六章温度与热.ppt
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1、第 六 章 溫度與熱,61 溫度和溫度計 1. 溫度:物體冷熱程度 物體冷 溫度低 物體熱 溫度高 2. 溫度計:測量溫度的工具(不是測量熱量的工具) 常見溫度計是利用體積熱脹冷縮性質製作,Q 小問題,1.水銀溫度計使用限制及優點? 2.舉出日常生活中使用的溫度計 種類有哪些? 3.水溫度計的使用限制?,易受感官干擾,自製溫度計(EXP 6-1) 1.加紅墨水及放白紙板目的:便於觀察液面變化 2.剛放入冰水,細玻璃管先升後降 3.剛放入熱水,細玻璃管先降後升 水與玻璃的膨脹(或收縮)程度誰大?,Q 小問題,1.為何不直接觀察錐形瓶之水位變化而要插細管?, 3.溫標 1.攝氏(C):將水冰點定為
2、 0;沸點定為100 分100 格,每等分為1 C 。 2.華氏( F):將水冰點定為 32;沸點定為212 分180 格,每等分為1 F 。 二溫標換算公式:,4. 溫標計算:依線段比例求解,F,C,1.25 F;0 F 。 2.將其上的溫標公式化成函數圖形? 3.60和60 F ,何者溫度高? 。 4.某物是體積熱縮冷脹,能做成溫度計?,5. 自製溫標計算:依線段比例求解,Q 小問題,1.若令1大氣壓水的冰點為120 X ,沸點370 X ,則: 46相當於 X 。 170 X相當於 F。 2.物質的三態(固液氣)都可利用作為溫度計嗎?( ), 自製溫度計範例: eg1.某未訂溫標的水銀溫
3、度計,刻畫攝氏溫標時,發現冰點0和沸點100間水銀面高度差為30公分: 40時水銀面距冰點 公分。 當水銀面高出冰點6公分時的溫度 。 eg2.錐形瓶內裝滿水,上插一細管 ,當水溫10時,液面在瓶口 上方4公分處,當水溫50時, 液面在瓶口上方16公分處,則 當液面在瓶口上方8.5公分處, 水溫 。 eg3.若上題所接的細玻管口徑愈 , 測量的結果愈準確。,eg4.如圖20時水面高出瓶塞2公分,70時水面高出瓶 塞12公分,則: 水面上升1公分,代表溫度上升了 。 溫度上升10,水面上升 公分。 若將此錐形瓶放入未知溫度的熱水中,細玻管液 面高出瓶塞8公分,則此熱水溫度 。 eg5.一手放在冰
4、水中,另一手放在熱水 中,一段時間後再將兩手放在同一 杯溫水中,則此時兩手的感覺為何?,62 熱是什麼 1.熱量 1.能量的一種形式,能量的多寡(熱不是物質) 2.二物體的溫度不同時,熱量會發生傳遞 熱量由高溫傳遞至低溫直到熱平衡為止 (二者溫度相等時,即停止了傳遞) eg.熱水倒入玻璃杯中,一段時間後,發現: 熱水會溫度降低 熱水放熱 玻璃杯溫度升高 玻璃杯吸熱,高溫 熱水,低溫 玻璃杯,熱量傳遞,高溫的熱水放熱後,溫度降低,低溫玻璃杯吸熱後,溫度升高,二主角, 測量水溫的變化(EXP 6-2) 探討熱量和溫度的關係(作圖:溫度vs.時間) 1.加熱100g水,每分鐘紀錄水溫一次 2.加熱2
5、00g水,每分鐘紀錄水溫一次,1.溫度計為何懸吊著,而不直接放入燒杯中? 。 2.加熱水時,溫度會隨加熱時間如何變化? 。 3.加熱100公克水及加熱200公克水,何者溫度 上升較快? 。 4.水加熱溫度增加,何者是吸熱及放熱? 。, 測量水溫的變化 1.加熱100g水,每分鐘紀錄水溫一次 2.加熱200g水,每分鐘紀錄水溫一次 加熱時間相同下,水的質量愈多,溫度上升愈少 加熱時間愈久,升高的溫度愈多 水的熱量和水質量與增高溫度有關,1.100克水由20加熱10分鐘後,溫度達 ,上升 熱 卡,酒精燈每分鐘提供 卡熱能。 2.承上,加熱 分鐘後,水溫可達沸騰? 3.加熱200克水6分鐘,水溫可達
6、 ,需吸熱 卡。,Q 小問題, 2.水的熱量計算 (1).公式: (2).限水熱量計算使用,吸熱、放熱均適用 (3).熱量無負值(溫差T0,大減小) (4).單位: 質量 m 限用公克(g) 溫差T 限用 熱量 H 卡(cal)(即卡路里) 仟卡(Kcal): 1 Kcal1000 cal (5).1卡是使1g 水上升(或下降)1所吸收(或放出) 之熱量,1.單位換算: 2 kcal cal;500 cal Kcal, 均勻熱源熱量計算 公式: 水的熱量公式整理,Q 小問題,1.80、50公克水所含熱量 卡。 2.將20公克50水降溫至10,水 熱 卡。 3.10020克水所含熱量比1020公
7、克水所含熱量多? 4.水2.4公升溫度10,若吸收4800卡,溫度上升 。 5.使1公克的酒精上升1所需之熱量 卡。 6.熱源5分鐘內供給200卡,則加熱10分鐘可使50克水升高?, 熱平衡:高溫T2傳播至低溫T1,直至溫度相等T 1.無熱量散失時:(絕熱系統) 2.有熱量散失時:為環境所吸熱,高溫 放熱,低溫 吸熱,T,T1,T2,放熱 吸熱 M1S1(T2T)M2S2(TT1),時間,溫度,放熱 吸熱 M1S1(T2T)M2S2(TT1)散失的熱量, 熱平衡範例 eg1.60的熱水30克與2010公克的冷水混合後: 求熱平衡後之溫度 。 熱水 熱 卡,冷水 熱 卡。 作熱平衡圖形( T.
8、vs.t. )? eg2.50的熱水10克與2020公克的冷水混合,終 溫30,則熱量散失 卡,散失率 。 eg3.一固體比熱0.5卡/克,質量40公克、溫度 20,若和20公克40的水接觸,如無熱量散 失,達成平衡時的溫度 。 eg4.( )熱水溫度T2與冷水溫度T1混合,熱平衡 溫度T必符合:T1TT2條件。 eg5.( )熱傳播是由高熱量傳遞至低熱量物體。,63 物體受熱後溫度變化的難易 熱量實驗:加熱 eg1.水1公克加熱升高1,需吸熱 1cal。 銅1公克加熱升高1,需吸熱 0.093cal。 鐵1公克加熱升高1,需吸熱 0.113cal。 鋁1公克加熱升高1,需吸熱 0.217ca
9、l。 比熱:符號 S 使1克的物質上升1所需的熱量稱 為物質的比熱。 1.不同物質、狀態,比熱不同 2.比熱大者 難升溫,難降溫 3.比熱小者 易升溫,易降溫,比熱,Q 小問題,1夏天時海邊的海水與沙灘,為何溫度不同?, 熱量計算公式 熱量公式整理,1.比熱的單位為何?如何形成的?應記的比熱值是? 2.同質量的鋁和鐵,以同一熱源加熱3分鐘,何者溫度變化大? 3.將100公克銅升溫10,需熱量 卡。 4.為何沿海地區氣溫的變化比內陸地區小?, 比熱範例 eg1.質量均為200公克,溫度均為20的甲、乙、丙三物質 在同一熱源上加熱,溫度時間的關係圖如圖: 物質比熱何者最大? 。何者最小? 。 溫度
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