《生物学热量》PPT课件 34页

熱和熱量透過在這個報件，你們可以學到甚麼是熱量，一些關於熱量的基本知識，以及一些有關熱量的計算。\n熱量的熱傳遞熱量的概念：熱量是甚麼？是一種能量是通過熱的形式來表現，當物質的分子運動刻烈即分子的動能增大物體的熱量也就大．熱量高低是用溫４度的高低來表示，量度溫度的儀器叫溫度計。\n熱的傳遞方式１熱的傳導：由於分子的振動將熱量從溫度高處傳到溫度低處，直到全部溫度一致。在傳導過程中沒有發生分子的移動。熱的良導體：易於傳導熱量的物體。如：金屬熱的不良導體：難於傳導熱量的物體。如：水、空氣\n熱的傳遞方式2熱的對流：物質的分子受熱時體積澎脹，密度減少因而上升，溫度低的分子由上而下補充因此將熱量由高溫處傳到低溫處，這就是熱的對梳。熱的對流時有物質分子的移動是流體（液體和氣體）的主要傳熱方式。\n熱的傳遞方式3熱的輻射：不須依賴物質作媒介，而由熱源直接射到物體上。熱輻射的特點：輻射熱的傳播速度與光速相等３ｘ１０ｍ／ｓ輻射熱是直線進行，若還到阻礙物即被阻隔。表面光滑、明亮的物體，反射輻射熱能力較強。表面黑色，粗糙的物體，吸收輻射熱能力較強。\n熱的傳遞方式保溫瓶的保溫原理1.雙層玻璃壁，壁間抽真空，作用是避免熱的傳導和對流。2.玻璃內壁鍍銀，作用是使輻射熱反射迴轉。3.瓶塞避免熱的傳導和對流。‧保溫瓶又稱杜爾瓶，係為紀念蘇格蘭科學家杜爾(JamesDewar1842-1923)，他發明此瓶用於實驗中。\n有趣思考題為什麼冰箱的冷凍室要在冰箱上方？答案：放置冰箱上方，因為冷空氣密度大往下沉，會流入下冷藏室，使下方冷凍效果較佳。冷氣機裝設於較高地方也因為這樣，但不見得越高越好，最好高度為2公尺，因我們活動範圍很少在同一樓2公尺以上，為避免浪費能源最好高度為2公尺以下。把熱水放在哪一個杯子內涼得最快？A瓷杯B玻璃杯C不銹鋼杯D塑膠杯答案C。因為不銹鋼杯是良導體，熱量因較快被吸收而散失。\n有趣的自然現象大量的水緩和陸地的溫度 由於水是高比熱的因素(能吸收固定的熱量，但溫度增加卻不大)在白天時水溫比陸地還低。溫暖的空氣由陸地上升取代冷空氣，且將冷空氣推到湖面上方，造成氣流的循環。夜晚時循環會相反產生，此時陸地溫度比湖面低時，當然水溫也會下降，只是下降程度沒有陸地下降那麼多。\n熱量、熱容、比熱容熱量單位：卡路里（卡）符號Ｃ（熱量單位）焦衣符號Ｊ（功單位）１卡熱量：１克純水，溫度升高１度，所吸收的熱量。‧卡與焦耳的單位換算：１卡＝４.２焦耳，稱為熱功當量。\n熱量、熱容、比熱容熱容定義：物質的溫度升高１℃所吸收的熱量稱該物質的熱容，記號為Ｃ。計算公式：Ｃ＝Ｑ\Ｔ其中Ｃ＝熱容Ｑ＝熱量Ｔ＝溫度差單位：Ｊ℃-1（焦耳度）這一個單位是採用「國際單位制」（ＳＩ）來表示。\n熱量、熱容、比熱容比熱容定義：質量是1000克的物質、溫度升高１℃所吸收的熱量，稱為該物質的比熱容。記號是ｃ計算公式：　ｃ＝Ｃ\ｍ其中ｃ－比熱容Ｃ－熱容ｍ－質量單位：Ｊｋｇ-1℃-1（焦耳．仟克．度　）\n熱量、熱容、比熱容熱量計算公式∵Ｃ＝Q\T→Ｑ＝Ｃ．Ｔ∵ｃ＝C\m→Ｃ＝ｃ．ｍＱ＝ｃ．ｍ．Ｔ∴Ｑ＝ｃ．ｍ．（t2－t1）其中Ｑ－熱量（Ｊ）ｃ－比熱容（Ｊｋｇ-1℃-1）ｍ－質量（ｋｇ）t1－初溫t2－末溫通常t1－用低溫代入t2－用高溫代入然後用Ｑ吸表示吸熱，Ｑ放表示放熱\n熱平衡方程式公式　Ｑ吸＝Ｑ放混合量熱原理─在絕熱的容器中，不同溫度的物體互相混合，則高溫物體放出熱量，其溫度降低，低溫物體吸收熱量，其溫度升高，直至所有物體達到同一溫度（熱的平衡）。「高溫物體所放出的熱量」等於「低溫物體所吸收的熱量」此原理稱為混合量熱原理。\n有趣的思考題三、為什麼竹蓆比草蓆涼快物體導熱本領有大有小，不僅金屬與非金屬有很大的差別，即使同是非金屬也各不相同，例如石頭與木頭，硬木與軟木，它們的導熱本領都不一樣。草蓆的蓆草裏面有許多小的氣孔，有些像隔熱材料，不過草蓆比較薄，與身體接觸時，也要放掉一部份的熱量。但是竹蓆的竹蔑導熱本領比草蓆大得多，當身體與它接觸時，更容易把人身體的熱量傳走，因而也就感覺竹蓆比草蓆涼快！\n潛熱、比潛熱１潛熱：物體在物庇變化過程中有熱量的交換，但溫度卻保持不變，這一種交換的熱量稱潛熱。２比潛熱：(1)溶解比潛熱：一千克固體物質在熔點時變為同溫度的液體物質所吸收的熱量，稱熔解比潛熱。記為Ｌf，單位為Ｊｋｇ-1例如冰的熔解比潛熱Ｌf＝３３６０００Ｊｋｇ-1的含義：１仟克的冰０℃全部熔化為０℃的水共吸收３３６０００Ｊ的熱量或說１仟克的水０℃時全部凝固為０℃的冰共放出３３６０００Ｊ的熱量。\n潛熱、比潛熱(2)氣化比潛熱：一千克的液體物質在沸點時全部氣化為同溫度的蒸氣所吸收的熱量。例如水的氣化比潛熱Ｌ＝２２６８０００Ｊ的含義是１仟克的水在１００℃時全部氣化為１００℃的蒸氣共吸收２２６８０００Ｊ的熱量或１仟克的水蒸氣在１００℃時全部凝結成１００℃的水時放出２２６８０００Ｊ熱量。3潛熱計算公式Ｑ＝ｍ．Ｌ\n物態變化物質三態固態：物質的不變，形狀也不變。因物質的分子只能在原位置振動。液態：物質的體積不變，但形狀會隨容器的改變而改變。因物質的分子能作較大幅度的滑動。氣態：物質的體積和形狀都會隨容器而改變。因物質的分子能作高速的直線運動。物態循環液固氣\n物態變化蒸發與沸騰１蒸發：是液體氣化的一種現象，蒸發是液體表面氣化而內部沒有氣化。蒸發可以在任何溫度下發生。２沸騰：是液體氣化的另一種現象，沸騰時液體表面和內部都同時氣化。純正的物質都有固定的沸點，當溫度到達沸點時，沸騰才能發生。３加速蒸發的方法：提高溫度、增大接觸面積、加速表面空氣的流通\n物態變化影響沸點高低的因素壓力：壓力增大液體的沸點升高雜質：（電解質）雜質的濃度高影響液體的沸點升高。\n凝固與熔解１凝固：液體變為固體的過程，純正物質的凝固溫度稱凝固點。２凝固點的測定方法：冷卻曲線法：其中：上往下行的線段表示物質是液態。水平那段表示物質是固液共存狀態。再往下行那段表示物質是固液狀態。\n凝固與熔解３影響熔點的因素：壓力對熔點的影響：固體物質熔解時如果體積減小，增大壓力熔點會降低（易熔）例如冰。固體物質熔解時體積增大，增大壓力，熔點升高（難熔），例如爉。雜質對熔點的影響：雜質的濃度越大，液體的熔固點降低（難凝固）\n例題-合金之比熱容1)有一合金，內含銀50克，鉛100克，求這合金之比熱容。Sol：ｃ銀＝240ｃ鉛＝130Ｃ合＝ｃ銀．ｍ銀Ｃ＝ｃ鉛．ｍ鉛Ｃ合＝(240．0.05+130．0.1)/(0.05+0.1)＝166.6Ｊｋｇ℃\n例題-合金之比熱容２)有Ｒ、Ｓ、Ｔ三個質量及物質相同的量熱器，Ｒ盛清水１００克，Ｓ盛清水１４０克，Ｔ盛液體１００克；同樣加熱，歷相等時間之後，Ｒ之溫度升高12℃，Ｓ升高９℃，Ｔ升高１６℃，試求每量熱器之熱容及該液體之比熱容。Ｒ、Ｓ、Ｔ三個的質量相同　　ｍR＝ｍS＝ｍTＲ、Ｓ、Ｔ三個的質量相同cR＝cS＝cT(即比熱容相同)同樣加熱，歷相等時間，即提供的熱量一樣。Ｒ：Ｑ＋Ｑ＝ｍ．Ｔ．ｃ＋ｃ．Ｔ．ｍ＝4200．0.1．12＋C．12Ｓ：Ｑ＋Ｑ＝ｍ．Ｔ．ｃ＋ｃ．Ｔ．ｍ＝4200．0.14．9＋C．9Ｔ：Ｑ＋Ｑ＝ｍ．Ｔ．ｃ＋ｃ．Ｔ．ｍ＝ｃ．0.1．16＋ｃ．16ｃ＝2940Ｊｋｇ℃\n例題-混合後溫度1)9℃的水10仟克和100℃的水6仟克，混合後的穏定溫度為＿＿℃Sol：Q吸=ｃ．ｍ．（t2－t1）=4200．10．（t－9）Q放=ｃ．ｍ’．(100－t)=4200．6．（100－t）Q吸=Q放t=43.1℃\n例題-混合後溫度2)有三種液體Ｘ、Ｙ、Ｚ，其溫度各為30℃、20℃和10℃，如以等質量的Ｘ和Ｙ混合，則混合後的溫度為26℃；如以等質量的Ｘ和Ｚ混合，則混合後的溫度為25℃。求將等質量的Ｙ和Ｚ混合後的溫度為若干？Sol：mX＝mY＝mZ=mc．m．(30-26)=c．m．(26-20)c．m．(30-25)=c．m．(25-10)c．m．(t-10)=c．m．(20-t)t=30.55℃\n例題-物態變化１)將1.5仟克的-4℃的冰全部變成100℃水蒸汽共吸收多少熱量。Sol：-4℃冰0℃冰0℃水100℃水100℃氣Ｑ1=ｃ．ｍ．(t2－t1)=2100．1.5．(0-(-4))=12600JＱ2=ｍ．Ｌ=1.5．336000=504000JＱ3=ｃ．ｍ．(t2－t1)=4200．1.5．(100-0)=630000JＱ4＝ｍ．Ｌ＝1.5．2268000=3402000JQ=Ｑ1+Ｑ2+Ｑ3+Ｑ4總熱量Ｑ＝4548600J\n例題-物態的變化2)有一冰塊，其質量為70克，從一溫度為-10℃，之冰箱取出，即投入一杯溫度為0.5℃之水內，杯及水之總熱容為1890焦耳Ｋ，如果外界無熱之傳遞，問有若干水凍結於冰塊上？Sol：設有Xkg的水凍結於冰塊上c冰．m冰．(t2－t1)＝Ｃ合．t合＋X．3360002100．0.07．（0－10）＝1890．0.5＋X．336000X＝0.0016kg\n例題-物態的變化3)有一冰塊，其重量為100克，溫度為0℃，盛於一容器中（該容器之熱容可不計）。今以100℃之蒸汽通入容器內，將該冰塊熔解，並使其溫度升至40℃，則需蒸汽重多少克？Sol：m氣．L氣＋c水．m氣．（t2－t1）＝m冰．L液＋c水．m冰．（t2－t1）m氣．2268000＋4200．m氣．（100－40）＝0.1．336000＋4200．0.1．（40－0）m氣＝0.02kg即m氣＝20ｇ\n動動腦筋為什麼井水冬暖夏涼？井水是冬暖夏涼。這是真的嗎？難道它會自動調節溫度？原來，井水的溫度是沒有什麼變化的。井水是地下水匯集起來的，地下水在地下流動，根本受不到地面上氣溫的影響，不管地面上是什麼季節，它可總是像春秋天一樣的溫度呢！空氣的溫度，在冬天和夏天卻有很大的變化。冬天，地面上溫度低，我們就感到井水比較溫暖。夏天，地面上溫度高，我們就感到井水涼快。其實，井水的溫度可沒有變，變化的是我們自己的感覺呀！穿絲棉衣服為什麼比穿棉花衣服暖和？棉花保暖的原理，是依靠棉纖維之間的空氣層，阻攔著外界冷空氣吹到身上，同時阻止身體中出來的熱量不被散出去，因此人穿了棉衣服就覺得溫暖。絲棉的纖維直徑比棉花纖維還要細，同樣厚度的絲棉襖，要比相同厚度的棉襖包涵更多的靜止空氣，穿在身上也就感到比棉花襖暖和得多。同樣道理，一條蓋了長久的棉被，經過日光曬過以後，蓋在身上就會覺得更暖和，這是由於蓋久的棉被，棉花纖維被人身體壓得結實了，壓出了很多的空氣，同時人體的溼氣也跑進纖維裏，使作用於絕緣的空氣就少了，所以保暖效果也差了！但一經陽光曬過後，一方面蒸發了留在纖維間的水氣，使棉纖維軟鬆，同時使纖維之間又恢復了原來的靜止空氣，這樣棉被的絕熱保暖作用又恢復了。\n動動腦筋為什麼火災時會有大風？冬天升暖爐子，有時候我們能聽到爐子裏「呼呼」地唱歌。難道爐子真的能唱歌嗎？不是的，是爐子裏的熱空氣跑出外面去了，冷空氣跑進去填它的缺，就像我們玩「搶柱子」遊戲一樣。冷熱空氣這樣一走動，就產生了風，爐子裏的「呼呼」聲，就是風聲。爐子這樣唱歌，正是它燒得很旺盛的時候。火災的情形跟升爐子差不多：大火時熱空氣向天空衝去，冷空氣就來補它的位置，冷熱空氣一流動，風就發生了。火越旺，風越大；反過來說，風越大，人就越旺，正像常常聽到人家說的：「火仗風勢；風助火威。」\n動動腦筋為什麼雪會保護麥子？下雪的時候，雪是零零落落地飄下來，將一層層的空氣迭積覆蓋起來，這種空氣也不流動，正像我們棉衣的空氣一樣，當麥子覆蓋了積雪以後，就像穿上了一件厚厚的棉襖，外面氣溫雖然降低，也傷害它下面的麥子，就因為這個緣故，雪不僅不危害麥子，還起保護作用。\n動動腦筋走馬燈為什麼會轉？走馬燈最主要的部份，也就是會自動旋轉的部份，它的構造是怎樣的呢？這往往是一隻用半透明薄紙糊成的圓筒形紙屏，表面畫著彩色圖案。這圓筒是裝在燈架上；一根可以轉動的軸上，底部漏空可以通風，圓筒內部點一根蠟燭。乍看之下，還以為這根蠟燭的作用，只是照亮那隻會轉動的圓筒形紙屏，使人們能看到上面的圖畫而已，其實它是使這隻走馬燈轉動的動力。原來這隻蠟燭點燃後，圓筒形紙屏內部的空氣就被它燒熱了，當上升的熱空氣經過紙屏頂上的那隻風車時，會把它吹動起來。而風車是連在這圓筒形紙屏上，因此也就把紙屏帶著轉動起來，圓筒形紙屏內部原有的空氣向上跑掉了，外面的冷空氣就立刻從下面補充進去，因此圓筒形的紙屏不停地轉動，直到蠟燭熄滅為止。\n製作單位高二信馮海恒馮立其高志偉周潤鎧吳穎祺蕭詠雪李建邦鄧景揚\n完了！謝謝觀看！