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重點整理. 唐進豐老師整理. 1-1 物質受熱後形態的變化. 受熱前. 受熱後. 蝦子. 雞蛋. 許多食物要煮熟才能食用,有些食物受熱之後會產生變化。. 有些食物加熱後,外形、顏色會產生變化,例如:. ⒈ 蝦子加熱後,外表變成紅色,身體變彎曲。 ⒉ 雞蛋加熱後,液狀且透明的蛋白,變成白色,且蛋白、蛋黃都變成的固體。. 1-1 物質受熱後形態的變化. 巧克力受熱後會有形態的變化. ˙ 隔水加熱的巧克力. ˙ 固態巧克力慢慢熔 化,變成液態. ˙ 一段時間後,液態 巧克力又變為固態.
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重點整理 唐進豐老師整理
1-1物質受熱後形態的變化 受熱前 受熱後 蝦子 雞蛋 許多食物要煮熟才能食用,有些食物受熱之後會產生變化。 • 有些食物加熱後,外形、顏色會產生變化,例如: ⒈蝦子加熱後,外表變成紅色,身體變彎曲。 ⒉雞蛋加熱後,液狀且透明的蛋白,變成白色,且蛋白、蛋黃都變成的固體。
1-1物質受熱後形態的變化 巧克力受熱後會有形態的變化 ˙隔水加熱的巧克力 ˙固態巧克力慢慢熔 化,變成液態 ˙一段時間後,液態 巧克力又變為固態 • 巧克力受熱後,變成液態狀,靜至一段時間冷卻後,又會變回固態狀。
1-2液體受熱的變化 浸冷水 浸熱水 酒精受熱後體積的變化 • 酒精溫度計的酒精柱高度會隨著測量物體溫度的變化而升降。 ⒈溫度計浸冷水中, 則酒精的體積縮 小,所以酒精柱下 降。 ⒉溫度計浸熱水中,則酒精的體積膨脹,所以酒精柱上升。
1-2液體受熱的變化 進入冷水後的水位 進入熱水後的水位 原來水位 液體受熱後體積的變化 ⒈像右圖這樣浸入熱水中,無法看出水 的體積變化。 ⒉模仿溫度計,利用玻璃管和水連通。 ⒊在玻璃管上標示出浸入熱水前的水位。 ⒋將裝水錐形瓶浸入熱水中,看到水位比未浸熱水前高。 ⒌將裝水錐形瓶浸入冷水中,看到水位回復到原來高度。 • 水受熱體積會膨脹,遇冷或降溫時,體積會收縮。
1-3氣體受熱的變化 ▲將氣球套在瓶口 ▲把瓶子放入熱水中 ,可以看到氣球鼓 起來。 ▲把瓶子放入冰水中 ,可以看到氣球往 瓶內縮進去。 氣體受熱後體積的變化 • 空氣受熱後體積會改變嗎?首先,利用一瓶空氣設計實驗,說明空氣受熱膨脹,遇冷或降溫時會收縮。 例1:利用氣球封口……
1-3氣體受熱的變化 瓶子泡在熱水中,泡泡向外移 瓶子泡在冷水中,泡泡向內縮 例2:還可以利用肥皂泡沫封口來作實驗。 • 所以,空氣受熱體積會膨脹,遇冷或降溫時體積會收縮。
1-4固體受熱的變化 ▲準備銅球、金屬環 和酒精燈。未加熱 的銅球可穿過銅環。 ▲再將銅球置於酒精 燈上加熱約5分鐘。 ▲再試試看,加熱後 的銅球可以穿過銅 環嗎? 固體受熱後體積的變化 • 固體受熱體積會膨脹,遇冷或降溫時,體積會收縮。
1-4固體受熱的變化 ▲鐵軌與鐵軌之間會留著縫隙,當 溫度高時,可以讓軌條有膨脹的 空間。 ▲橋梁水泥板的接縫處會預留受熱 時膨脹的空間。 生活中,有哪些事情和熱脹冷縮的現象有關? 大部分的液體、氣體和固體受熱時,體積會膨脹,遇冷 會縮小,這種性質稱為「熱脹冷縮」。
1-4固體受熱的變化 ▲電線塔上的電線不能拉得太 緊,避免電線遇冷收縮而斷 裂。 ▲凹陷的乒乓球,放入熱水後可 以回復原狀。
將蠟塊放於鋁箔盤上,並在底部加熱再觀察蠟塊變化情形:將蠟塊放於鋁箔盤上,並在底部加熱再觀察蠟塊變化情形:
2-1傳導 熱是如何傳開的? • 由實驗結果知道,熱會從加熱處(高溫)傳到未加熱處(低溫)。 熱藉由物質(如鋁箔盤),從高溫處傳向低溫處的方 式,稱為「傳導」。 • 固體分子間的距離比液體、氣體近。分子間的束縛大,分子較不易移動,故以傳導的方式傳熱。
2-1傳導 熱平衡: • 熱藉由物體從高溫傳向低溫處傳播,當整體溫度都相等時,我們稱物體己達到熱平衡
2-1傳導 熱傳導係數 • 每秒傳導的熱量=k*(接觸面積*溫度差)/相隔距離 • K:熱傳導係數(代表導熱能力)
2-1傳導 不同材質的物體,熱傳導的速度會不同嗎? • 讓我們利用紙杯、塑膠杯、鐵杯來實作看看。 • 由實驗可以知道,鐵杯的水溫上升最多,塑膠杯的水溫上升最少。表示金屬材料做鍋子傳熱快,食物才快熟;握把使用傳熱慢的材質才不會燙手。
2-1傳導 ▲保溫杯 ▲保麗龍盒內放冰棒 ▲保溫瓶 生活中,利用「傳熱比較慢」的物質來保溫的例子: • 保溫杯利用傳熱速度較慢的材料製作,使杯子內外的熱量不易交流。保麗龍是不良的傳熱材料,使杯子內外的熱量不易交流。保溫瓶的外壁分兩層,瓶壁中間抽成真空,可以讓瓶內水的溫度得以保溫。
2-1傳導 生活中,有哪些熱傳導的例子呢? • 一碗熱開水可以倒在另一個碗中降溫,因為每倒一次,每個新碗都會因為接觸帶走一些熱。 • 別人坐過的椅子,他一起身,我們立即去坐會感到熱,是因為他人的體溫傳到了該張椅子,我們坐下去時再傳到我們的屁股上。 • 冬天的時候,剛坐戶外鐵椅時,屁股覺得冷,是 因為屁股上的體溫(高溫)傳到鐵椅(低溫)的緣故。
2-2對流 ▲電暖爐放在屋內的下方,熱空氣會上升,使屋內變得溫暖。 ▲冷氣機裝在屋內的上方,冷空氣會下降,使屋內變得涼快。 為什麼電暖爐要放在屋內的下方,冷氣機要裝在屋內的上方? • 我們知道熱空氣會上升,冷空氣會下降,所以利用這種空氣的流動方式,使屋內的溫度更舒適。
2-2對流 ▲在左側加熱 ▲在中央加熱 ▲在右側加熱 水中的茶葉碎屑會如何流動? • 我們可以在燒杯底部的中央或邊緣加熱,觀察杯中水受熱後的流動情形。 空氣和水等會流動的物質受熱後,由受熱部分開始 向上運動,同時引起溫度較低部分向下運動,造成 循環,這種熱傳播的現象叫作「對流」。
2-3輻射 輻射熱是如何傳播的? 在陽光下,物體的溫度會升高。陽光的熱不靠任何物 質傳遞,即可進行熱的傳播,這種熱的傳播方式叫作 「輻射」。 • 太陽的熱經過太空輻射到地球上。爐火、燈泡等的熱,除了以對流和傳導的方式來傳熱之外,也會用輻射的方式來傳熱。 • 若是物體的溫度比四周高,則輻射出去的熱比吸收進來的熱多,溫度就會降下來;反之,物體的溫度比四周低,則吸收進來的熱比輻射出去的熱多,溫度就會升高。
2-3輻射 感覺不太燙 感覺很太燙 不同材質會影響輻射熱的吸收嗎? • 豔陽下,房屋的外牆被晒熱了。找些不同的建築材料 (如磁磚、鐵片等)同時在陽光下曝晒,30分鐘之後 再用手摸摸看,感受它們受熱的不同。
2-3輻射 顏色深淺會影響輻射熱的吸收嗎? • 炎熱的夏天,大家喜歡穿淺色衣服;而嚴寒的冬天喜歡穿深色衣服。 • 我們來實驗看看。請用淺色杯和深色杯設計實驗,在陽光下來探究這種想法。 方法⒈︰ 將溫度計分別插在淺色杯和深色杯中,放在陽光下測量。哪一種顏色的杯子吸熱的效果較高? →過一段時間觀察,深色杯的溫度計所測的溫度較高。
2-3輻射 方法⒉︰ 陽光下,用放大鏡使陽光聚焦,對紙片加熱,哪一種顏色的紙吸熱的效果較高? →黑紙很快就燃燒了( 吸熱快),白紙很久 才燃燒(吸熱慢)。 注意:放大鏡和陽光的來向要垂直。 • 所以,顏色深的吸熱比較快,所以冬天穿深色衣服比較溫暖;顏色淺的吸熱比較慢,所以夏天穿淺色衣服比較涼爽。
3-1房屋外表的顏色 ◆深色外牆 ◆淺色外牆 在日照強烈的地區,房屋外表要選擇何種顏色比較合適? • 物體顏色淺,對太陽的輻射熱吸收得少。 • 物體顏色深,對太陽的輻射熱吸收得多。 • 在日照強烈的地區(如臺灣),房屋外表應該選白色或是淺色,才不容易吸熱。
3-2房屋的建材 各種物質「熱傳導」能力的比較 木材 鐵 鋼 花崗石 水泥牆 磁磚 紅磚 乾土 空氣 …… …… …… 較佳 較差 在日照強烈的地區,房屋使用哪種建材住起來才不會太熱? • 依照此表所呈現的資訊,木屋比較好不會傳熱,而鐵皮屋最會傳熱。 • 但是木屋的使用年限比較短,所以臺灣的房屋幾乎是紅磚水泥牆,外貼淺色的磁磚。
3-3窗戶的採光、通風與隔熱 房屋的門窗有什麼功用? • 牆壁不透光可以阻擋陽光照入屋內,但是必須留下窗戶來採光、通風和遮風擋雨,而玻璃正好符合透光的需求。 • 玻璃會透光,所以陽光的輻射熱會進入屋內。 • 玻璃加貼隔熱紙,進入屋內的陽光比較小,進入屋內的熱也比較少。
3-3窗戶的採光、通風與隔熱 窗戶上的百葉窗有什麼功能? • 窗戶也可以裝窗簾來遮光,但是一般窗簾不透氣。 • 百葉窗可以透氣,並能依照需求調整葉片方向,去控制陽光進入屋內的光量。若採用白色的百葉窗可以少吸收一些陽光和熱。
3-3窗戶的採光、通風與隔熱 裝在室外的百葉窗 裝在室內的百葉型遮幕 裝在室外的百葉窗和裝在室內的百葉型遮幕,哪種隔熱效果比較好? • 室外的百葉窗擋住陽光和熱,光和熱就不會進入屋內。 • 室內的百葉型遮幕遮住了陽光,但熱已進入屋內,造成室內的溫度升高。
3-4房屋的通風和遮陽 為什麼愈到頂樓愈熱呢? • 整棟樓的熱空氣都會往上升到頂樓,而且頂樓又直晒太陽,所以頂樓會特別熱。 • 在頂樓加裝通氣窗戶,或加裝通風的旋轉電風扇可以使屋內上升的熱氣逸出,也就是空氣的對流效果。 • 有的屋頂加蓋如百葉窗型式的通風塔,就是要使屋內的熱氣由通風塔的通氣孔逸出。
3-3房屋的通風和遮陽 東西向單面開窗、中央走廊的建築物有什麼缺點? • 東西向單面開窗,陽光照入屋內的深度夠,屋內溫 度會升高(因為陽光斜射)。 • 中央走廊無法使東西 兩側房間空氣流通, • 沒有外遮陽設備,陽光容易照入屋內, • 室溫增高,增加使用冷氣的機會。
3-3房屋的通風和遮陽 屋子的一些設計,具有什麼功能? • 多孔牆可以讓建築物與外界的空氣對流,達到通風、散熱的效果。 • 房屋內縮(走廊),防止陽光直接射射室內,而且可以讓空氣產生流動形成風,達到通風、散熱的效果。 • 屋頂遮陽架,可以阻擋陽光直接曝晒樓底頂,使底下的室溫不至於過高,達到散熱的效果。