冷暖天地

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(1)台北市立萬芳高中國中部自然與生活科技（南一版）第三冊理化講義. 第四章. 班級：. 座號：. 姓名：. 冷熱天地. 第一節溫度與溫度計 1.溫度：表示. 的物理量，稱為溫度。. 2.溫度計：為了客觀度量溫度而使用的工具，就稱為溫度計。 3.溫度計的製作原理：棒狀溫度計利用物質的體積隨. 的性質測量溫度，而測溫物質的種類影. 響溫度計的靈敏度及測溫範圍。其它種類溫度計。 4.溫標的制定與換算：溫度計上的溫度單位刻度，稱為溫標。常見的溫標有：攝氏溫標，單位℃ ；華氏溫標，單位℉。， (1)溫標的換算：攝氏與華氏溫標的刻度關係可以數學式表示： (2)溫標的製定： a. 攝氏溫標的溫度單位制定是以一大氣壓力下水的結冰溫度訂為. ℃，水的沸騰溫度訂為. ℃作為度量基準，兩刻度間均勻刻畫 100 等分。 b. 華氏溫標的溫度單位制定是以一大氣壓力下水結冰的溫度訂為. ℉，水的沸騰的溫度訂為. ℉作為度量基準，兩刻度間均勻刻畫 180 等分。 5.氣溫：地表大氣的溫度，氣溫的變化使我們感覺到冷、暖的差異。 6.標準的氣溫測量：是在離地面約 1.2 至 2 公尺高的百葉箱內，且周圍的空氣需流通，並要避免陽光直接照射及附近建築物等的影響。 7.大氣溫度的變化:一般來說，氣溫是隨時改變的，每天以下午的氣溫最高，黎明前的氣溫最低。在地表的對流層中，隨著高度升高，氣溫亦隨之改變，平均每上升 1 公里的高度，氣溫約下降. ℃。通常噴射機. 在高空飛行時，機外氣溫都在 0℃以下，所以機體都需有除冰的設計。練習題: 1.某未定溫標的水銀溫度計，刻劃攝氏溫標時，發現冰點 0℃和沸點 100℃間水銀面高度差為 30cm，則（1）40℃時水銀面距冰點_______cm （2）當水銀面高出冰點 6cm 時的溫度是_____℃ 2.. (. （3）當水銀面低於冰點 3cm 時的溫度是_____℃ 某生利用燒瓶及水製作簡易溫度計，觀察管內水面在不同溫度時有如圖甲、乙、丙三種情形，試回答下列問題： (1)三種情形中溫度最高的是何者？ (A)甲 (B)乙 (C)丙。答：。 (2)若已知圖中虛線位置代表 0℃，且甲之溫度為 72℃，則乙之溫度為幾℃？ (A) 20 (B) 54 (C) 18 (D) 62。答：。 (3)若將此溫度計之玻璃管更換成較細的玻璃管，則甲情形中水面高度變化為何？答：。（填：增長、縮短或不變）. )3.我們可利用下列何種物體的熱膨脹來測量溫度？（A）只有固體（B）只有液體（C）只有氣體（D）固體、液體、氣體皆可. (. )4.下列敘述何者錯誤？（A）攝氏 100 度＝華氏 212 度（B）攝氏 0 度＝華氏 32 度（C）攝氏 60 度＝華氏 132 度（D）攝氏 40 度＝華氏 104 度 Wfsh 自然科教學研究會編製_B3-C4-Page. 1_11/11/2004.

(2) 台北市立萬芳高中國中部自然與生活科技（南一版）第三冊理化講義. 班級：. 座號：. 姓名：. 第二節熱量與水的溫度變化 1.對同質量的水而言，當加熱時間愈久，溫度上升也愈多，表示加熱時間與溫度變化大小成. 。對不同. 質量的水而言，當在同一熱源上加熱且加熱時間相同時，水的溫度變化也不同；水質量愈多時，溫度變化較少，表示水質量與溫度變化成. 。. 2.加熱時，能量由高溫物體傳到低溫物體，所傳遞的能量多寡即是熱源處得到的熱量愈 3.熱量的單位是. 。亦即，隨著加熱時間愈長，水從. 。因此，我們通常以在相同熱源上加熱的時間長短代表水得到熱量的多寡。（calorie），簡稱為. 所吸收（或放出）的熱量為. (cal)。我們稱質量 1 公克的水，溫度上升（或下降）1℃. 卡。. 【練習】 1.受熱時間越短，獲得的熱量越____ 2.對水加熱，水溫的變化與水的質量成____比，與加熱時間成____比 3.用一均勻熱源加熱 10 公克 20℃的水，2 分鐘後，水溫升高 10℃，若再繼續加熱 3 分鐘，則溫度可再上升 _____℃ 4.使用一熱源以每分鐘發熱 500 卡加熱一杯水，得結果如右圖所示，試回答下列問題：（1）6 分鐘內水共獲得_______卡的熱量；溫度變化為_____℃ （2）杯內原來有水______公克（3）設水分沒有蒸發，若繼續加熱 3 分鐘，則其最後溫度應為_____℃ 5.操作「水溫變化和加熱時間、水質量的關係」實驗後，得到實驗數據如下表：加熱時間（分）水量 100 ㏄. 水溫度溫度變化水溫度溫度變化. 200 ㏄. 0 25. 1 31. 2 37. 3 43. 4 48. 5 54. 25. 28. 31. 34. 37. 40. （1）完成上表（2）以溫度變化為縱座標，加熱時間為横座標作圖：推理：在相同水量時，水溫變化與加熱時間的關係為何？推理：在相同時間時，水溫變化與水的質量的關係為何？（3）以水溫度為縱座標，加熱時間為横座標作圖： ( ) 6.50g 的水由 10℃上升至 60℃時，所吸收的熱量為多少卡？ (A) 500 卡 (B) 2500 卡 (C) 3000 卡 (D) 3500 卡。 ( ) 7.振成想喝咖啡，將 25℃、400 公克的水煮沸，若瓦斯爐每分鐘供熱 1000 卡，預估幾分鐘後才能沖泡？ (A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 40。 ( ) 8.有關質量 l g，溫度 1℃的水，下列敘述何者正確？ (A)具有 1 卡的熱能 (B)溫度升高到 2℃，需吸收 1 卡的熱 (C)比質量 2 g，溫度 l℃的水多含 1 卡的熱 (D)以上皆非 ( ) 9. 1 公克 4℃的水所含的熱量為：(A) 4 卡 (B) 24 卡 (C) 0 卡 (D)比 0℃、1g 的水多 4 卡. (. ) 10.以同一穩定的熱源分別加熱質量 M1 與 M2 克的水，得到溫度變化與加熱時間的關係圖如附圖所示，則質量 M1、M2 的大小關係為： (A) M1＞M2 (B) M2＞M1 (C) M1＝M2 (D)資料不全，無法判定 Wfsh 自然科教學研究會編製_B3-C4-Page. 2_11/11/2004.

(3) 台北市立萬芳高中國中部自然與生活科技（南一版）第三冊理化講義. 班級：. 座號：. 姓名：. 第三節比熱 1.科學家定義使物質 1 公克上升 1℃所需的熱量即是該物質的. ，鐵的比熱為 0.113 卡/公克-℃，表示鐵. 1 公克上升 1℃所需的熱量為 0.113 卡。因此，當物質的質量 M 公克，吸收熱量 H 卡時，使物質的溫度上升△T℃，我們可以數學式表示此物質比熱 S 卡/公克-℃的大小。可寫成__________ 2.對於相同質量的不同物質，在相同熱源上加熱相同的時間，比熱大的物質，溫度上升較. ，即比熱大的. 物質溫度不容易升高，也不容易下降；反之，比熱小的物質溫度較容易上升，也容易下降。 3.海島地區晝夜溫差通常比大陸地區的溫差小，此因海島四週環繞的海水比熱較，在陽光照射下溫度較不容易上升；晚上時的溫度亦較不容易下降。 [練習] 1.某物質的比熱為 0.113cal/g℃，則使 1g 此物質，溫度上升 1℃，需熱量______cal 2.比熱為 S cal/g℃的物質，質量 M 克，若要使其溫度由 T1℃升高到 T2℃所需的熱量為____________卡 3.使 1 克的銅溫度上升 1℃，需吸熱 0.09 卡，則使 12 克的銅溫度由 40℃上升至 90℃需熱______卡 4.某生利用一穩定熱源加熱 100 克的水及 100 克的某液體，得一關係圖如右，請問：（1）在第 8 分鐘時，水增加_____℃，某液體增加_____℃ （2）在 8 分鐘內，水共吸熱______ 卡（3）某液體的比熱為______cal/g℃ （4）加熱至 10 分鐘時某液體為______℃ （5）若用此熱源加熱 100 克水及 200 克水，則何者溫度上升較快？_____ ( ) 5.將 20℃、100 公克的水加熱，使水溫上升至 35℃時，水共吸熱多少卡？ (A) 3500 (B) 2000 (C) 1500 (D) 700。 ( ) 6.欲使 20g 的某物質，溫度上升 10℃，所需的熱量為 26 卡，則此物質的比熱為： (A) 1.3 卡克℃ (B) 0.13 卡克℃ (C) 2.6 卡克℃ (D) 0.26 卡克℃。 ( ) 7.關於比熱的敘述，何者錯誤？ (A)吸收相同量的熱量，比熱愈大的物質，溫度的變化愈大 (B) 同一熱源下，加熱時間相同，吸收熱量相同 (C)烈日下，沙灘比海水熱，這是因為沙灘的比熱比海水小 (D)比熱是物質的特性之一，不同的物質有不同的比熱。 ( ) 8.兩物質的質量相等，比熱為 2：3，吸收熱量為 5：2，則升高溫度的比為何？ (A) 15：4 (B) 2：3 (C) 10：3 (D) 4：5。 ( ) 9.將質量 50 克的鐵塊（比熱 0.113 卡克-℃）由 20℃加熱到 220℃，則鐵塊吸收多少卡熱量？ (A) 1130 卡 (B) 1000 卡 (C) 2260 卡 (D) 5650 卡。 ( ) 10.以酒精燈加熱於 50 公克的溶液中（此溶液比熱為 0.8 卡/公克－度），使它從 20℃升到 40℃，則溶液吸收多少熱量？ (A) 800 卡 (B) 400 卡 (C) 500 卡 (D) 600 卡 ( ) 11.將附表中甲、乙、丙、丁四種金屬取相同質量加熱至 100℃後，分別投入四個完全相同的絕熱容器中，容器內均裝有等量且同溫度的冷水，此四種金屬均不與水發生化學反應。當熱平衡後，此四種金屬溫度高低的關係為何？ (A)甲＞乙＞丙＞丁 (B)甲＝乙＝丙＝丁 (C)丙＞丁＞甲＞乙 (D)丁＞丙＞乙＞甲. (. ) 12.柏熙用同一熱源對三物：甲（10 克）、乙（20 克）、丙（30 克）加熱後，得到溫度對時間之變化圖如右圖所示，由圖可知甲、乙、丙三物質比熱的大小比為： (A) 1：1：2 (B) 1：2：3 (C) 1：2：6 (D) 6：2：1。. (. ) 13.鐵的比熱為 0.113 卡/克-℃，將 2.5 kg 的鐵塊放在太陽底下曝晒 20 分鐘後，溫度由 25℃ 上升至 65℃，此鐵塊共吸熱多少卡？ (A) 1130 (B) 2260 (C) 3390 (D) 4400 Wfsh 自然科教學研究會編製_B3-C4-Page. 3_11/11/2004.

(4) 台北市立萬芳高中國中部自然與生活科技（南一版）第三冊理化講義. 班級：. 座號：. 姓名：. 第四節熱的傳播 1.熱平衡：當兩個溫度不同的物體接觸時，熱會由溫度高的物體傳到溫度低的物體，直到兩者. 相同為. 止，此稱兩物體達到熱平衡。 2.傳導：熱經由. 從高溫處傳播到低溫處的方式。. 3.對流：熱藉著物質的流動而傳播的方式稱為對流，對流發生在度高的氣體或液體，體積膨脹變大，質量不變，因此，密度變質量不變，因此，密度較. 的液體與氣體。當加熱時，一般溫而上升；溫度低的氣體或液體，體積小，. 而下沉。. 4.輻射：熱不需憑藉任何物質當媒介，而直接由熱源發散出去的傳播方式。 5.熱傳播應用： (1)保溫瓶：保溫瓶的保溫原理，是應用隔絕熱的傳播途徑而達成的效果；外殼是一個真空夾層，可避免熱藉藉著. 與. 方式逸失；夾層的層壁上鍍銀，藉著銀面的光滑將熱反射以減少熱. 方式而流失；而瓶蓋以絕熱材質做成，降低熱以. 方式逸失。. (2)悶燒鍋：悶燒鍋的設計就是將食物加熱後，減少熱經由傳播流失，將熱能保留，所以經一段時間後仍可以把食物悶熟。 [練習] 1.下列各現象主要是利用或防止熱的何種傳播方式？（A）傳導（B）對流（C）輻射（以代號回答）（1）火爐旁感覺熱_____ （2）夏天撐傘_____ （3）加煙囪幫助燃燒____ （4）鍋底做成黑色____ （5）防火衣通常做成銀白色____ （6）用厚棉布織成的隔熱手套____ （7）鍋柄用木頭材質____ 2.附圖為某地海陸風情形，試回答下列問題： (1)何處的氣溫最高？ (A) A (B) B (C) C (D) D。答：。 (2)何處最易形成雲？ (A) A (B) B (C) C (D) D。答：。 (3)此時為海邊吹向陸地的風（海風），應該是一天何時？ (A)白天 (B)晚上 (C) 以上皆可。答：。 ( ) 3.所謂「熱平衡狀態」是指： (A)沒有熱交互作用的系統 (B)溫度不再變化的系統 (C)不可以再與其他系統發生熱的交互作用的系統 (D)熱量總和達到最大值的系統 ( ) 4.有關保溫瓶的原理下列敘述何者錯誤？ (A)外殼的真空夾層是為了防止熱的傳導和對流 (B)夾層上鍍銀是為了防止熱的輻射 (C)瓶蓋採用絕熱材質是為了防止熱的傳導 (D)保溫瓶不適合保存冰水 ( ) 5.莉莉觀察家中烤箱的構造，發現上方燈管附近的金屬內殼，其表面光亮有如一面鏡子，請問其作用是增加熱以哪一種方式傳播？ (A)對流 (B)輻射 (C)傳導 (D)對流和傳導。 ( ) 6.下列有關熱的傳播現象之敘述，何者是正確的？ (A)熱的傳播是由熱含量多的物體傳到熱含量少的物體 (B)加高煙囪可讓燃燒效果較佳，這是熱的對流作用 (C)以手接觸 50℃的銅棒和木棒，感覺銅棒較熱，因銅的比熱較小 (D)手置於燈下覺得熱，這是熱的對流現象。 (. ) 7.小明用二支相同試管各裝 200 mL 的水做實驗（如附圖），以相同的熱源同時對試管加熱，哪一支試管的水面先產生沸騰現象？ (A)甲先沸騰 (B)乙先沸騰 (C)同時沸騰 (D)不一定。. Wfsh 自然科教學研究會編製_B3-C4-Page. 4_11/11/2004.

(5) 台北市立萬芳高中國中部自然與生活科技（南一版）第三冊理化講義. 班級：. 座號：. 姓名：. 第五節熱對物質的作用 1.熔點：當固體溶化時，固體與液體同時存在，此時的溫度為該固體的熔點。 2.沸點：當液體沸騰時，液體和氣體同時存在，此時的溫度為該液體的沸點。 3.凝結點：氣體液化時保持不變的溫度，稱為凝結點。 4.凝固點：液體凝固時保持不變的溫度，稱為凝固點。 5.物質三態的變化過程，大部分會依循著固態→液態→氣態的順序；但有些物質加熱後，則直接由固體變成氣體，此現象稱為昇華。液體由液面汽化變成氣體的現象，稱為蒸發。 6.人為不當使得環境溫度改變，將直接或間接影響其他物種或人類本身的生存。例如核能電廠排水溫度過高，導致珊瑚白化（死亡）；工業用的燃料及汽、機車所排放的大量二氧化碳，使全球氣溫升高。練習：. 1. 小宋在白色圖畫紙上手繪國旗，他用硫酸銅水溶液畫「青天」，用氯化亞鈷水溶液畫「滿地紅」如附圖所示： (1)畫完後小宋覺得圖畫紙溼溼的，於是拿吹風機將圖畫紙吹乾，結果圖畫紙上的顏色會有什麼變化？ (A) 「青天」變粉紅色；「滿地紅」消失了 (B) 「青天」消失了；「滿地紅」變藍色 (C) 「青天」變粉紅色；「滿地紅」。變藍色 (D) 「青天」與「滿地紅」皆消失了。答： (2)承上題，關於國旗顏色的改變，是屬於變化。（請填物理或化學） ( ) 2.墾丁附近的核能三廠發電時，排放出的高溫廢熱，使得附近海域中的珊瑚發生「白化」現象，是屬於何種汙染？ (A)空氣汙染 (B)水汙染 (C)噪音汙染 (D)熱汙染 ( ) 3.加熱硫酸銅晶體，失去結晶水後又加水，其顏色變化為： (A)紫紅→藍→白 (B)藍→白 →紫紅 (C)白→藍→白 (D)藍→白→藍 ( ) 4.媽媽將衣服晾在室外，下列哪一種天氣條件衣服最不容易晾乾？ (A)微風吹徐 (B)烈日高照 (C)空氣溼度大 (D)天氣高溫 ( ) 5.下列何者是放熱反應？ (A)將杯子內裝水拿到冰箱的冷凍庫中 (B)冰箱中的冷媒由液態變成氣態 (C)吃冰棒時，冰棒熔化 (D)固態乾冰變成氣態二氧化碳的過程。 ( ) 6.以下何者是吸熱反應？ (A)鎂燃燒產生光和熱 (B)硫酸和氫氧化鈉的反應 (C)植物進行光合作用 (D)電池內部的化學反應提供電能。 ( ) 7.到合歡山賞雪，看到有人堆了一個乾淨的雪人及一個髒的雪人（大小、形狀完全相同）。當太陽照射後雪人開始熔化，若依物理觀點預測雪人的熔化速度，則： (A)乾淨的雪人先熔化 (B)髒的雪人先熔化 (C)一樣快 (D)無法預測。 ( ) 8.小金做熱學實驗，將一固體物質放在一絕熱良好的容器內，容器內有一穩定的熱源加熱此系統，他測得系統溫度與時間之關係如下圖（一）所示，試回答下列問題： 50℃為該物質的： (A)沸點 (B)凝結點 (C)熔點 (D)昇華點。. (. 圖（一）圖（二） ) 9.小金做熱學實驗，將一固體物質放在一絕熱良好的容器內，容器內有一穩定的熱源加熱此系統，他測得系統溫度與時間之關係如上圖（二）所示，試回答下列問題：該物質完全變成液態共須加熱多久？ (A) 2 分鐘 (B) 4 分鐘 (C) 6 分鐘 (D) 7 分鐘. Wfsh 自然科教學研究會編製_B3-C4-Page. 5_11/11/2004.

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