數位閱讀與測驗

0150103熱對物質的影響

02熱的傳播

在陽光下，我們會感覺到溫暖，這是太陽的熱對我們的影響，而太陽的熱是如何傳播的呢？燃燒物質也會產生熱，熱又會使物質產生什麼變化呢？它又是以什麼方式在物質之間傳播的呢？現在就讓我們一起來探索吧！

熱的傳導

當我們用火加熱物質時，物質的溫度會升高，想想看，熱是如何傳播到物質的？不同材質的物體，熱的傳播速度一樣嗎？讓我們來試試看吧！

不同材質的熱傳導比較

1. 準備一支鐵棒，並將鐵棒插入杯蓋的孔洞中，再放入裝有熱水的燒杯裡。

2.用手輕觸棒子上端，感覺棒子的溫度變化

3. 另外準備兩支長度、形狀、粗細都相同的鐵棒和塑膠棒。並將兩支棒子分別插入杯蓋的孔洞中，再放入裝有熱水的燒杯裡。
4. 用兩手同時輕觸棒子上端，感覺棒子的溫度變化。

1. 根據步驟2的結果，說說看，熱在固體中是如何傳播的呢？

熱在鐵棒上的傳播，是從高溫的熱水處，傳向低溫的鐵棒處。

2. 根據步驟4的結果，哪一支棒子的溫度比較高？

鐵棒的溫度比較高。

3. 不同物質傳播熱的快慢一樣嗎？

不一樣。

4. 想想看，為什麼燒杯上要有杯蓋呢？

加蓋可以阻隔水蒸氣，同時也可以固定棒子，使棒子浸泡於熱水中的長度相同，避免條件差異而影響實驗結果。

熱經由物體，從溫度高的地方傳至溫度低的地方，這種熱的傳播方式，稱為傳導。不同材質的物體，熱傳導的快慢也不相同，日常生活中有許多用品會應用這個原理來設計，以達到加快或減緩熱傳導的目的。

布的熱傳導比較慢，可以製成隔熱手套

紙的熱傳導較慢，手隔著紙套拿熱飲較不會被燙到

利用熱傳導較快的材質當鍋子或茶壺等物品的主體，加速熱傳導將食物煮熟，而塑膠或木頭材質傳導較慢，製成把手可以避免燙手

熱的對流

煮開水時，火會藉由傳導的方式，將熱傳到鍋子，再從鍋子傳到水中，使水沸騰，那麼熱在水中是如何傳播的呢？

水從鍋子加熱處開始向上流動，將熱傳到溫度較低的地方，利用流動方式傳遞熱。

怎樣可以清楚觀察到熱在水中傳遞的情形呢？

可以在水中加入物質幫助觀察嗎？

水的對流

1. 準備250毫公升的熱水，再將茶包剪開一角，倒入適量的碎茶葉於水中。
2. 以酒精燈加熱燒杯中的水，觀察碎茶葉的移動情形。

1. 加入碎茶葉的目的是什麼？

幫助觀察水的流動情形。

2. 可以用其他物質替代嗎？

細小顆粒即可；例如細小木屑或是黑胡椒末、橡皮擦屑等。

2. 燒杯中的水受熱時是如何流動的？這個現象和熱在水中的傳播有什麼關係？

從水中物質流動的現象可以知道，水從底部加熱溫度較高處向上流動，水位上方溫度較低的水會向下，形成向上向下流動的循環，如此將熱傳遞到整杯水中。熱從水中溫度高的地方流向溫度低的地方。

熱隨著液體的流動，由高溫處傳到低溫處，這種熱的傳播方式，稱為對流。

液體產生對流時，熱的液體會往上升，冷的液體會往下降。氣體也會流動，它也是透過對流的方式傳播熱嗎？

空氣的對流

1. 準備兩個廣口瓶，一瓶浸泡在冷水中為冷瓶，一瓶浸泡在熱水中為熱瓶。
2. 點燃線香使冷瓶中充滿煙霧，再用玻璃片蓋住瓶口防止煙霧散掉。
3. 將熱瓶倒放在冷瓶上，移開玻璃片，觀察瓶內煙霧的移動情形。
4. 將步驟3之熱瓶和冷瓶的位置上下對調，並觀察瓶內煙霧的移動情形。
5. 重複上述步驟1，準備兩個廣口瓶，分別浸泡在冷水和熱水中，製造冷、熱瓶。
6. 點燃線香使熱瓶中充滿煙霧，再用玻璃片蓋住瓶口防止煙霧散掉。
7. 將熱瓶倒放在冷瓶上，移開玻璃片，觀察瓶內煙霧的移動情形。
8. 將步驟7之熱瓶和冷瓶的位置上下對調，並觀察瓶內煙霧的移動情形。

1. 冷的廣口瓶在下時，你觀察到煙霧的移動情形如何？

步驟3中，煙霧聚集在冷瓶中，沒有流動；步驟7中，煙霧停留在熱瓶中，沒有流動。

2. 冷的廣口瓶在上時，你觀察到煙霧的移動情形如何？

步驟4中，煙霧由上方的冷瓶下降至熱瓶中；步驟8中，煙霧由下方的熱瓶上升至冷瓶中。

3. 從煙霧移動的現象可以知道冷、熱空氣的移動情形為何？

熱空氣會上升，冷空氣會下降。

氣體傳播熱的情形和液體一樣，較高溫的氣體會上升，旁邊溫度較低的氣體會下降，如此形成一個對流循環的現象。

想一想，在我們日常生活中有哪些應用到對流原理的例子呢？

冷氣機裝置在高處，吹出來的冷空氣經由對流作用使室內溫度下降

暖爐放置於低處，加熱的空氣經由對流作用使室內溫度逐漸上升

打開窗戶可以讓室內和戶外空氣流通

熱的輻射

太陽和地球之間沒有氣體、液體或其他物質直接相連，無法藉由傳導或對流的方式來傳播熱能，但是太陽的熱仍然能傳到地球上，這種不需要藉助任何物質的傳熱方式，稱為輻射。

我們可以利用物體阻擋掉大部分的輻射熱，所以在炎熱的夏天，躲在樹蔭下或是撐傘，都會比直接曝晒在陽光下涼快些。

不同顏色對太陽輻射熱的吸收也不一樣，想一想，什麼顏色比較容易吸收輻射熱呢？

粗糙且深色的表面吸收輻射能的效率高，表面光滑、淺色、會反光的表面吸收效率較低。

在炎熱的夏天，穿著淺色的衣物，比較不會吸收輻射熱喔！

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