熱對物質的影響
01物質受熱後的變化
1-1熱與溫度
日常生活中，你看過哪些物質變熱的現象？它們是怎樣變熱的？
1.生活中常見的物質變熱現象例如：用瓦斯爐煮菜、開啟電暖器使室內變暖、摩擦雙手、晒太陽等。
2.利用燃燒、通電、摩擦及太陽熱能等方式，可以使物質變熱。
▲燃燒瓦斯讓湯變熱了
▲天冷時使用電暖器讓室內變暖和
燃燒和通電加熱，都會使物質變熱。物質受熱時，溫度有什麼變化？怎樣知道物質的冷熱？
1.物質受熱時，溫度會上升。
2.除了直接透過身體接觸感覺物質的冷熱，還可以用溫度計來測量。
▲溫度計放入水中時，液囊不可以碰觸容器的底部。讀取刻度時，眼睛要平視酒精柱的頂端。
1-2物質受熱的變化
物質受熱時，除了溫度上升，有的形態也會產生變化。
▲雞蛋受熱後，顏色、氣味、軟硬等都會改變，冷卻後無法復原。
▲奶油受熱時會熔化成液態，冷卻後又變回固態。
▲玉米粒受熱後，外觀、軟硬等都會改變，冷卻後無法復原。
▲巧克力受熱時會熔化成液態，冷卻後又變回固態。
▲陶土受熱燒烤後會變硬，冷卻後無法復原。
▲熱熔膠受熱時會熔化成液態，冷卻後又變回固態。
▲木材燃燒後變成灰燼，且無法復原。
▲玻璃受熱時會熔化成液態，可以塑型，冷卻後又變回固態。
有些物質受熱後會產生顏色、軟硬、形狀等性質的變化，而且無法復原，例如雞蛋、玉米粒、陶土等；有些物質受熱時形態會改變，但是冷卻後又會恢復成原來的形態，性質並沒有改變，例如奶油、巧克力、熱熔膠等。
1-3物質的熱脹冷縮
物質受熱時，除了顏色、軟硬、形狀等性質會改變之外，體積會產生變化嗎？我們先從氣體來實驗看看。
物質受熱時，體積通常會膨脹、變大。
氣體的熱脹冷縮
1.在錐形瓶瓶口套上一個氣球。
2.將錐形瓶先浸入約80℃熱水中一段時間，觀察氣球的變化。
3.再將錐形瓶浸入約20℃冷水中一段時間，觀察氣球的變化。
討論
1.錐形瓶浸入熱水後，氣球有什麼變化？
錐形瓶浸入熱水後，氣球會膨脹、變大。
2.錐形瓶浸入冷水後，氣球又有什麼變化？
再將錐形瓶浸入冷水中，氣球會收縮、變小。
3.氣球為什麼會有這樣的變化？
熱水使錐形瓶內空氣溫度上升、體積膨脹，使得氣球鼓脹起來；冷水使錐形瓶內空氣溫度下降、體積縮小，使得氣球漸漸變小。
通常氣體受熱時，體積會膨脹變大；冷卻時，體積會收縮變小。
氣體的體積會受溫度的影響而改變，液體也會這樣嗎？
液體的熱脹冷縮
1.在錐形瓶中裝滿顏色水，再用插有玻璃管的橡皮塞塞住瓶口。
2.在玻璃管的水位處畫上記號。
3.將錐形瓶浸入約80℃熱水中，觀察玻璃管中的水位變化。
4.再將錐形瓶取出，浸入約20℃冷水中，觀察玻璃管中的水位變化。
討論
1.錐形瓶浸入熱水後，玻璃管中的水位有什麼變化？
錐形瓶浸入熱水後，玻璃管內的水位會上升。
2.錐形瓶浸入冷水後，玻璃管中的水位有什麼變化？
再將錐形瓶浸入冷水中，玻璃管內的水位會下降，變得比原來的水位還低。
3.玻璃管中的水位為什麼會有這樣的變化？
錐形瓶浸入熱水後，瓶內的水溫度上升，體積變大，使玻璃管中的水位上升；錐形瓶浸入冷水後，瓶內的水溫度下降，體積變小，使玻璃管中的水位下降。
通常液體受熱時，體積會膨脹變大；冷卻時，體積會收縮變小。
氣體和液體的體積會受溫度的影響而改變，那麼固體的體積會不會受溫度影響呢？我們來實驗看看。
固體的熱脹冷縮
1.將未加熱的銅球放入金屬環中，觀察銅球是否能穿過金屬環。
2.將銅球放在酒精 燈上加熱1～2分鐘。
3.將加熱後的銅球放入金屬環中，觀察銅球是否能穿過金屬環。
4.將銅球浸入冷水中冷卻，再放入金屬環中，觀察銅球是否能穿過金屬環。
討論
1.未加熱和加熱後的銅球，哪一個能穿過金屬環？
未加熱的銅球能穿過金屬環。
2.銅球在加熱前、後，有什麼變化？
加熱前的銅球可以穿過金屬環，加熱後銅球的體積變大，無法穿過金屬環。
3.怎樣讓加熱後的銅球能穿過金屬環呢？
將銅球冷卻，使銅球體積變小，就能穿過金屬環了。
大部分的固體受熱時，體積會膨脹變大；冷卻時，體積會收縮變小。
1.使用酒精燈前，應先調整燈芯長度，上方燈芯露出約1公分左右，以維持適當的火焰高度。
2.不可以直接用手觸摸剛加熱過的三腳架和陶瓷纖維網，以免燙傷。
當氣體、液體和固體受熱時體積通常會膨脹；遇冷時體積通常會縮小，這種性質稱為熱脹冷縮。
生活中，有哪些應用熱脹冷縮的例子？
氣體熱脹冷縮
▲乒乓球凹陷時，在球的表面上持續沖熱水，球內的空氣受熱膨脹後，讓凹陷的球殼復原。
液體熱脹冷縮
▲天氣熱時，氣溫計裡的液體會膨脹，液柱就會上升。
固體熱脹冷縮
▲磁磚間留有縫隙，可以防止高溫時磁磚因受熱膨脹而擠壓變形。
▲橋面的縫隙設計，可以防止高溫時橋面膨脹變形。
▲早期鐵軌的縫隙設計，可以防止高溫時鐵軌膨脹變形。
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