壹、热的传播与热平衡

1、壹、熱的傳播與熱平衡一、熱的傳播：在自然發生的熱能交換過程中，熱量都會由高溫處向低溫處傳播，這種現象稱為熱的傳播。例：手拿著冰塊會覺得冷，這是因為手的溫度比冰的溫度高，熱從手流向冰塊，因此你的手會覺得冷。反過來當你的手放入熱水中（注意避免被燙傷），會覺得燙，這是因為熱水的溫度較高，所以熱就從熱水傳到手上。【註】1.熱量一定由高溫移向低溫，不一定從熱量多傳到熱量少的。例：50g、80的甲杯水，置於1000g、70的乙杯水中，熱量由甲杯傳到乙杯。2.熱量轉移的過程中，高溫的物體溫度下降，低溫的物體溫度上升。例：100的鐵塊投入20冷水中，鐵塊溫度下降而冷水溫度上升，熱量由鐵塊轉移至水中。二、熱平衡

2、1.在自然發生的熱能交換過程中，熱量都會由高溫處向低溫處傳播，這種傳播將延續到整體溫度都相等為止，我們稱整體已達到熱平衡。2.溫度計的使用，即利用溫度計與被測物體所成的系統能達到熱平衡的性質，來測量物體的溫度。溫度計的讀數將略小或大於待測物體的原來溫度。例：25的溫度計與80熱水接觸時，溫度計吸收熱量，熱水放出熱量，最後兩者溫度相等，溫度計的讀數將略小於80。貳、熱的傳播方式與保溫瓶及燜燒鍋一、熱的傳播方式：熱量都會由高溫處傳向低溫處。傳播的方式有三：傳導、對流和輻射。1.傳導：熱經過物體，從溫度高的地方傳到溫度低的地方。(1) 不同的物體對熱的傳導效果並不一樣。一般而言，金屬對熱的傳導效果較

3、好，而非金屬的傳導效果較差。傳熱速率的比較銀銅鋁鐵鉛水銀冰玻璃水軟木毛氈空氣。一般而言，傳熱速率：金屬液體氣體。(2) 常見有關傳導的實例：例1：金屬易傳熱，故炒菜鍋、電熨斗等均由金屬製成；木材、塑膠不易傳熱，故鍋柄、水壺把手等均由木材或塑膠製成。例2：燒飯用的鍋是鐵製的，而盛飯用的桶卻多用木製。例3：冬日著棉襖可以禦寒；冬日用稻草包裹花木，可防凍死。例4：50的鐵塊與棉絮以手觸之，覺得鐵較燙熱；0的鐵塊與棉絮以手觸之，覺得鐵塊較冷。例5：用紙包裹銅管，放在火焰中，不致立即點燃；用紙包裹木棒，則紙容易燃燒。這是因為銅為熱的良導體，易將熱量傳走，使紙不易達到其燃點，故紙不致立即點燃；而木棒為熱的

4、非導體，不易將熱量傳走，致使紙易達其燃點而被點燃。2.對流：凡由液體或氣體本身的循環移動，而漸次傳播熱量及全部之現象。(1) 成因：當液體或氣體物質一部分受熱時，體積膨脹，密度減少，逐漸上升，其位置由周圍溫度較低、密度較大的物質補充之，此物質再受熱上升，周圍物質又來補充，如此循環不已，遂將熱量由流動之流體傳播到各處。【註】液體和氣體（合稱流體）主要的熱的傳播方式是靠對流，因為氣體和液體熱的傳導效果都很差。(2) 應用：a.燒水使之沸騰必須從底部加熱（如右圖）。圖(一)：水的對流：熱水上升，冷水下降。【說明】如果受熱部分在上端，則密度較小的熱水已經在上方，這時對流的效果就會很差。b.冰箱中的冰須

5、置於上部。c.室內的冷氣裝置須置於上部，暖氣機須置於室內低處（如下圖(二)）。圖(二)：空氣的對流：熱空氣上升，冷空氣下降。d.煙囪之架設。【說明】煙囪的設置，就是要幫助氣體對流，當熱空氣順著煙囪向上傳遞時，新鮮的冷空氣可以不斷補充，讓爐內的燃燒效果更好。(3) 常見有關對流的實例：例1：冬天睡覺時蓋棉被，主要是可以防止棉被內外空氣的對流而保持體溫。例2：喝熱水時，若嫌其太熱，常用口吹氣，這是因為吹氣時，鄰近空氣發生對流作用，把熱水的熱帶走，而使熱水易冷卻。例3：失火的地方，常有風助火勢；濱海地區，夏日白天常吹海風，晚上常吹陸風。3.輻射：熱不經物體傳導，也不藉液體或氣體攜帶，直接由熱源傳播到

6、各處的現象，稱為輻射。太陽的熱係由輻射傳到地球的。(1) 輻射的特性：a.任何溫度下的物體都會由表面輻射出能量，高溫的物體輻射出的能量多，低溫的物體輻射出的能量少熱量仍由高溫處移動至低溫處。b.輻射熱傳播的速度與光速相同（3108m/s）。輻射熱沿直線進行，若遇障礙即被阻止。c.能透過輻射熱的物質，如玻璃、水等，其本身都不易吸收輻射熱。d.白色、淺色或表面光滑的物體不易吸收輻射熱而易反射輻射熱，黑色、色深或表面粗糙的物體易吸收輻射熱而不易反射輻射熱。e.易於吸收輻射熱者，亦善於放出輻射熱，不易吸收輻射熱者，亦不易放出輻射熱。(2) 常見有關輻射的實例：例1：夏天在樹蔭下或撐傘可以擋住太陽的輻射

7、熱，故較涼爽。例2：冬天穿深色衣服在陽光下易吸熱而覺得暖和；夏天穿白色衣服，在陽光下不易吸熱而較涼爽。例3：黑、白二杯中盛等量、等溫的熱水，則黑色杯中的水溫度下降較快。例4：銅製開水壺表面磨光但底部粗糙，因底部粗糙易吸熱，表面磨光易反射壺內之熱量，使熱不易發散。例5：太陽的熱傳到地球上，高空離日較近，高空氣溫卻反而低？此因太陽輻射熱透過空氣，空氣難吸熱，但靠近地面處，地球表面反射及吸收太陽之熱，因此使地面的氣溫較高空熱。二、保溫瓶：保溫瓶為何能保溫或保冷？其原理就是隔絕熱的傳播途徑而達到保溫效果，其構造如右圖所示。1.可防止傳導：雙重壁玻璃瓶之兩壁間抽成真空，熱無法以傳導方式傳出瓶外，且瓶口的軟木塞是不良導體，亦可防止熱的傳導。2.可防止傳導及對流：兩壁之間，沒有空氣，熱無法以傳導及對流方式傳出於瓶外。3.可防止輻射：玻璃瓶之內、外壁都鍍有銀膜，可以反射輻射熱