熱平衡與溫度 溫度計 熱膨脹 熱量與比熱 熱的傳播 物質的三態與潛熱 熱與其他能量的相互轉換 理想氣體的性質

Presentation on theme: "熱平衡與溫度 溫度計 熱膨脹 熱量與比熱 熱的傳播 物質的三態與潛熱 熱與其他能量的相互轉換 理想氣體的性質"— Presentation transcript:

1 熱平衡與溫度 溫度計 熱膨脹 熱量與比熱 熱的傳播 物質的三態與潛熱 熱與其他能量的相互轉換 理想氣體的性質
編寫者嚴文宏老師 第二章　溫度與熱量 熱平衡與溫度 溫度計 熱膨脹 熱量與比熱 熱的傳播 物質的三態與潛熱 熱與其他能量的相互轉換 理想氣體的性質

2 熱平衡與溫度 ‧熱平衡：冷熱不同物體接觸，熱量由高傳至低溫，直到溫度相等形成熱平衡。 ‧物體達成熱平衡，溫度相同。

3 汽車熱污染 汽車熱污染

4 熱污染 焚化爐

5 二氧化碳 溫室效應 二氧化碳太多

6 溫室效應 溫室效應 太嚴重 ，會造成 兩極冰山 溶解， 淹沒陸地 全球 氣候 變遷。

7 熱污染 溫室效應 二氧化碳太多 北極冰層變薄 北極熊可能絕種 食物短缺

8 熱污染 熱污染的現像 想想看：核三廠在恒春貓鼻頭的附近排放發電冷卻用溫排水，造成附近海域的生態受到相當程度的影響,有怪魚的出現，這是不是一種”熱汙染”"的現像呢？

9 　溫度計 溫度計製作 溫標種類 溫標換算

10 溫度計製作與種類 溫度計：利用熱脹冷縮性質 常見種類：1電子式 2水銀式 3酒精溫度計

11 體溫 女性平均體溫比男性略高

12 冷血動物

13 溫標種類與制定 攝氏溫標：水冰點定 0度，水沸點定為100度，冰點與沸點間分刻成100分以℃表示
華氏溫標：水冰點定32度，水沸點定212度，冰點沸點間均分成180分，oF表示 克氏溫標：又稱絕對溫標，溫標間隔和攝氏溫標間隔相同，以K表示。

14 溫標的換算 克氏溫標T與攝氏溫標C之關係 K = C+273 攝氏溫標與華氏溫標的換算

15 溫度計

16 　熱膨脹 熱膨脹定義與種類 1固體的膨脹 2液體的膨脹 3氣體的膨脹

17 熱膨脹的定義與種類 ‧熱膨脹：大多數物質，當溫度升高時體積會膨脹；溫度降低時體積會收縮。這種現象稱為熱膨脹
‧物體熱脹冷縮以氣體最為顯著，液體次之，固體則為最小。

18 固體的膨脹 線膨脹與公式 物體線膨脹 面膨脹與體膨脹

19 線膨脹與公式 線膨脹：固體受熱長度增加 線膨脹係數：當溫度升高1℃時，物體長度的增長量與原來長度的比 △L及全長L為

20 自控開關 雙金屬自動控制開關

21 面膨脹與體膨脹 物體在0℃時，其面積為A0，當溫度改變Δt時，其面 積變為A，則 （β面膨脹係數，約為線膨脹係數的2倍）
物體在0℃時，其體積為V0，當溫度改變Δt時，其體 積變為V，則 （γ體膨脹係數，約為線膨脹係數的3倍）

22 液體的膨脹 0℃ 4℃ 100℃ 液體的膨脹一般較固體為大，其膨脹公式與 固體膨脹相類似。 水在4℃時密度最大，體積最小。
體積變小密度變大　　體積變大密度變小 體積變大密度變小　　體積變小密度變大 0℃ 　4℃ 　　　 100℃

23 氣體的膨脹 氣體膨脹與壓力有關係 壓力一定時，氣體體積的改變量ΔV與溫度 的改變量Δt成正比 查理定律：壓力一定，溫度升降攝氏一度
一定質量的氣體其體積隨之增減其在0℃時 體積的1/273

24 熱量與比熱 卡與比熱的定義 常見物質的比熱 熱量公式與熱容量

25 比熱的定義 比熱：使1克物質升高1℃所吸收的熱量 單位： cal／g℃ 公式： ΔH ＝ m s Δt 比熱大的物質: 溫度 難升難降。
比熱大的物質: 溫度 難升難降。 想一想:大陸型氣候與海洋型氣候的差別

26 熱量公式與熱容量 H=msT 熱容量：物質升高1℃所需的熱量，C = ms 熱量公式：H = ms∆t
升高t℃，所需熱量H卡，則H = ms∆t H=msT

27 例題 冷熱物質的混合，若過程沒有熱量損失，則 低溫物體吸收的熱量=高溫物體放出的熱量
鐵比熱為0.11卡/公克－℃ ，要使一個400公克的鐵鍋，溫度由20℃上升到220℃，至少需供應給多少的熱量？ 由H = ms∆t 得H = 400 ×0.11 ×（220 − 20） = 8800（卡）

28 熱的傳播 傳導：熱量經過一靜止的物質，從高溫的地方傳到低溫的地方的方式。 對流：熱量可以經由氣體或液體流動而隨著傳遞的方式。
輻射：凡不藉任何物質作媒介，將熱直接自熱源傳至他處的方式。

29 對流 傳導 與 輻射

30 對流

31 輻射熱的特性 熱輻射傳遞比傳導、對流方式快。速度與光速同。 任何一物體恆在放射輻射熱，同時也吸收入射 至其表面上的輻射熱。

32 物質的三態與潛熱 影響物態變化與潛熱 物態變化 物態變化溫度 與供熱時間關係 潛熱(汽化熱)(熔化熱)

33 物質的三態 物質的三態 狀態 無固定形狀:氣態與液體 固態 液態 氣態 有一定體積、有一定形狀 有一定體積、沒有一定形狀
沒有一定體積、沒有一定形狀 無固定形狀:氣態與液體

34 影響物態變化與潛熱 影響物態變化的因素 ----溫度與壓力 潛熱：物質從固態到液態，或從液態到 氣態，所需的熱。 水的汽化熱540卡/公克
冰的熔化熱80卡/公克 影響物態變化的因素 ----溫度與壓力

35 物態變化

36 物態變化溫度與供熱時間關係

37 水熱量計算過程 （冰的熔化熱80卡/克，水的汽化熱540卡/克） 冰熔化成水，水變成水蒸氣的過程， （補充） 所需吸收的熱量分段計算為
零下冰→0℃冰→ 0℃水→ 100℃水→ 100℃水蒸氣 → 100℃以上水蒸氣

38 例題 10公克−5℃的冰塊，欲加熱使冰塊變成100℃的水蒸氣時，所加的熱量為若干？(不計熱量的損失，且水、冰之比熱分別為1卡/公克－℃、0.5卡/公克－℃) 解：依題意−5℃的冰塊受熱過程為 −5℃的冰0℃冰0℃水100℃水100℃水蒸氣 所以需供應熱量為 H = 10 ×0.5 × × ×1 ×(100 − 0) ×10 = 7215 (卡)

39 復冰現象 復冰現象

40 熱與其他能量的相互轉換 能量轉換與熱功當量 焦耳實驗裝置

41 能量轉換與熱功當量 J稱為熱功當量 J＝4.2焦耳/卡 即每4.2焦耳的功可轉換為1卡的熱 一焦耳是0.24卡
熱是一種能量，能量間可互相轉換。

42 熱功當量 能量轉換與熱功當量 焦耳實驗圖

43 內燃機 內燃機===柴油引擎

44 內燃機

45 理想氣體的性質 波以耳定律 查理定律 波以耳－查理定律與氣體動力理論 氣體碰撞器壁

46 波以耳定律 ‧波以耳定律：溫度一定時,定量的氣體，壓力與體積成反比。 P1V1＝P2V2＝常數 ‧

47 查理定律 查理定律：一定量氣體, 壓力一定時，溫度每升降攝氏一度時，體積隨之增減其在 0℃時體積之1/273。

48 波以耳－查理定律 波以耳－查理定律：定量的氣體，其壓力、體積及絕 對溫度T的關係為 （理想氣體方程式）式中n為氣體莫耳數，R值為
0.082公升 −大氣壓/莫耳 − K

49 氣體動力理論 氣體動力理論推導：PV = NkT（補充） 式中N為氣體分子數，k = 1.38 ×10−23焦耳/K （補充）
定量的氣體，其壓力、體積及絕對溫度T的關係為 PV = nRT 式中n為氣體莫耳數，R值為 公升 −大氣壓/莫耳 − K

50 氣體碰撞器壁 氣體正面碰撞器壁

51 參考資料來源 涂維聖老師相關網站 王尊信老師相關網站 翰林基礎高中物理吳永和著 龍騰基礎高中物理褚德三著 龍騰物理褚德三著
台科大工職物理李芳芳著 龍騰工職物理柯士山著 台科大高職教科書教學投影片 龍騰高職教科書教學投影片 翰林高中教科書教學投影片 涂維聖老師相關網站 王建忍老師相關網站 光復多媒體科學大百科 TVBS新聞網頁