課程名稱：
熱對物質的作 用
課程名稱：
熱對物質的作 用
編授教師：
中興國中 楊秉鈞
熱對物質狀態
汽化
昇華
熱對狀態的改變：
（ 1 ）固態物質，經 熱量後，會熔化、汽化，而成氣態。
（ 2 ）氣態物質，經 熱量後，會凝結、凝固，而成固態。
（ 3 ）固態物質，經 熱量後，直接成氣態，稱昇華 常溫常壓下，昇華實例： 乾冰 樟腦丸 碘固體
熱對物質狀態的影響
吸收 放熱 吸收
凝華
放熱（降溫）吸熱（升溫）
昇華凝華圖說
（媒體： 1， 1’3” ）
碘（紫黑色）昇華 樟腦丸昇華
乾冰昇華
氣體碘凝華
純物質 水的加溫曲線
加溫曲線：將冰塊逐漸加溫，使之成為水蒸氣
（ 1 ）溫度曲線中，熔點與沸點固定，表示此物質是 。
（ 2 ）熔點（凝固點）＝ ℃；沸點（凝結點）＝ ℃。
（ 3 ）二狀態共存階段，物質雖不升溫，但仍吸熱中。
（ 4 ）分段加溫曲線越接近 軸者，比熱較 。 純物質
0 100
固體（冰）
（媒體： 1， 1’54” ； 2
）
時間 大
(
S水
S冰)
固液共存（冰、水） 液體（水）
（升溫必吸熱，吸熱不一定升 溫）
液氣共存（水、水蒸氣共存）
氣體（水蒸氣）
純物質 水的加溫曲線
加溫曲線：將冰塊逐漸加溫，使之成為水蒸氣 （ 5 ）熱量的計算：
單一狀態時： 。
狀態共存時（補充）：
。
T ms
H
狀態熱
質量
mh ' H
cal m
H 80
cal m
H 540
冰的熔化熱＝凝固熱＝ 80cal/g 水的汽化熱＝凝結熱＝ 540cal/g
水的汽化熱＞熔化熱
狀態熱
t
' h m
t
h
定值，查表
蒸發與沸騰的比較
蒸發 沸騰
相同點
同是液體汽化的過程 同是需要吸熱才能發生的過程
相異點
緩慢的表面汽化 發生於任何溫度 不產生氣泡
劇烈的整體汽化
只發生於沸點
內部產生大量氣泡
有利因素
有利蒸發快的因素：
高溫
有風
液面上壓力小
濕度小
液面表面積大
液體沸點低者
壓力大時，沸點增高
壓力鍋：高壓 沸點高，快熟
高山：低壓
沸點低，不易熟
熱對熱脹冷縮
熱對熱漲冷縮的影響：
（ 1 ）大部分物質具有 熱脹冷縮性質。
物體粒子間 變大，粒子本身大小 。
（ 2 ）脹縮程度：氣體 液體 固體。
（ 3 ）應用說明：
鐵軌、橋樑接縫，預留伸縮縫 輸油管做成 U 型 電鍋雙金屬片開關（金屬複棒） 水泥地切割凹槽
熱對熱漲冷縮的影響
＞ ＞
雙金屬開關 鐵軌接縫 水泥切割凹槽 橋樑接 縫
體積
距離 不變
體積熱脹冷縮示意圖
置於熱水 橋面伸縮縫 鐵軌伸縮縫
膨脹後無法通過環
銅鋁雙金屬片示意圖
銅鋁雙金屬片原理：
（ 1 ）雙金屬片：二脹縮程度不同的金屬片黏貼成片 （ 2 ）原理：因金屬片受冷熱會彎曲，可用於開關設計 遇熱時，金屬片會向脹縮程度 的一方彎曲。
遇冷時，金屬片會向脹縮程度 的一方彎曲。
小 大
鋁的脹縮程度大於銅
（媒體： 1
， 3’8” ）
∴ 彎曲
遇熱時
∴ 彎曲
遇冷時 鋁外圈
銅外圈
水的體積與密度對溫度關係圖
4℃ 的水：
體積最 、密度最 。
將 4℃ 的水升溫：
體積 、密度 。
將 4℃ 的水冷卻：
體積 、密度 。
4℃ 的水是 的。
現象說明：
水結冰時，體積膨脹。
水結冰時，從表面開始 冰會浮在水面上。
夏天湖水表面溫度高於湖底。
嚴寒冬天，湖底水溫 4℃ ，魚 仍
能存活。
cm3V
C
T
g cm3
D
C
T 4
4
1 1
小 大
增加 減少
增加 減少
熱脹冷脹
反比 , D
V
VD M
（媒體： 1
， 9” ）
熱對化學變化
熱對化學反應：
（ 1 ） 反應：吸收光、電、熱才發生的反應 （ 2 ） 反應：放出光、電、熱的反應
若正反應為吸熱反應，逆反應為 。反之亦同。
吸熱
放熱 放熱
吸熱反應與放熱反應
B A 熱 吸熱
放熱反應（環境溫度上升） 吸熱反應（環境溫度下降）
水蒸氣 水 冰的過程
燃燒、生鏽等氧化反應
加水形成晶體的反應
強酸鹼的稀釋
電池放電、電燈發光
冰 水 水蒸氣的過程
食鹽溶於水
晶體受熱去水
水吸收電能而分解（電解）
光合作用（吸收光）
放熱
吸熱與放熱反應：
（ 1 ）將硫酸銅晶體（含水）加熱時：
（ 2 ）將氯化亞鈷晶體（含水）加熱時：
吸熱與放熱反應
白色 ) (
藍色 )
(
吸熱反應 水
無水硫酸銅 熱
硫酸銅晶體
藍色 ) (
( 粉紅色 )
吸熱反應 水
無水氯化亞鈷 熱
氯化亞鈷晶體
放熱
放熱
檢驗水的試劑：
（ 1 ）試劑：白色無水硫酸銅粉末
白色無水硫酸銅遇液體後，若呈 色。液體就是水。
（ 2 ）試劑：藍色氯化亞鈷試紙
藍色氯化亞鈷試紙遇液體後，若呈 色。液體就是水。
保存時易受溼氣影響而成粉紅色，使用前應先烘乾成藍色
檢驗水的試劑
藍 粉紅
白色無水硫酸銅粉末 粉紅色受潮的氯化亞鈷試紙
熱對環境影響
熱對環境的影響實例
熱對環境的影響實例：
（ 1 ）核能電廠排水溫度過高，使珊瑚白化及魚類變形。
（ 2 ）人為排放過多 造成 效應，使全球氣溫 。
高山及極地冰雪溶解，造成海平面上升、氣候改變等。
1997 年，各國於日本京都簽訂京都議定書限制二氧化碳 排放量。（我國非會員國，並未參與簽署）
二氧化碳 溫室
珊瑚白化 魚類變形
升高
範例解說
1. （ ）某物質在溫度為－ 80℃ 時為固體，－ 20℃ 時為液體， 300℃
時
為氣體，根據表，此物質可能為下列何者？
（ A ）甲 （ B ）乙 （ C ）丙 （ D ）丁。
A
●
●
固 液
氣 沸點
熔點
範例解說
2. 將－ 10℃ 、 5 公克的冰、加熱，直到完全汽化成 120℃ 的水蒸氣時，
須吸熱多少卡熱量？ 卡。（列出計算式即可）
（常數值： 若冰、水蒸氣的比熱分別為 0.5cal/g℃ 、 0.48cal/g℃
冰的熔化熱 80cal/g ；水的汽化熱 540cal/g ）
T ms
H ' mh H
cal H
H
20 48
. 0 5
540 5
100 1
5 80
5 10
5 . 0
5
五區段熱量總和
3673
範例解說
3. 將一固體物質 100 公克放在一絕熱良好的容器內，以一穩定的熱源，提 供每分鐘 2000 卡的熱量加熱，他測得系統溫度與時間之關係如圖，則：
(1) 此物質是否為純物質？ ；熔點？ ℃；沸點？ ℃。
(2) 該物質在 0 ～ 2 分鐘階段應為何種狀態？
。
(3) 該物質在 2 ～ 4 分鐘階段應為何種狀態？
。
(4) 該物質在 4 ～ 8 分鐘階段應為何種狀態？
。
(5) 該物質在 8 ～ 14 分鐘階段應為何種狀態？
。
是
55
85 固態
固、液共存 液態
液、氣共存
範例解說
3. 將一固體物質 100 公克放在一絕熱良好的容器內，以一穩定的熱源，提 供每分鐘 2000 卡的熱量加熱，他測得系統溫度與時間之關係如圖，
則：
(6) 該物質在 14 分鐘之後階段應為何種狀態？
。
(7) 該物質在加熱第 分鐘時開始熔化，第 分鐘時全部熔化。
(8) 該物質在加熱第 分鐘時開始汽化，第 分鐘時全部汽化。
(9) 該物質的固、液、氣態的比熱大小順序？
。
(10) 該物質的熔化熱 汽化熱（填：＞、＝、＜）；且汽化熱是 熔化熱的 倍。
氣態
2
4 8
14
大 越接近時間軸 S
同 ,
m
固態 氣態 S
液態 S
S
狀態熱
t
H mh
狀態熱
t
＜ 3
範例解說
3. 將一固體物質 100 公克放在一絕熱良好的容器內，以一穩定的熱源，提 供每分鐘 2000 卡的熱量加熱，他測得系統溫度與時間之關係如圖，
則：
(11) 該物質的熔化熱 cal/g ；汽化熱 cal/g 。
g cal
h
h h
m t
h
/ 40
100 2
2000
熔化熱
熔化熱 熔化熱
40
h cal g
h h
m t
h
/ 0
12
100 6
2000
汽化熱
汽化熱 汽化熱
120
範例解說
3. 將一固體物質 100 公克放在一絕熱良好的容器內，以一穩定的熱源，提 供每分鐘 2000 卡的熱量加熱，他測得系統溫度與時間之關係如圖，
則：
(12) 該物質的固態比熱與液態比熱的比值？ 。
3/11
30 100
4 2000
55 100
2 2000
液 固
S S T S
m t
h
11 3 S
11 2
6
6 S
11 2
1
液 固 液
固
S S
範例解說
3. 將一固體物質 100 公克放在一絕熱良好的容器內，以一穩定的熱源，提 供每分鐘 2000 卡的熱量加熱，他測得系統溫度與時間之關係如圖，
則：
(13) 該物質的固態比熱 cal/g℃ ；液態比熱？ cal/g
℃ 。
0.73
30 100
4 2000
55 100
2 2000
液 固
S S T S
m t
h
S
固 0.73 cal g C
C g
cal
2.67
液
S2.67
