ページ3:

4.水面高度變化會與溫度變化成正比,其溫度差與高度差比值相等,
t₂-ti
t₂-t
t-t₁
=
h₂-hi
h₂-h h-hi
關係如下:
5. 自製溫標:
a. 將溫度計放在冰水中的高度定爲X,沸水中定爲Y°
b. 劃分刻度為(Y-X)格
焦點四、熱量與比熱的名詞解釋
1. 名詞解釋
熱
一種能量的形式,故又稱為熱能。
熱源
可以提供能量(熱)使溫度上升,火焰或陽光也是一種熱源。
熱量
H
比熱
S
℃th公分
rch公分
t℃
h公分
10公分
1.定義:熱能流動或傳送時,物體吸熱多少或熱源放入多少的流動量,以H表示
(例:冷水接觸熱水有熱量傳遞)
2. 熱量 熱流熱傳≠內能(內能:物體內部所含的能量,
能量轉換符號)
3.常用的單位:卡(卡路里,cal),一卡=1g的水溫度上升1°C所需的熱量
4.1kg的水,溫度上升1°C所需的熱量為1000卡=1千卡(kcal)=1大卡
1.定義:使1g的物體溫度升高或下降1°C,所吸收或釋放出來的能量,以S表示。
2.單位:卡/公克·°C (g/cal·°C)
3.不同的物質有不同的比熱,水的比熱為1.0。
4.同一物質在氣體、液體、固體的比熱不相同。
5.常溫、常壓下,水的S是液體中最大的。
6.生活中有關比熱的例子:
I.太陽照射下,沙灘的比熱小,易升易降,摸起來溫度比海水高。
II.水比熱大,難升難降,用來冷卻或保溫。
III.沙漠地區日夜溫差小,也是因為水比熱大,可調節氣候。
IV. 冬天使用熱水袋。
V.汽車冷卻系統加水吸熱。
m
質量,單位:g、kg
AT T(末溫)-T(初溫),溫度變化,單位°C或F
2. 熱量測定:使m公克的水溫由TC上升到T°C時所吸收的熱量H卡。
3. 關係式:H=Sm △T
a. 若加熱時間相同,M、H相同,S與△T成反比。
b. 若M、△T相同,S、H成正比。
<國中理化第三冊第五課>「溫度冷暖」筆記第3頁

ページ4:

c. 物質S大者,溫度不易升降(△T小) 難冷難熱。
d.物質S小者,溫度不易升降(△T大),易冷易熱。
e.若S、t相同,則m和△T成反比。
f. 若S、m相同,則△T與t成正比。
4. 【補充】H = Pt,H是熱量,P是功率,也可知Sm△T=Pt,故解釋了e、點。
H=mS△T,四者關係圖
關係圖
HT
S.AT一定 H
m、S一定
m
H、m一定
H、S一定
AT
0
AT
AT
S、AT一定
說明 i、m成正比
例子
水量少所需加
熱時間短
S、m一定
H、m一定S、H一定
H、△T成正比 S、AT成正比△T、m成正比
加熱時間愈 比熱小的物質 水量越多溫度
久、溫差愈大 溫差較大 上升越小
焦點五、熱平衡
1. 兩個不同溫度接觸時,熱量從高到低溫,最後兩者溫度相同,此稱為熱平衡。
2.平衡溫度介於最高溫與最低溫之間。
3. 熱量散失:
a. 若無熱量散失,則高溫放熱熱量=低溫吸熱熱量。
b. 若有熱量散失,則高溫放熱熱量=低温吸熱熱量+熱水散失熱量。
4. 將質量M、溫度T的高溫物質與質量M、溫度T的低溫物質混和,假設沒有熱量散失
則關係式為:M(S) (T-T)=Mz(Sz) (T-Tz)
5.若H放=H吸+H散失,則H放-H吸-H散失=0。
6.三種或以上混合物時,其公式類推。
7. 若熱水放熱多,如左下圖;若冷水放熱多,如右下圖。
度 T
溫度(C)
℃
|熱水初溫
T為平衡溫度
高溫物質T
T
熱平衡後的溫度T
Tz 冷水初溫
0 5 10 15 20 25
低溫物質 T22
時間(分)
時間
焦點六、熱和冷與縮和脹
1.大部分物質都是受熱體積膨脹變大,受冷收縮變小,此現象稱熱脹冷縮。
2.水在0~4°C是熱縮冷脹,4°C的水是熱脹冷脹,4°C以上的水才是熱脹冷縮。
3. 熱脹冷縮變化明顯程度:氣體>液體>固體。
<國中理化第三冊第五課>「溫度冷暖」筆記第4頁

ページ5:

4. 例子:
a. 油管做成U字型。
b. 鐵軌銜接處預留孔隙。
C. 水泥橋面設置伸縮縫。
d.凹陷的乒乓球受熱會恢復原狀。
e. 熱氣球、天燈升空。
5.雙金屬片開關(複合金屬棒)的性質:
a. 溫度升高時,會像膨脹程度小的一方彎曲。
b. 溫度下降時,會向收缩程度大的一方彎曲。
C. 利用不同的脹缩程度製作開關,達到斷電的目
溫度控制旋鈕
雙金屬片
加熱器
wwwwwww
的。
冷卻
加熱
AB
A/B
縮收
膨脹
向A彎曲
A的脹縮程度大於 B
向B彎曲
d. 應用:電熨斗的自動斷電,斷電系統的性質:
i. 低溫時,接點連接形成通路,加熱底板(如上圖)
ii.
高溫時,雙金屬片受熱,乙的膨脹程度大於甲,因
此向上彎曲,形成斷路,加熱器停止加熱底板。
(甲:鐵皮,乙:銅片)(如下圖)
焦點七、三態變化與吸熱,放熱
1.溫度可以改變物質的狀態。
甲乙
2.當物質熔化、汽化、昇華時,皆須吸收能量。
凝華
【例】酒精在皮膚上揮發,吸收熱量,使人感覺冰涼。
3.當物質凝結、凝固、凝華時,皆須放出熱量。
熔化
汽化
【例】下雨前水蒸氣凝結成水時,會釋放熱量使人感覺悶
固體
·液體
氣體
凝固
凝結
熱。
4. 吸熱反應:物質在反應過程中吸收熱量,周圍環境
溫度下降,本身溫度上升。
5. 放熱反應:物質在反應過程中放出熱量
昇華
冷卻
周圍環境溫度上升,物質本身溫度下
降。
或
加壓
冷卻
加熱
或
減壓
氣體
液體
<國中理化第三冊第五課「溫度冷暖」筆記第5頁
加熱
固體

ページ6:

6. 昇華與凝華的例子:紫黑色的碘受熱直接昇華成碘氣體,乾冰跟樟腦丸也是。
7. 硫酸銅晶體受熱變化如下圖:
(白色)
吸收熱量
含水硫酸銅晶體
(藍色)
-無水硫酸銅+水
放出热量
粉紅色氯化亞鈷 加熱(吸收熱量),
·藍色無水氯化亞鈷+水
8. 氯化亞鈷溶液受熱變化如上圖:(無水氯化亞鈷可測
試水的存在,藍色加水變成粉紅色。
焦點八、三態變化與溫度
| 加熱後
溫 冰 冰和水
水 |水和水蒸氣 水蒸氣
度
I II
Ⅲ
IV
沸點
100°C
凝結點)
沸騰
能量
固、液共存
(凝結)
固體
| 氣體
冰
液、氣共存
熔點
|熔化
液體
水
0°C
能量
凝固點)
(凝固)
加熱時間 -
能量
9. 熔點:固態的物質熔化期間,固體與液體是同時存在的,繼續加熱到溫度不變,此時
的溫度稱作沸點,反之則稱凝固點。
10. 沸點:液態的物質汽化,溫度上升開始沸騰變成水蒸氣,此稱為沸點,期間會持續吸
收能量,但溫度保持不變,液態與氣態共存。反之稱為凝結點。
11.同物質的熔點=凝固點,沸點=凝結點,壓力可以改變熔點與沸點。
12. 物體吸收、釋放熱量後,溫度或狀態會改變,但同時間,溫度與狀態僅能改變其一。
焦點九,傳導(conduction)、對流(convection)、輻射(radiation)
1. 熱的傳遞方向:高到低溫,直到
熱平衡。
Conduction
2.傳熱和比熱的快慢沒有絕對的關
係。
Convection
3. 方式:傳導(conduction)、對流
(convection)、輻射(radiation)。
傳導
Radiation
1. 介質:固體為主(傳播速率:金屬>非金屬>液體>氣體>眞空)
2. 金屬是熱的良導體,以銀最好,銅其次。非金屬、液體、氣體是不良導體。
3. 例子:
<國中理化第三冊第五課>「溫度冷暖」筆記第6頁
水蒸氣
能量

ページ7:

對流
體積(d
a.鍋、熨斗由金屬製製作,其鍋柄、把手使用非金屬製作。
b. 棉被、羽絨服填充物很蓬鬆、傳導效果差。
C.一樣高溫的鐵跟木頭鐵摸起來比較燙,一樣低溫的鐵與木頭鐵摸起來比較冰。
d.蚊香在鐵上比在木頭上更容易熄滅。
e. 保溫瓶、悶燒鍋有蓋子防止傳導。
f. 添衣防寒。
g. 用線香點燃包著錢的布,香無法燒破白布,但錢會燙。
h. 雙層玻璃杯用空氣傳導差的特性隔熱。
1. 介質:流體(液體或氣體)
2.流體受熱,溫度上升,體積膨脹,密度變小(暖空氣密度小上升,冷空氣密度大下
降)
密度(g/cm²)
1.001-
1.00]
0.99
0.91]
1.000-
0 2 4 6 8 10 12 14 16
溫度(°C)
0°C 4°C
溫度
散熱
15°C 空氣
20°C 湖面
水結冰
對流
暖
湖底
-10°C 空氣
-10°C~0°C冰
0°C
3.98°C 湖底
3. 水的結冰:水的密度會隨著水溫而改變。【南一重點】
a. 當水溫在3.98℃(約4°C)時水的密度是最高的,所以3.98℃的水份子較其
他溫度的水份子較容易下沉,如圖。
b.情況:水溫高於3.98℃(形成對流)
室外溫度低於水溫,則水往空中散熱。結果水份子的溫度下降,而密度卻增加了,所以這些水
份子會向下沉,而水面下較高溫的水,因為密度較低而逐漸往上升,形成對流,整個湖的水
漸冷卻。
C. 情況:水溫低於3.98℃(停止對流)
低溫的水密度較低,所以這些水份子會浮在水面;相反,愈接近3.98℃的水份子卻因密度高
而下沉。當水溫低於0℃時,在湖面較低溫的水結冰,向湖底漫延。但因熱量傳導的方式
傳遞,所以降溫的速度很慢。
d.冰底下的水溫一般維持在3.98℃,魚類還能生存,就此過冬。
4. 對流的例子:
a. 白天陸地比海水易吸熱,故陸地溫度較高,此時陸地上空氣受熱後,密度變小
上升,而海面上的空氣溫度較低,便過來補充,因此白天吹海風;夜晚陸地溫
度較海水溫度低,海面上的暖空氣上升,陸地上的空氣便過來補充,故晚上的
海邊吹陸風。
<國中理化第三冊第五課「溫度冷暖」筆記第7頁

ページ8:

海風
熱空氣
冷空氣
③陸風
熱空氣
固體傳熱 ®
傳導
冷空氣
b. 燒開水時只加熱底部,卻能整壺都沸騰,主要就是
因為對流。
C. 電暖器在低處,冷氣在高處。
d.屋頂風扇是靠熱空氣轉動。
e. 煙囪讓熱空氣上升,冷空氣下方補充,使熔爐更旺
盛。
f. 熱氣球、天燈、茶包放天燈。
g. 喝熱湯吹氣是靠對流降溫。
h.如圖,試管內的水同時沸騰,但乙只有上半部沸
00
MM
甲
「液體傳熱]
對流
騰。
輻射
1.介質:不需要:D(例:地球與太陽之間無介質,太陽也能將輻射熱傳至地球。)
2. 輻射如同電磁波以光速傳遞,延直線前進。【翰林補充】
3. 任何溫度都有輻射,溫度越高輻射熱越多。
4.深色、表面粗糙的物體易吸收或釋放輻射熱,淺色、表面光滑物體較不易。
5.物體以紅外線的形式輻射熱量,溫度越高,紅外線輻射越強。
6. 運用:
a. 夏天坐在樹蔭下或撐陽傘。
b. 在營火旁邊感覺到熱。
7. 深色、淺色的運用:
a. 夏天穿白色、淺色衣服涼,冬天穿深色、黑色衣服暖。
b. 黑與白色杯子裝熱水,黑色溫度下降较快。
C. 陽傘外面使用淺色甚至銀色來反射陽光,傘内使用深色減少反射。
d. 太陽能熱水器、太陽能板是深色,儲油槽與油罐車是淺色。
8. 粗糙、光滑的運用:
a. 救火隔熱衣表面光滑。
b.機車騎士在夏天會使用鋁箔隔熱墊。
C. 用鋁箔烤東西時,亮面在內、霧面在外。
焦點十、保溫原理與複合型運用
1. 保溫杯(亦或熱水瓶)與燜燒鍋:
<國中理化第三冊第五課>「溫度冷暖」筆記第8頁

ページ9:

a. (甲)以雙層玻璃製造,(乙)將雙層玻璃的夾層抽成真空,(丙)在玻璃的外側鍍
銀,(丁)以不傳熱的塞子塞住瓶口。
b. 原理:(甲、乙、丁)皆防傳導,(丙)防止輻射熱散失,(乙)還有防止對流的功
用。
老師的話
器 保溫瓶、燜燒鍋防止熱傳播的應用原理:(如下圖說明)
保溫瓶
·塑膠瓶蓋可防止熱量傳導方式散失-塑膠外鍋蓋←
真空夾層可防止熱量以傳導及對流方式散失——真空夾層
→淺色鏡面-可防止熱量以輻射方式散失光滑鏡面
塞子
不易導熱的
支架
-真空
鍍銀
2.棉被:填充物蓬鬆傳導效果差;隔絕外面空氣,更阻止對流。
3.水結冰:先用對流對流讓水冷卻,結冰後使用傳導傳遞熱量。
圖源:科學的家庭教師、超級翰將自然3(ISBN978-986-333-942-7張文山編著)、物理園
<國中理化第三冊第五課>「溫度冷暖」筆記第9頁