0360102熱和我們的生活
01物質受熱後的變化
1-1 物質受熱後形態的變化
人們會利用火來煮熟食物或取暖，生活中我們怎麼把食物加熱呢？
烤肉時，會用火來把食物加熱、煮火鍋時，會用火來煮熟食物、 煮飯時會用電鍋來煮熟米粒……。
食物加熱後會有變化嗎？
(1)雞蛋未煮之前為液體狀，煮過之後會變成硬硬的固體狀。
(2)冰塊受熱前是固體，受熱後是液體。
(3)湯圓未煮前為硬硬的，煮過後會變成軟軟的。
加熱前的文蛤
加熱前的文蛤是緊閉的，加熱後會打開。
加熱前的蝦子
蝦子未煮前顏色是灰色、青色的，煮過後顏色變成橘色、紅色。
加熱前的肉片
加熱前的肉是紅色軟軟的，加熱後肉是灰色的而且會變硬。
加熱前的蔬菜
蔬菜未煮之前是硬硬的，煮過後會變得軟軟的。
加熱前、後食物的顏色和外觀好像會不一樣？
加熱前、後食物的顏色和外觀會不同。
所有的食物加熱前、後都會改變嗎？
大部分的食物加熱前後都會改變，但可能也有不會改變的例子。
Q：為什麼加熱後蝦子會變色呢？
A：煮蝦時，其蝦殼中的蝦青蛋白（又稱為甲殼藍蛋白）受熱分解放出蝦青素，蝦青素是一種胡蘿蔔素，使煮後的蝦呈現紅色。
怎樣才能知道食物加熱前、後會有什麼不一樣呢？
可以拿食物加熱實驗做做看。
不要直接觸摸加熱過後尚未冷卻的食物，以免燙傷。
加熱前，雞蛋是液態，加熱後，雞蛋變硬且變固態。降溫後並不會回到原來的性質。
加熱前，巧克力是固態，加熱時變成液態。液態的巧克力冷卻一段時間後，又變回固態。
雞蛋受熱時會由液態變成固態，受熱後冷卻仍為固態，性質完全改變了。
巧克力受熱時會由固態變為液態，受熱後冷卻又變回固態，性質沒有改變。
有些物質受熱後的性質會改變且無法再變回原來的樣子，例如：雞蛋。有些物質受熱後的性質不會改變，還可以再變回原來的樣子，例如：巧克力、冰塊。
1-2 物質受熱後體積的變化
物質的熱脹冷縮—液體
生活中常見的物質受熱後，體積會有變化嗎？有什麼方法可以知道？
把酒精溫度計放入熱水時，溫度計的酒精柱高度會上升；放入冷水時，溫度計的酒精柱高度會下降。
我看過溫度計放入冷水和熱水時裡面的紅色液體會移動。
溫度計中紅色液體會升降，是因為溫度的高低使液體的體積改變了嗎？
浸入熱水後，溫度計中的紅色液體會上升；浸入冷水後，溫度計中的紅色液體會下降，因此溫度的高低使得液體的體積改變了。
Q：溫度計的酒精裝在什麼地方？
A：在底部球狀的部位。球狀部位和一條細管相通，外界溫度高，酒精就脹大，沿著細管升上去。因此溫度計中酒精的上升或下降，是酒精的體積發生了變化。
液體的熱脹冷縮
˙實驗器材：250ml錐形瓶、橡皮塞、玻璃管、
公升盒、熱水、冰水。
˙操作步驟：
1.在錐形瓶裡裝滿染色的水。
2.玻璃管插入橡皮塞後，再塞入錐形瓶口。
3.在玻璃管上標示實驗前的水位。
4.將錐形瓶浸入冰水中一段時間，記錄玻璃管中的水位。
5.再將瓶子浸入熱水中，觀察並記錄玻璃管中水位的變化。
注意
1.將錐形瓶中的水染色，是為了較容易看清楚水位的變化。
2.熱水的溫度不要超過60℃。
討論
1.錐形瓶分別浸入冰水和熱水時，玻璃管的水位各有什麼變化？
當錐形瓶浸入熱水後，可以看見玻璃管中的水位上升。把錐形瓶浸入冰水後，可以看見玻璃管中的水位下降。
2.玻璃管裡藍色液體的體積和溫度的高低有什麼關係？
溫度增加時，體積增加，因此玻璃管中的水位上升；溫度降低時，體積減少，因此玻璃管中的水位下降，這表示液體也會熱脹冷縮。（水在4℃以下暫不討論）
3.溫度計裡紅色液體的升降和這個實驗有什麼相同的地方？
利用液體會熱脹冷縮的特性，溫度計內的紅色液體遇熱會上升、遇冷會下降來測量溫度。
大部分液體受熱時，體積會膨脹，遇冷體積會縮小
物質的熱脹冷縮—氣體
氣體受熱後體積會改變嗎？
會，酒精和水受熱後體積會改變，因此氣體受熱後體積應該也會改變。
用錐形瓶內的空氣試試看。瓶內的空氣受熱後，如果體積會改變，看得出來嗎？
空氣是無色透明的，因此得借助其他物品的變化來觀察。
固體的熱脹冷縮
˙實驗器材：冷水、銅球、金屬環和酒精燈。
˙操作步驟：
1.將未加熱的銅球試著穿過金屬環。
2.將銅球置於酒精燈上加熱約2 分鐘。
3.將加熱後的銅球試著穿過金屬環。
注意
用酒精燈加熱後的銅球溫度很高，操作時要特別注意安全，絕對不可以碰觸銅球，避免被燙傷。實驗時應準備一大杯冷水，等觀察到結果後，再將銅球放入水中冷卻，降低溫度。
討論
1.未加熱和加熱後的銅球，哪個可以穿過金屬環？
未加熱的銅球體積沒有變大，因此可以通過金屬環，加熱後的銅球體積變大，因此無法通過金屬環。
2.有什麼方法可以讓加熱後的銅球再穿過金屬環呢？
加熱的銅球浸入冰水中，銅球體積變小，就可以通過金屬環。
3.比較加熱前和加熱後的銅球，有什麼變化？
溫度增加時，銅球體積增加；溫度降低時，銅球體積減少。這表示固體也會熱脹冷縮。
固體受熱時，體積會膨脹變大，遇冷時體積會縮小。
仔細觀察，生活中還有哪些物品也是利用熱脹冷縮的原理設計的？
像是鐵軌間、橋梁水泥板間會留縫隙，瓷磚之間會保留縫隙等。
瓷磚之間會保留縫隙，避免熱脹冷縮而使瓷磚變形。
橋梁和橋梁之間會保留縫隙，避免熱脹冷縮使橋梁變形。
早期鐵軌和鐵軌之間會保留縫隙，避免熱脹冷縮使鐵軌變形。
仔細觀察，生活中還有哪些物品也是利用熱脹冷縮的原理設計的？
像是鐵軌間、橋梁水泥板間會留縫隙，電線桿上的電線不拉直等。
氣溫計中的酒精，遇到高溫時會膨脹而上升、低溫時會收縮而下降。
熱氣球利用火將氣球內氣體加熱膨脹。
熱脹冷縮
大部分的液體、氣體和固體受熱時，體積會膨脹，遇冷時體積會縮小，這種性質稱為「熱脹冷縮」。
Q：生活中還有哪些熱脹冷縮的例子？
A：電線桿上的電線不拉直、煮開水時水不會裝滿……。
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