熱對物質的影響
溫度改變
狀態改變
實驗1:加熱食物
蛋
巧克力
冰
有無產生【新物質】
物理變化
三態變化
化學變化
分子組成改變
體積改變
實驗2:熱脹冷縮
溫度計
水銀
-37~357
酒精
-114~78
液體
錐形瓶
氣體
氣球
固體
銅球+金屬環
酒精燈用法
八分滿
一手瓶身 一手底部
燈蓋蓋熄 不可口吹
不可拿易燃物擋風
準備冷水降溫
原因:
物體受熱時,隨著溫度的升高,內部粒子振動範圍隨之擴大,造成體積膨脹。
影響
熱脹 冷縮
固體
固體受熱時【長度】會增加,【面積】、【體積】也增加。
(2) 右圖銅板受熱時,【厚度】增加,【圓形】面積增加,中間【方形】面積也會增加。
【註】:極少數物質有熱縮冷脹的特性,如:生鐵、銻、鉛等。
液體
(3) 液體的熱脹冷縮可製成【溫度計】。
(4) 在水的膨脹和收縮實驗中:
甲、 裝滿水的錐形瓶受熱時,因玻璃先受熱膨脹,所以玻璃管的水柱會【先降後升】。
乙、 裝滿水的錐形瓶冷卻時,因玻璃先冷卻收縮,所以玻璃管的水柱會【先升後降】。
水有特殊的現象:
甲、 在【4~100】℃之間,水受熱會熱脹冷縮。
乙、 在【0~4】℃之間,水受熱會熱縮冷脹。
丙、 所以水在4℃時,【體積】最小、【密度】最大。故冬天湖水結冰是從【湖面】開始,冰層以下的水由0℃往下漸增至4℃,湖底部分的水溫約有【4℃】左右,因此水中魚蝦得以生存。
應用
將踩凹的兵兵球放入熱水中,兵兵球會因球內氣體受熱膨脹,將兵兵球恢復原狀。
工程施工時,要考慮到冬、夏兩季氣溫變化對物體熱脹冷縮所造成的影響,避免物體因熱脹冷縮,造成損壞。
鐵軌上及橋梁兩端預留【伸縮縫隙】。
水泥地廣場上刻畫凹槽以防止龜裂。
輸油管每隔一段距離便彎成【U】形。
利用物體熱脹冷縮製成溫度計,利用【複棒】製成定溫開關。
一般的玻璃容易因受熱後體積膨脹而破裂,但耐熱玻璃因膨脹量較小,較不易爆裂。
電線桿上的電線不可拉緊
熱氣球
熱平衡
熱水和冷水混合,熱水溫度【下降】,冷水溫度【上升】,兩者的溫度相同時便不再改變,此時即稱為【熱平衡】。
【高溫】傳給【低溫】
【熱量多】傳給【熱量少】
熱的傳播
熱平衡之前,熱量會發生轉移
轉移方式
實驗3-1:傳導
湯匙握把
塑膠,鐵,鐵+木
鐵尺+蠟塊
應用:保麗龍,鐵椅,燜燒鍋
熱傳導
(1) 熱經由物體由高溫處傳遞至低溫處,此種熱量轉移的方式,即稱為傳導。
(2) 為【固體】主要的傳熱方式。
(3) 傳熱速率:金屬【>】液體【>】氣體。
(4) 膨 脹 率:固體【<】液體【<】氣體。
實驗3-2:對流
水+胡椒粒
紙蛇
應用:冷氣機,電暖器
熱對流
(1) 液體和氣體因具有流動性,因此合稱為【流體】。
(2) 藉著液體和氣體的流動,將熱量轉移的方式稱為【對流】。
(3) 產生對流的原因:液體或氣體由於受熱後體積膨脹、密度減小而上升,由周圍密度較大、溫度較低的物質補充,如此不斷循環,而形成對流。
(4)大部份的流體【不易】傳導熱,多以【對流】方式轉移熱量。
(5) 液體的對流:
(6) 氣體的對流:
熱輻射
(1) 【傳導】和【對流】都需有介質存在,才能轉移熱量。
(2) 熱不經由任何介質,而直接由熱源傳遞至各處的方式,稱為【熱輻射】。
(3) 太陽的熱能傳遞至地球上,是利用【熱輻射】的方式。
(4) 輻射熱的傳播速率是【光速】,為傳熱方式最【快】的。
(5) 輻射熱沿直線進行,【不能】穿透障礙物。
(6) 白色或光滑的物體,較易【反射】輻射熱,不易吸收或放出輻射熱。
(7) 黑色或粗糙的物體,較易【吸收】輻射熱,不易反射輻射熱。
熱水瓶的保溫原理
構造
1-1.以【雙層玻璃】製造。
1-2.以不傳熱的塞子塞住瓶口。
2.將雙層玻璃的夾層抽成【真空】。
(3) 在玻璃的外側鍍【銀】。
原理
1.防止傳導:軟木塞和玻璃瓶皆為熱的不良導體,可防止熱傳導。
2.防止對流:玻璃瓶間抽成【真空】,沒有【介質】存在,不能產生傳導與對流。
2.在【密閉】容器中,可防止熱量經由對流流失。
3.防止輻射:玻璃瓶的外層鍍【銀】,可反射【輻射熱】。
房屋建築
通風
對流 散熱
透光
阻擋輻射熱
遮陽=隔熱
反射玻璃
隔熱紙
屋頂綠化
太陽能版
遮陽板
走廊
窗簾
顏色
材質
形式
內外
隔熱
顏色
材質
形式
內外