其單位為 cal /°C。

1-2 熱容量與比熱 單位質量的熱容量稱為比熱，其單位為cal / g‧°C。熱容量 C 與比熱 s 滿足 C ＝ m s 的關係。

1-2 熱容量與比熱 若物體的質量為 m、比熱為 s，當有 ΔQ 的熱量變化，使其溫度變化 Δt 時，滿足 ΔQ＝m s Δt 1-2 熱容量與比熱 若物體的質量為 m、比熱為 s，當有 ΔQ 的熱量變化，使其溫度變化 Δt 時，滿足 ΔQ＝m s Δt 並且溫度上升時熱量變化為正，代表吸熱， 反之，溫度下降時熱量變化為負，代表放熱。

1-3 熱膨脹 若物體在初溫時的起始長度為 L0，溫度升高 Δt 時的長度為 L，兩者間因熱膨脹而有 L＝L0 (1＋α Δt ) 的關係 1-3 熱膨脹 若物體在初溫時的起始長度為 L0，溫度升高 Δt 時的長度為 L，兩者間因熱膨脹而有 L＝L0 (1＋α Δt ) 的關係 式中 α 是與材質有關的線膨脹係數，其單位為°C－1，代表當溫度上升 1 °C 時，物體長度的增加量與起始長度的比值。

1-3 熱膨脹 物體的面膨脹與體膨脹亦有類似線膨脹的關係，並且面膨脹係數 β＝2α，體膨脹係數 γ＝3α，單位均為°C－1。

1-3 熱膨脹 一般物質在室溫範圍時，氣體的體膨脹係數比液體大，液體的體膨脹係數又比固體大。

1-3 熱膨脹 定壓的查爾斯―給呂薩克定律指出，在密閉容器內的定量低密度氣體，若保持氣體壓力維持不變，則其體積 V 與攝氏溫度 t 滿足 1-3 熱膨脹 定壓的查爾斯―給呂薩克定律指出，在密閉容器內的定量低密度氣體，若保持氣體壓力維持不變，則其體積 V 與攝氏溫度 t 滿足 V＝V0 [1＋(1 / 273.15 °C) t] 其中 V0 代表氣體在攝氏溫度 0 °C時的 體積

1-3 熱膨脹 在密閉容器中壓力固定的定量低密度氣體，0 °C 時的體膨脹係數 γ＝ (1 / 273.15 °C) 1-3 熱膨脹 在密閉容器中壓力固定的定量低密度氣體，0 °C 時的體膨脹係數 γ＝ (1 / 273.15 °C) 此一體膨脹係數與氣體種類以及氣體分子數無關。

1-4 物質的三態變化與潛熱 當物質的溫度、壓力或體積發生變化時，其物態會發生改變，稱為物態變化或相變。

1-4 物質的三態變化與潛熱 物態變化時所吸收或放出的熱量，稱為潛熱。主要用於改變分子間的位能，而不是在增加分子的動能，因此在相變期間溫度保持不變。

1-4 物質的三態變化與潛熱 三相圖中三條曲線的交點稱為三相點。在此特定壓力和溫度下，三態可共存而達成熱平衡。

1-4 物質的三態變化與潛熱 一般物質壓力增大時，其熔點與沸點均會隨之升高。 1-4 物質的三態變化與潛熱 一般物質壓力增大時，其熔點與沸點均會隨之升高。 但是像水、生鐵、銻、鉍等少數物質，其熔點會隨壓力的增大而降低，沸點則仍隨壓力增大而升高。

1-5 理想氣體方程式 物體表面上，每單位面積所受的正向力稱為壓力，單位為 Pa（即N / m2）

1-5 理想氣體方程式 一般將 1 atm 視為與 76 cmHg 所造成的壓力相當，其值約 1.013×105 Pa。

1-5 理想氣體方程式 定容的查爾斯―給呂薩克定律指出，在密閉容器內的定量低密度氣體，若保持氣體體積維持不變，則其壓力 P 與攝氏溫度 t 滿足 P＝P0 [1＋ (1 / 273.15 °C) t]

1-5 理想氣體方程式 理論中的最低溫度為－273.15 °C，稱為絕對零度，記為 0 K。 水的三相點溫度定義為 273.16 K。

1-5 理想氣體方程式 波以耳定律指出，在密閉容器內的定量低密度氣體，若保持氣體溫度維持不變，則其壓力 P 與其體積 V 呈反比。

1-5 理想氣體方程式 亞佛加厥定律指出，在相同的溫度和壓力下，任何同體積的氣體都含有相同數目的分子。 

1-5 理想氣體方程式 理想氣體方程式 P V＝n R T 其中，R 是與氣體種類無關的常數，其值約為 1-5 理想氣體方程式 理想氣體方程式 P V＝n R T 其中，R 是與氣體種類無關的常數，其值約為 R＝0.082 atm‧L / mol‧K ＝8.31 J / mol‧K

1-6 氣體動力論 對定量的低密度氣體而言，氣體分子的體積遠小於容器的體積，可將氣體分子視為質點，彼此之間的碰撞及其與容器壁之間的碰撞均視為彈性碰撞。 並且由於氣體分子間的距離相當大，因此除了碰撞外可以忽略其他的交互作用。 此外，一般氣體均是由數量極大的氣體分子所組成，因此適用統計性質。 滿足以上條件的氣體稱為理想氣體。

1-6 氣體動力論 容器內的氣體壓力是由氣體分子碰撞容器壁所產生，其值與每單位體積的分子平移動能成正比，即 1-6 氣體動力論 容器內的氣體壓力是由氣體分子碰撞容器壁所產生，其值與每單位體積的分子平移動能成正比，即 P V＝(2/3) N Kav 。

1-6 氣體動力論 容器內氣體的壓力、溫度等宏觀可測量的物理量，是微觀世界中眾多分子運動的統計結果。

1-6 氣體動力論 一個氣體分子的平均平移動能可表示為 Kav＝(1/2) m v2rms ＝(3/2) k T 1-6 氣體動力論 一個氣體分子的平均平移動能可表示為 Kav＝(1/2) m v2rms ＝(3/2) k T 氣體分子的平均平移動能 Kav 和克氏溫度 T 成正比，與氣體的種類、壓力、體積等因素無關。

1-6 氣體動力論 溫度是分子平均平移動能的量度，溫度的高低反映出氣體分子運動的劇烈程度。

1-6 氣體動力論 氣體分子運動的方均根速率為 只與溫度和分子質量有關，與壓力、分子數目及體積等因素都無關。

1-6 氣體動力論 理想氣體方程式亦可寫成 P V＝N k T 1-6 氣體動力論 理想氣體方程式亦可寫成 P V＝N k T 式中 N 為氣體分子的個數，且波茲曼常數 k＝1.38×10－23 J / K。

1-6 氣體動力論 氣體系統總動能可寫成 K＝(3/2) N k T ＝(3/2) n R T ＝(3/2) P V