第一節 溫度與熱量 第二節 熱與物態變化 第三節 熱與生活

第一節 溫度與熱量 第二節 熱與物態變化 第三節 熱與生活 一、溫度與溫度計 二、各種溫標及換算 三、熱容量與比熱

一、熱膨脹 二、物質的三態 變化與潛熱 第一節 溫度與熱量 第二節 熱與物態變化 第三節 熱與生活

一、熱的傳播方式 二、電冰箱原理 第一節 溫度與熱量 三、冷氣機原理 第二節 熱與物態變化 第三節 熱與生活

熱平衡 溫度 冷熱程度達到相同的狀態， 稱為熱平衡狀態。 此時兩物體間有一相同的物理量， 此一物理量我們稱為溫度。 一、溫度與溫度計 (課本p.38) 熱平衡 冷熱程度達到相同的狀態， 稱為熱平衡狀態。 溫度 此時兩物體間有一相同的物理量， 此一物理量我們稱為溫度。

測溫 性質 會隨物體溫度改變的物理量稱為 「測溫性質」 左：水銀溫度計 右：酒精溫度計 上：耳溫槍利用熱輻 射測出身體體溫 一、溫度與溫度計 (課本p.38) 左：水銀溫度計 右：酒精溫度計 上：耳溫槍利用熱輻 　　射測出身體體溫 測溫 性質 會隨物體溫度改變的物理量稱為 「測溫性質」

一、溫度與溫度計 (課本p.39) 常見溫度計與所利用的測溫性質的對照表

為什麼當手觸摸到高溫的熱湯，接著我們會將手捏著耳垂呢？ (課本p.38) 人體的體溫都相同嗎？ 為什麼當手觸摸到高溫的熱湯，接著我們會將手捏著耳垂呢？ 人的體溫並非相同，在軀體的部分溫度較高，四肢溫度相對較低，而耳垂屬血管分佈末端，故溫度較低。手摸熱湯之後會想降溫，此時便會不自覺想摸耳垂。

這種名叫伽利略溫度計，你有看過嗎？ 伽利略溫度計： 利用氣體熱漲冷縮的現象改變球體的整體體積，進而產生浮力的改變。 (課本p.39) 伽利略溫度計： 利用氣體熱漲冷縮的現象改變球體的整體體積，進而產生浮力的改變。 各球體的設計必須接近於在球外的水，在溫度改變後能使球體由原沈體變為浮體，來判斷現有溫度。 這種名叫伽利略溫度計，你有看過嗎？

常用的溫標 攝氏溫標Celsius temperature scale 華氏溫標Fahrenheit temperature scale 二、各種溫標及換算 (課本p.39) 常用的溫標 攝氏溫標Celsius temperature scale 華氏溫標Fahrenheit temperature scale 克氏溫標Kelvin temperature scale

華氏溫標 攝氏 溫標 訂定純水在一大氣壓時的冰點為0℃， 沸點為100℃， 中間等分刻劃成100個間隔， 二、各種溫標及換算 (課本p.39) 華氏溫標 訂定純水在一大氣壓時的冰點為32℉， 沸點為212℉， 中間等分刻劃成180個間隔， 每一個間隔的差代表華氏1度的溫度變化。 攝氏 溫標 訂定純水在一大氣壓時的冰點為0℃， 沸點為100℃， 中間等分刻劃成100個間隔， 每一個間隔的差代表攝氏1度的溫度變化量。

二、各種溫標及換算 (課本p.39) 外圈為華氏溫標，內圈則為攝氏溫標

克氏 溫標 現今科學上採用的為克氏溫標，其單位記為K，又稱為絕對溫標，物質所能達到的最低溫度為－273.15℃，此溫度定義為絕對零度。 二、各種溫標及換算 (課本p.40) 克氏 溫標 現今科學上採用的為克氏溫標，其單位記為K，又稱為絕對溫標，物質所能達到的最低溫度為－273.15℃，此溫度定義為絕對零度。

3-1 (課本p.40) 人體體溫如呈現發燒症狀常以溫度38℃作為一個標準，而此溫度所對應的華氏溫度為何？絕對溫度為何？ 由換算關係式得知

(課本p.40) 3-1 氦氣是最難液化的氣體，在一大氣壓下，其凝結點為零下269℃，若轉換成克氏溫度應該如何標示？ 答： 　　　　

熱容量 物體上升或下降1℃時，所吸收或放出的熱量。 熱容量愈大的物體，上升1℃之後，所增加的熱能愈多。 C = 單位為卡/℃ (cal/℃） 三、熱容量與比熱 (課本p.40) 熱容量 物體上升或下降1℃時，所吸收或放出的熱量。 熱容量愈大的物體，上升1℃之後，所增加的熱能愈多。 C = 單位為卡/℃ (cal/℃）

影響溫度變化的因素除了質量的多寡之外，相同質量之不同物質吸熱之後也會有不同的溫度變化。 比熱 三、熱容量與比熱 (課本p.41) 影響溫度變化的因素除了質量的多寡之外，相同質量之不同物質吸熱之後也會有不同的溫度變化。 比熱 為了討論物質的因素如何影響溫度變化，定義了比熱。 單位質量的物質上升或下降1℃時，所吸收或放出的熱量。 s＝ ΔH ＝ msΔT 單位：卡/克℃ (cal/℃)

三、熱容量與比熱 (課本p.41)

我們都知道需要很高的溫度才能點燃仙女棒，但是為何從仙女棒跳出的火星，不小心噴到手臂時，卻不會造成嚴重的燙傷呢？ (課本p.41) 我們都知道需要很高的溫度才能點燃仙女棒，但是為何從仙女棒跳出的火星，不小心噴到手臂時，卻不會造成嚴重的燙傷呢？ 小火星因其熱容量很小，當飛濺到皮膚時，身體能容易地將此處的高溫迅速地散去，不至於造成皮膚傷害而呈現燙傷的狀況。

3-2 (課本p.42) 一熱源每秒可供應500卡之熱能，今將500公克之固態物質置於此熱源上加熱， 並測得此物質之溫度與加熱時間之 關係如圖，則此物質固態之比熱為 何？ 先判斷此加熱狀態是由：固態→固液共存→液態， (1)在0～5秒為固態加熱時間，所提供的能量使固體提高溫度， 　 △H＝P×△t＝ms△T 　 500×(5－0)＝500× ×(30－10) 　 ＝0.25 cal/g℃

3-2 一熱源每秒可供應500卡之熱能，今 將500公克之固態物質置於此熱源上 加熱，並測得此物質之溫度與加熱 (課本p.42) 一熱源每秒可供應500卡之熱能，今 將500公克之固態物質置於此熱源上 加熱，並測得此物質之溫度與加熱 時間之關係如圖，則此物質液態之 比熱為何？ 先判斷此加熱狀態是由：固態→固液共存→液態， (2)在30～50秒為液態加熱時間，所提供的能量使液體提高溫度， 　 △H＝P×△t＝ms△T 　 500×(50－30)＝500× ×(50－30) 　 ＝1 cal/g℃

3-2 將100℃、200克的金屬投入30℃、120克的水中，測得混合後的溫度為40℃；設無其他熱量進出，則此金屬塊比熱為何？ (課本p.42) 3-2 將100℃、200克的金屬投入30℃、120克的水中，測得混合後的溫度為40℃；設無其他熱量進出，則此金屬塊比熱為何？ 答：高溫物體損失熱量值＝低溫物體吸收熱量值　　　　 得s=0.1 cal/g℃

以微觀的角度來看，當溫度上升時，分子會有較大的動能，而以較大的幅度振動，分子彼此間的平均距離增大，因此外觀上發生了膨脹現象。 一、熱膨脹 (課本p.42) 熱 膨脹 當物質溫度升高時，會產生長度、面積或體積改變的現象。 以微觀的角度來看，當溫度上升時，分子會有較大的動能，而以較大的幅度振動，分子彼此間的平均距離增大，因此外觀上發生了膨脹現象。

一、熱膨脹 (課本p.42) ←沙漠中的沙子是石頭經過無數次熱漲冷縮後劣成的 鐵軌預留的熱膨脹伸縮縫→

一、熱膨脹 (課本p.43) ←併貼地板磁磚時，需考慮到固體受熱會膨脹，將經過橡膠處理的化合物填入石板間隙 路面及護欄均有流伸縮縫→

一、熱膨脹 (課本p.43) ←黃銅片與鋼片製成的雙金 屬片隨溫度變化情形 ↓雙金屬複棒製成指針型溫度計

實驗室的銅環與銅球的熱膨脹實驗組，加熱後球會變大，而環內的中空面積縮小還是變大呢？ (課本p.43) 實驗室的銅環與銅球的熱膨脹實驗組，加熱後球會變大，而環內的中空面積縮小還是變大呢？ 環內中空面積也會變大。將內圈一小部分視為一銅線所圈繞而成，當溫度上升，其長度會變長，故所圈繞的面積也會變大。

二、物質的三態變化與潛熱 (課本p.44) 不同物態間的轉變現象

在一大氣壓下取一小塊的冰塊， 放置在一穩定熱源下持續加熱， 其溫度、狀態與時間的關係 二、物質的三態變化與潛熱 (課本p.44) 在一大氣壓下取一小塊的冰塊， 放置在一穩定熱源下持續加熱， 其溫度、狀態與時間的關係

二、物質的三態變化與潛熱 (課本p.44)

潛熱 在一大氣壓下 冰的熔化熱為79.7cal/g，即1公克0℃的冰， 轉變為0℃的水，需吸收79.7cal的熱量。 二、物質的三態變化與潛熱 (課本p.44) 潛熱 物體有吸收熱量，但並無溫度變化， 故其所吸放之熱量稱為潛熱。 冰的熔化熱為79.7cal/g，即1公克0℃的冰， 轉變為0℃的水，需吸收79.7cal的熱量。 水的汽化熱為539cal/g，即1公克100℃的水， 轉變為100℃的水蒸氣，需吸收539cal的熱量。 在一大氣壓下

水的沸點並非固定為100℃，如在高山上因氣壓較低，水的沸點則降低許多。 故高山上不易將食物煮熟。 二、物質的三態變化與潛熱 (課本p.45) 水的沸點並非固定為100℃，如在高山上因氣壓較低，水的沸點則降低許多。 故高山上不易將食物煮熟。 壓力鍋利用液體在較高氣壓下沸點會提高的現象，快速將食物煮爛

3-3 200克玻璃容器內有溫度10 ℃， 質量300克的冰，以50卡/秒之均 勻熱量加熱，所得的溫度與時間 關係圖見圖。 (課本p.45) 200克玻璃容器內有溫度10 ℃， 質量300克的冰，以50卡/秒之均 勻熱量加熱，所得的溫度與時間 關係圖見圖。 求冰之熔化熱為何？ 解：加入熱量供應相變所需的熔化熱　△H＝m 　　且加熱的熱源為一個穩定熱源　　△H＝P△t 　　則50 (522－42)＝300 　　得 ＝80 (cal/g)

3-3 以某一穩定熱源持續加熱某一物質，發現此物質在固態與液態共存時，歷時 秒；液態與氣態共存時，歷時 秒，則其熔化熱與汽化熱之比為何？ (課本p.45) 3-3 以某一穩定熱源持續加熱某一物質，發現此物質在固態與液態共存時，歷時 秒；液態與氣態共存時，歷時 秒，則其熔化熱與汽化熱之比為何？ 答：

(課本p.45) 在沖泡奶粉時，不可以使用高溫沸騰的水，因為高溫會破壞其營養成分，而最適宜的沖泡溫度約在50～60℃之間。 而牛奶怎麼在不破壞營養成分的情形下去除水分的呢？ 現今奶粉製作方法是源自於美國人帕西於1877年發明的噴霧法。 這種方法是先將牛奶置於低壓（接近真空狀態），即可在低溫下將水分蒸散。 而再濃縮至原體積的1/4，成為濃縮乳後，再以霧狀噴到有熱空氣的乾燥室裡，脫水後製成粉，再快速冷卻過篩，即可包裝為成品。

一、熱的傳播方式 (課本p.46) 熱的傳播 傳導 對流 輻射

傳導 溫度較高的原子或分子振動較為激烈， 當其透過分子鍊結牽動附近的原子或分子時， 便能將能量傳遞到各處，使各處有相同的溫度。 隔熱手套 一、熱的傳播方式 (課本p.46) （一）傳導 傳導 溫度較高的原子或分子振動較為激烈， 當其透過分子鍊結牽動附近的原子或分子時， 便能將能量傳遞到各處，使各處有相同的溫度。 隔熱手套

一、熱的傳播方式 (課本p.46) （二）對流 對流 利用流體本身的移動來傳播熱能。 以火加熱容器裡的水時，底部的水因受熱密度變小而上升，此時附近的水立即補上，而形成對流。 對流現象也發生在氣體裡面。

濱海地區，白天時形成令人感到清涼的海風。夜晚時，整個風向顛倒過來，是由陸地吹向海上。 一、熱的傳播方式 (課本p.47) （二）對流 濱海地區，白天時形成令人感到清涼的海風。夜晚時，整個風向顛倒過來，是由陸地吹向海上。 高空遨翔的老鷹↓ 人類滑翔翼運動→ 靠著上升氣流御風而上

輻射 太陽的熱。 原子或分子在絕對零度以上，便會有熱輻射產生，溫度愈高，發出的熱輻射能量愈高，熱輻射的傳遞速率為光速。 一、熱的傳播方式 (課本p.47) （三）輻射 輻射 太陽的熱。 原子或分子在絕對零度以上，便會有熱輻射產生，溫度愈高，發出的熱輻射能量愈高，熱輻射的傳遞速率為光速。 一般常溫下的物體，人體所發出的熱輻射在紅外線範圍，溫度較高的物體如燒紅的鐵與鎢絲燈泡則會發出可見光。

原與外界溫度相等的高壓瓦斯罐，按壓後氣體膨脹對外界作功，此時內能減少，而展現在外的溫度就下降。 (課本p.48) 　原與外界溫度相等的高壓瓦斯罐，按壓後氣體膨脹對外界作功，此時內能減少，而展現在外的溫度就下降。 而在外的空氣中的水蒸氣遇冷凝結，即呈現此現象。 在野外野炊時常使用罐裝瓦斯，當快使用完畢時，其瓶身卻有小水珠，用手去觸摸感到冰涼，這又是為什麼呢？

二、電冰箱原理 (課本p.48) 冰箱 壓縮機 散熱片 膨脹閥 蒸發器

二、電冰箱原理 (課本p.48) (一)壓縮機 壓縮機 壓縮機對管內氣態冷媒作功，增加其內能，此時冷媒在高溫且高壓的狀態下成為液態。

高溫高壓下的液態冷媒藉著散熱片降低其溫度。 二、電冰箱原理 (課本p.48) (二)散熱片 散熱片 高溫高壓下的液態冷媒藉著散熱片降低其溫度。

二、電冰箱原理 (課本p.48) (三)膨脹閥 膨脹閥 溫度下降後的液態冷煤再通過膨脹閥汽化成為低壓低溫的氣體狀態。

二、電冰箱原理 (課本p.48) (四)蒸發器 蒸發器 通過膨脹閥的冷媒急速降溫為低溫氣體，並與冷凍室(即蒸發器所在位置)作熱交換，使冷凍室降低溫度，而低溫的冷媒溫度上升，再回到壓縮機將其壓縮成較高溫高壓的狀態。

二、電冰箱原理 (課本p.49)

回家後用手觸摸運作中冰箱的兩側立面箱板看看！你就知道囉！ (課本p.49) 你知道嗎？ 現代冰箱的散熱片除了機 體後面外還會裝置在哪裡？ 回家後用手觸摸運作中冰箱的兩側立面箱板看看！你就知道囉！

冷氣機工作原理與上述的電冰箱原理相同，差別僅在外部散熱機構裝置在戶外而已 三、冷氣機原理 (課本p.50) 冷氣機工作原理與上述的電冰箱原理相同，差別僅在外部散熱機構裝置在戶外而已

最主要是怕壓縮機內的 潤滑油因為倒放而流向管路，此時若開啟使用, 會導致 潤滑不足而損壞壓縮機。 (*潤滑油俗稱冷凍油) (課本p.49) 為什麼冰箱及冷氣機經移動後，不可以馬上開啟電源運轉？ 需靜置一段時間之後才可以開始運轉？ 這是為什麼呢？（提示：與物態有關喔！） 　最主要是怕壓縮機內的 潤滑油因為倒放而流向管路，此時若開啟使用, 會導致 潤滑不足而損壞壓縮機。 (*潤滑油俗稱冷凍油)