熱量

(一)   熱量

A、           意義:

(1)      熱量是一種【能量】,代表物體所含熱的多寡。

(2)      物質的【溫度】改變時,熱量會跟隨改變。

          物質的【狀態】改變時,熱量也會跟隨改變。

          當物體溫度升高時,必須【吸熱】,溫度降低時,必須【放熱】

      【註】:熱量改變時,可能是【溫度】改變,可能是【狀態】改變。

              物體吸熱或放熱時,質量不會跟隨而變。

B、           單位:

(1)      【卡】(cal)
使1公克】的純水升高(或降低)1所吸收(或釋放)的熱量。

(2)      【仟卡】(kcal)
使1公斤的純水升高(或降低)1所吸收(或釋放)的熱量。

C、          熱量和水溫、水量的關係

(1)      同一熱源加熱定量的水,加熱時間愈長,吸收熱量愈【多】,水溫愈【高】

(2)      要使溫度變化增大,則吸收的熱量要愈【大】

(3)      水量愈多,加熱時間愈【長】,溫度愈高;可知水量愈多,吸收熱量需愈【大】

D、          公式:Hmst

             H:吸收或放出的熱量(cal) 

             m:水的質量(g)

             S:物質的比熱 ( calg )   S 1 calg

            T:溫度變化()

   E、冷熱水的混合:

(1)   討論:冷水和熱水混合時,【熱水】放出熱量;【冷水】吸收熱量

放出的熱量=吸收的熱量

註:熱量的移動是由溫度【高】的傳給溫度【低】的。

 

1.      穩定熱源每分鐘供熱2仟卡,今將500g的水加熱6分鐘後,可使20°C水升高到44

【解析】:Hmst    加熱6分鐘,提供熱量2000×612000
12000
500×1×( t 20)   
è 24t20    t44

 

2.      1000公克20°C的水加熱,已知熱源每分鐘供熱1500卡,加熱10分鐘水上升到31°C,則加熱中散失的熱量為4000卡。

【解析】:Hmst         加熱10分鐘    提供熱量H1500×1015000
1000
公克的水吸熱   H1000×1×(3120)11000
熱量散失=1100015000=-4000卡。

 

3.      請計算下列各情形下的熱量變化:

(1)   40的水由35加熱使其升高至50,則需【吸熱】【600卡。

(2)   300的純水由60變化至40,需【放熱】【6000卡。

【解析】:Hmst
(1) H
40×1×(5035)40×15600
(2) H
300×1×(6040)300×206000

 

4.      3公斤的水升高10所需的熱量和500的水升高60所需的熱量相同。

【解析】:Hmst
300
0×1×10500×1×t    è t60

 

5.      計算下列各題的熱量變化,並註明吸熱或放熱:

(1)   25的水由15升高至35【吸熱500卡。

(2)   100的水由75降低至45【放熱3000卡。

(3)   60的水由52降低至12【放熱2400卡。

(4)   50的水由38升高至40【吸熱100卡。

【解析】:Hmst
(1) H
25×1×(3515)25×20500
(2) H
100×1×(7545)100×303000
(3) H
60×1×(5212)60×402400
(4) H
50×1×(4038)50×2100

 

6.      較下列各物質的熱量變化,由大至小依次排列:(1)(3)(2)

(1)   10的水由10升高至25

(2)   25的水由38升高至44

(3)   50的水由26.5升高至30

 【解析】:Hmst
(1) H
10×1×(2510)10×15300
(2) H
25×1×(4438)25×6150
(3) H
50×1×(3026.5)50×3.5175
熱量由大至小為 (1)(3)(2)

 

7.      某容器獲得4500卡的熱量,使水溫由35 升高至80 ,則容器中有水100克。

【解析】:Hmst
4500
m×1×(8035)m×45    è m100公克

 

8.      質量為150的水,欲使其由25升高至40 ,需吸熱2250卡,
欲從25降溫至10,需除去熱量2250卡。

【解析】:Hmst
(1) H
150×1×(4025)150×152250
(2) H
150×1×(2510)150×152250

 

9.      在三燒杯中分別加入4010的水,6020的水,8030的水,將燒杯放在本生燈上分別加熱10分鐘、15分鐘、30分鐘,若40的水升高至40,則:
(1)
60水的末溫為50
(2)
80的水溫末溫為75

【解析】:Hmst   加熱時間愈久,,提供熱量愈多
(1)
H×1040×1×(4010)40×301200    è H120卡/分
    60
公克:
     120
×1560×1×(t20)  
è 30t20     t50
(2) 80
公克:
    120
×3080×1×(t30)   
è 45t30     t75

 

10. 1200卡的熱量提供給150的水,可使其由25升高至【】

【解析】:Hmst
1200
150×1×(t25)    8t25        t33

 

11. 5021的冷水,與10060的熱水,一起倒入同一杯中,水末溫為45,則:

(1)   熱水放出的熱量有1500卡;

(2)   冷水吸收的熱量有1200卡;

(3)   熱量流失300卡。

【解析】:Hmst
熱水放熱=100×1×(6045)100×151500
冷水吸熱=50×1×(4521)50×241200
散失熱量=15001200300

 

12. 完全絕熱的容器中將40的水0.2㎏,和100的水0.4㎏相混合,最後水溫為80

【解析】:Hmst                假設末溫為t   理想狀況,熱水放熱=冷水吸熱
40
0×1×(100t)200×1×(t40)      2002tt40
3t
240    t80

 

13. 20的冷水400,和80的熱水200相混合,混合後的溫度為40

【解析】:Hmst    假設末溫為t   理想狀況,熱水放熱=冷水吸熱
20
0×1×(80t)400×1×(t20)      80t2t40
120
3t       t40

 

14. 5020的水,1050的水,4080的水,三者相混合,若無熱量損失,則混合末溫為47

【解析】:Hmst      假設末溫為t   理想狀況,熱水放熱=冷水吸熱
溫度最高的一杯放熱,其他的水吸熱,則
4
0×1×(80t)50×1×(t20) 10×1×(t50)
320
4t 5t100 t50  
è 10t 470    t 47

 

15. 甲杯的水有2055,乙杯的水有3030,丙杯的水有5024,將三杯水相混合,若無熱量損失,則最後的水溫為32

【解析】:Hmst       假設末溫為t   理想狀況,熱水放熱=冷水吸熱
20
×1×(55t)30×1×(t30) 50×1×(t24)
110
2t3t905t120   
è 10t320      t32

 

16. 90 30㏄的熱水甲,20 20㏄的冷水乙相混合,則:

    (1)若無熱量損失,則混合末溫為62

    (2)若末溫55,則損失的熱量為350卡。

    (3)(2)20的冷水吸收熱量為700卡。

【解析】:(1) Hmst      假設末溫為t   理想狀況,熱水放熱=冷水吸熱
   3
0×1×(90t)20(t20)     
   270
3t2t40  
è  5t310  t62
(2)
熱水放熱  H30×1×(9055)30×351050
(3)
冷水吸熱  H20×1×(5520)20×35700
   
熱量散失=1050700350

 

17. 5012的水,2042的水,3078的水,三者相混合,若無熱量損失,則混合末溫為37.8

【解析】:Hmst      假設末溫為t   理想狀況,熱水放熱=冷水吸熱
溫度最高的一杯放熱,其他的水吸熱,則
3
0×1×(78t) 50×1×(t12) 20×1×(t42)
234
3t 5t60 2t84   
è 10t 378   t37.8

 

一、選擇題:

(     )1.       下列敘述,何者錯誤?
(A)
要使水產生相同的溫度變化,質量愈大,所需熱量愈多 (B)等質量的水,吸收等量的熱,則上升的溫度相同 (C)不管水的質量多少,對水加進相同的熱量,則上升的溫度相同 (D)同質量的水,溫度升得愈高,其熱量增加愈多

【答案】:(C)

【解析】:(A) 質量愈大,所需的熱量也將愈大。
(B) H
mst    Hms相同,則升高溫度必都相同。
(C)
質量愈多,所需的熱量也愈多,若給予相同的熱量,則水量多的,溫度變化少。
(D)
同質量的水,溫度升得愈高,所需的熱量也將愈多。

 

(     )2.       使10公克的水,溫度由80下降到20,則水是作了何種變化?
(A)
吸熱10卡 (B)吸熱600卡 (C)放熱10卡 (D)放熱600

【答案】:(D)

【解析】:溫度由80à20,溫度下降要放熱
H
10×1×(8020)10×60600

 

(     )3.       有關質量1g溫度1的水,下列敘述何者錯誤?
(A)
具有1卡的熱能 (B)01g的水多1卡的熱 (C)溫度升到2,需吸收1卡的熱 (D)溫度降到0需放出1卡的熱

【答案】:(A)

【解析】:(A) 無法得知熱含量。
(B) H
1×1×11卡的熱量,101卡的熱量
(C) 1
à2,需吸熱H1×1×(21)1
(D) 1
à0,需放熱H1×1×(10)1

 

(     )4.       當熱在兩物體間傳遞時,它的流向是如何?
(A)
由體積大者流向體積小者 (B)由密度大者流向密度小者 (C)由質量大者流向質量小者 (D)由溫度高者流向溫度低者

【答案】:(D)

【解析】:熱的傳遞一定是由高溫傳遞至低溫,溫度高的物體放熱,溫度低的物體吸熱。

 

(     )5.       使10g的水由20上升到30需要吸收幾卡的熱量?
(A)10
卡 (B)20卡 (C)100卡 (D)1000

【答案】:(C)

【解析】:H10×1×(3020)10×10100

 

(     )6.       某熱源5分鐘可供給熱量200卡,則加熱10分鐘可使50g的水溫度升高多少℃?
(A)10 (B)8 (C)5 (D)2

【答案】:(B)

【解析】:5分鐘可供給熱量200卡,則加熱10分鐘可提供400卡熱量;
H
mst  è 40050×1×t8

 

(     )7.       將燒杯每次分別裝40公克、60公克、80公克同溫的冷水,若在同一電爐上加熱5分鐘且均未達到100,結果溫度最高的是下列何者?
(A)40
公克的水 (B)60公克的水 (C)80公克的水 (D)一樣

【答案】:(A)

【解析】:同是加熱5分鐘,加熱時間相同,提供的熱量相同;
水量愈少的溫度上升將愈高,因此40公克的水量最少,加熱後水的末溫最高。

 

(     )8.       燒杯每次分別裝40公克、60公克、80公克同溫冷水,在同一電爐上加熱5分鐘且均未達到100,結果何者熱量增加最多?
(A)40
公克 (B)60公克 (C)80公克 (D)一樣多

【答案】:(D)

【解析】:同是加熱5分鐘,加熱時間相同,提供的熱量相同。

 

(     )9.       下列性質中,何者是無法測量的?
(A)
冷熱的變化 (B)熱含量的多少 (C)熱含量的變化 (D)溫度的高

【答案】:(B)

【解析】:溫度計可測量溫度及溫度變化,Hmst可求得熱量的變化,但是無法求得熱含量有多少。

 

(     )10.   使M公克的水,溫度由T1升高到T2時,則對水所加的熱量為何?
(A)M×T1
 (B)M×T2 (C)M×(T2T1) (D)M×(T2T1)

【答案】:(C)

【解析】:對水提供的熱量=M×1×(T2T1)

 

(     )11.   使1g水溫度上升1所需熱量為多少卡?
(A)1
 (B) (C) (D)5

【答案】:(B)

【解析】:攝氏的刻度分100格,華氏的刻度分為180格,華氏1度相當於攝氏5/9度,
H
1×1×(59) 59

 

(     )12.   將一個裝有2000公克90熱水的鋁製水壺,放在平均氣溫25的庭院中,當鋁壺與周圍空氣達熱平衡時,問壺中的水大約放出多少熱量?
(A)13000
卡 (B)50000卡 (C)130000卡 (D)500000

【答案】:(C)

【解析】:與空氣達到平衡時,水的末溫約等於庭院的溫度,為25
H
2000×1×(9025)2000×65130000

 

(     )13.   甲烷 1 公克完全燃燒可提供 13000 卡的熱能,若有 90 逸散,其餘的熱能可使130 公克 25 的水上升多少℃?
(A)10
 (B)20 (C)30 (D)40

【答案】:(A)

【解析】:熱量散逸了90 %,則只吸收了10 %,因此
H
13000×10 130 ×1 × t 1300      è t10

 

(     )14.   某溫標訂水冰點為110°Y,水沸點為310°Y,則使1公克水升高1°Y所需的熱量為多少?
(A)
大於1卡 (B)小於1卡 (C)等於1卡 (D)無法確定

【答案】:(B)

【解析】:冰點至沸點相隔310110200°Y,因此1°Y小於1,所以將1公克的水升高1°Y時所需的熱量小於1卡。

 

(     )15.   50的熱水50公斤放在12的庭院中,最後水會放出多少熱?
(A)1.9×103
卡 (B)6.0×103卡 (C)1.9×106卡 (D)6.0×106

【答案】:(C)

【解析】:Hmst50000×1×(5012)50000×381900000卡=1.9×106

 

(     )16.   星茹想喝咖啡,要將25400公克的水煮沸,若瓦斯爐每分鐘供熱1000卡,預估幾分鐘後才能沖泡咖啡?
(A)10
 (B)20 (C)30 (D)40

【答案】:(C)

【解析】:1000×t400×1×(10025)400×7530000    è t30分鐘

 

(     )17.   用同一熱源,每分鐘供熱相同,連續加熱20的某液體6分鐘,溫度上升到30,若再繼續加熱9分鐘(假設未達沸騰),則溫度將上升到幾度?
(A)25 (B)35 (C)45 (D)55

【答案】:(C)

【解析】:依題意,6分鐘由20à30,即6分鐘升高10
則再加熱9分鐘時,應再升高15,因此301545

 

(     )18.   每天從早到晚你由湯、飲料、開水……等所攝取的水,扣掉排泄的水量,其他水分會由皮膚蒸發。假設每蒸發1公克的水分,會吸收500卡的熱量。瑩潔某日攝取2000c.c.水分,排泄600c.c.,她當日由皮膚揮發多少卡熱量?
(A)100000
卡 (B)70000卡 (C)300000卡 (D)700000

【答案】:(D)

【解析】:20006001400的水由皮膚蒸發,蒸發1公克的水分,會吸收500卡的熱量,則1400×500700000

 

(     )19.   孟婷喝水喜歡喝微溫的開水,今他倒了一杯20的冷開水200毫升,欲調為40的溫開水,他必須加入由出水溫度為90的熱水瓶中所倒出若干毫升的熱水?
(A)60mL
 (B)80mL (C)100mL (D)120mL

【答案】:(B)

【解析】:m×1×(9040)200×1×(4020)  è 50m200×20    m80毫升(mL)

 

(     )20.   一品管員為測試熱水瓶的保溫效果而將2000c.c.的開水注入瓶中,測得溫度與時間相關的資料如圖所示。則在10個小時內,這些熱水共散熱多少卡?
(A)65
卡 (B)22000卡 (C)70000卡 (D)130000

【答案】:(D)

【解析】:由圖得知,水的初溫為95 ,經10小時候,水的末溫為30 ,則 H2000×1×(9530)2000×65130000

 

(     )21.   1甲烷完全燃燒可提供13000卡的熱能,若燃燒時有80%逸散,其餘熱能可使200c.c.的水由30上升至多少℃?
(A)38 (B)43 (C)56 (D)60

【答案】:(B)

【解析】:13000×20%=200×1×(t30)2600   è t3013    t43

 

(     )22.   三隻條件均相同的試管中,分別盛有甲管10公克、10,乙管20公克、20,丙管30公克、30的純水,今再以發熱率同為每分鐘120卡的三瓦斯爐分別同時均勻加熱,若熱量不消耗時,何者最先達60的水溫?
(A)
甲管 (B)乙管 (C)丙管 (D)同時到達

【答案】:(A)

【解析】:甲:  10×1×(6010)10×50500
乙:   20×1×(6020)20×40800
丙:   30×1×(6030)30×30900
上升至60時,所需的熱量以甲最少,因此甲最先到達60

 

(     )23.   下列敘述那些正確?
(
)1公克4的水含4卡的熱量 ()使1公克水上升1000所需熱量為1仟卡 ()1公克4的水比1公克0時的熱量多4 ()使1公克的水上升1需熱量1卡。
(A)
甲丙丁 (B)乙丙丁 (C)丙丁 (D)甲乙丙丁。

【答案】:(C)

【解析】:() 無法得知熱含量;
(
) 水無法上升1000,最多只能由0100,上升100

 

(     )24.   20公克30的冷水與90公克70的熱水混合後的末溫為60,則混合時系統散失的熱量為多少卡?
(A)100
卡 (B)200卡 (C)300卡 (D)400

【答案】:(D)

【解析】:吸熱=20×1×(6030)20×30600
放熱=90×1×(7060)90×10900
熱量散失=900600300

 

(     )25.   不良絕熱容器中盛有500100的沸水,倒入10040的水,最後此600的水最後平衡溫度為85,請估計大約有多少卡的熱量散失?
(A)3500
 (B)3000 (C)2500 (D)2000

【答案】:(B)

【解析】:吸熱=100×1×(8540)100×454500
放熱=500×1×(10085)500×157500
散失熱量=750045003000

 

時間()

0

2

4

6

8

10

12

溫度(0)

98

85

76

68

62

58

55

(     )26.   1200mL的水放入保溫瓶儲存,每2小時測水溫一次,得數據如下表,則在最初6小時內水的熱量約散失多少卡?
(A)30000
卡 (B)36000卡 (C)68000卡 (D)98000

【答案】:(B)

【解析】:最初6小時溫度由98降至68,則
H
1200×1×(9868)1200×3036000

 

(     )27.   分別用相同的穩定熱源加熱質量為M1M2的水,測得的水溫與加熱時間關係如圖,下列何者正確?
(A)質量M2的水加熱10分鐘,溫度變化量40 (B)欲使水溫升高10,質量為M1的水需時較長 (C)M1M22倍 (D)M2M12

【答案】:(D)

【解析】:(A) M2加熱10分鐘,水溫由20上升至40,共上升20
(B) M1
升高10需時2.5分鐘,M2升高10需時5分鐘,因此M2加熱需時較長。
(C)
同一時間(假設10分鐘)M1水溫由20
à60M2水溫由20à40
可知M1的水溫變化為M22倍,因此M1的質量為M21/2

 

(     )28.   玫貞以相同燒杯盛等量的水,以相同的熱源同時加熱,如圖。甲杯為隔水加熱,乙杯為隔油加熱,丙杯為隔砂加熱。加熱一段時間後,測得外鍋溫度分別為水溫100、油溫300砂溫600。若甲、乙、丙三燒杯的水均呈沸騰狀態,則此三杯水的溫度高低順序為何?
(A)
甲>乙>丙 (B)甲<乙<丙 (C)甲<乙=丙 (D)甲=乙=丙

【答案】:(D)

【解析】:水沸騰時的溫度為100,因此當三杯水都沸騰時,水溫皆達到100,因此末溫皆相同。

 

(     )29.   雯婷欲了解水溫的變化和加熱時間的關係,其實驗的裝置如圖所示,實驗時火的大小、火與燒杯的距離均相同,且火所提供的熱量均被水吸收。當兩杯水從初溫同為20開始加熱至沸騰前,其實驗結果的圖示,下列何者正確?

     (A) (B) (C) (D)

【答案】:(C)

【解析】:依題意,水溫由20開始加熱,因此(A)(B)錯誤,
水量愈少,溫度上升愈快,因此100水溫上升快,(C)圖正確。

 

(     )30.   將燒杯每次分別裝40公克、60公克、80公克的水,故在同一電爐上加熱5分鐘後,所增加的熱量何者最多?
(A) 40
公克的水 (B) 60公克的水 (C) 80公克的水 (D)一樣多

【答案】:(D)

【解析】:不論水量多寡,加熱時間相同,所提供的熱量亦相同。

 

(     )31.   小明將一杯500cc30 的開水放入冰箱中冷凍,二小時後他將開水拿出,發現開水的溫度已經變成10 ,請問開水總共放出多少熱量?
(A) 5000
卡 (B) 10000卡 (C) 15000卡 (D) 20000

【答案】:(B)

【解析】:H500×1×(3010)500×2010000

 

(     )32.   右表為每100公克的餅乾中所含的營養成分。若取餅乾100公克,其所含的熱量可使多少公斤的水,在常溫常壓密閉狀態下,溫度上升攝氏1?(1仟卡=1000卡)
(A) 0.471
公斤 (B) 47.1公斤 (C) 471公斤 (D) 471000公斤

【答案】:(C)

【解析】:熱量H6×415×978×424135312471仟卡
1公斤的水升高1,需熱量1000
(1仟卡)
因此471仟卡的熱量,提供給471公斤的水升高1

 

(     )33.   酒精燈與每分鐘給熱250 cal,則150 g 20 冷水加熱至40須加熱幾分?
(A) 10 min
 (B) 12 min (C) 14 min (D) 20 min

【答案】:(B)

【解析】:250×t150×1×(4020)150×203000       t12分鐘

 

(     )34.   將三個燒杯分別加入10g40g70g相同溫度的水,放在同一熱源加熱5分鐘,若三杯皆未沸騰,則哪一杯的溫度最高?
(A) 10g
的水 (B) 40g的水 (C) 70g的水 (D)三杯水皆相同

【答案】:(A)

【解析】:未沸騰前,加熱相同時間,提供熱量相同(H相同),水量愈少的溫度上升愈高。

 

(     )35.   下列有關質量5 g,溫度10的水的敘述,何者正確?
(A)
具有50卡的熱能 (B)溫度升高到20,需吸收50卡的熱量 (C)比質量10 g,溫度10的水少含50卡的熱能 (D)與質量10 g,溫度10的水具有相同的熱能

【答案】:(B)

【解析】:(A) 無法求得熱含量。
(B) H
5×1×(2010)5×1050
(C)
不同質量的物體無法比較熱含量。

 

(     )36.   有兩個金屬球,如附圖所示,若不考慮外界的影響,當兩球接觸時有何變化?
(A)
熱量由鐵球流向銅球,因鐵球溫度較高 (B)熱量由鐵球流向銅球,因鐵球比熱較大 (C)熱量由銅球流向鐵球,因銅球體積較大 (D)熱量由銅球流向鐵球,因銅球質量較大

【答案】:(A)

【解析】:熱量由高溫流向低溫,只和溫度高低有關。
所以熱量由鐵球(80)流向銅球(20)

 

(     )37.   小莉欲了解水溫的變化和加熱時間的關係,實驗時火的大小、火與燒杯的距離均相同,且火所提供的熱量均被水吸收。當兩杯水從初溫同為20 開始加熱至沸騰前,其實驗結果的圖示,下列何者正確?
(A)
 (B)  
(C)
 (D)

【答案】:(C)

【解析】:依題意,水溫由20開始加熱,因此(A)(B)錯誤,
水量愈少,溫度上升愈快,因此100水溫上升快,(C)圖正確。

 

(     )38.   甲、乙兩杯不同溫度的水,混合後達到熱平衡(即達到相同溫度)。在達到熱平衡的過程中,假設甲杯水放出的熱量為H,乙杯水吸收的熱量為H,系統散失的熱量為H,且HHH都是正值,則下列關係何者正確?
(A) H
H (B) HHH (C) HHH (D) HHH

【答案】:(D)

【解析】:放出的熱量(H)=吸收的熱量(H)+散失的熱量(H)

 

(     )39.   所謂「熱平衡狀態」是指
(A)
沒有熱交互作用的系統 (B)溫度不再變化的系統 (C)不可以再與其他系統發生熱的交互作用的系統 (D)熱量總和達到最大值的系統

【答案】:(B)

【解析】:熱的流動是由高溫流向低溫,而熱平衡是指溫度相同不再變化時的狀態,此時熱依然流動,但是流進與流出的量相等,因此熱平衡狀態時熱依然有交互作用。

 

(     )40.   以同一穩定的熱源分別加熱質量M1M2的水,得到溫度變化與加熱時間的關係圖如圖,則質量M1M2的大小關係為:
(A) M1
M2 (B) M2M1 (C) M1M2 (D)資料不全,無法判定

【答案】:(B)

【解析】:水量愈少,溫度上升愈快,因此在相同時間內,M1升高溫度較M2快,所以質量M2M1

 

(     )41.   下列有關熱量進出與溫度升降關係的敘述,何者錯誤
(A)
物體吸收熱之後,溫度一定會上升 (B)物體放出熱量,溫度不一定下降 (C)物體溫度上升,物體必須吸熱 (D)物體溫度下降,物體必須放熱

【答案】:(A)

【解析】:溫度變化或是狀態變化時,皆有熱量進出;
溫度上升,一定是吸熱;溫度下降,一定是放熱。
但是吸熱有可能僅是狀態改變,但是溫度不一定變化。

 

(     )42.   如果要探討水的質量和它受熱後溫度變化的關係,則應該控制的變因是:
(A)
質量 (B)溫度 (C)質量和溫度 (D)加熱時間

【答案】:(D)

【解析】:由Hmst的關係式,要探討水的質量(m)和它受熱後溫度變化(t)的關係,
因為皆為水,同一物質,比熱相同,因此需要加熱時間(H)相同。
加熱時間愈久,提供熱量愈多,加熱時間相同,提供熱量相同。

 

(     )43.   550的冷、熱水混合之後,絕不可能出現哪一種水溫?
(A) 25 (B) 35 (C) 45 (D) 55

【答案】:(D)

【解析】:冷水加熱水混合,混合末溫碧在兩杯水溫之間,比熱水溫度低,比冷水溫度高,
因此一定在550監,不可能達到55

 

(     )44.   振成想喝咖啡,將25400公克的水煮沸,若瓦斯爐每分鐘供熱1000卡,預估幾分鐘後才能沖泡?
(A) 10
 (B) 20 (C) 30 (D) 40

【答案】:(C)

【解析】:1000×t400×1×(10025)400×7530000      t30分鐘

 

(     )45.   在無熱量損耗的情況下,以等量的熱加於溫度均為20 10公克銅與20公克銅,當前者溫度升高了20 時,後者末溫應為多少℃?
(A) 10
 (B) 20 (C) 30 (D) 40

【答案】:(C)

【解析】:質量愈大,溫度升高愈少,質量和溫度變化成反比;
10
公克銅升高20時,20公克銅只能升高10
因此201030

 

(     )46.   1公升的水由30上升至50時,其熱量的變化為何?
(A)
吸收20卡熱量 (B)放出80卡熱量 (C)吸收20000卡熱量 (D)放出80000卡熱量

【答案】:(C)

【解析】:1公升的水=1000cm3的水,質量為1000公克,
溫度升高需吸熱H1000×1×(5030)1000×2020000

 

(     )47.   分別用相同的穩定熱源加熱質量為M1M2的水,測得的水溫-加熱時間關係圖如附圖,下列敘述何者正確?
(A)
對質量為M2的水加熱10分鐘,其溫度變化量為40  (B)欲使水溫升高10 ,質量為M1的水需時較長 (C)加熱相同時間,M2吸收較多熱能 (D) M1M20.5

【答案】:(D)

【解析】:(A) M2加熱10分鐘,水溫由20升至40,共上升20
(B) M1
升高10需時2.5分鐘,M2升高10需時5分鐘,因此M2加熱需時較長。
(C)
加熱時間相同,所提供的熱量亦相同。
(D)
同一時間(假設10分鐘)M1水溫由20
à60M2水溫由20à40
可知M1的水溫變化為M22倍,因此M1的質量為M21/2

 

(     )48.   加熱不同質量的水,若加熱時間相等,則其溫度變化(T)與水的質量(M)的關係圖形為下列何者?
(A)
 (B) (C) (D)

【答案】:(B)

【解析】:加熱時間相同(H相等),水量愈大,溫度變化愈少,mt成反比。

 

(     )49.   媽媽用瓦斯爐來燒開水,若瓦斯爐每分鐘可提供10000卡的熱量,但有20%的熱量會散失在空中,若不鏽鋼水壺中裝了2公升,溫度20的自來水,而且不計不鏽鋼所吸收的熱量,則需要加熱幾分鐘,水才會開始沸騰?
(A) 5
 (B) 10 (C) 15 (D) 20

【答案】:(D)

【解析】:熱量散失20%,則還以吸收80%,假設加熱t分鐘,
1000
0×80%×t2000×1×(100-20)2000×80    è t20分鐘

 

(     )50.   50 g30的水和80 g50的水混合,其平衡後的溫度為40,則有多少熱量散失?
(A) 100
卡 (B) 200卡 (C) 300卡 (D) 400

【答案】:(C)

【解析】:吸熱=50×1×(4030)50×10500
放熱=80×1×(5040)80×10800
散失熱量=800500300

 

(     )51.   60 的熱水M1與溫度為20 的冷水M2互相混點,其溫度與時間的關係如圖,若混合過程無熱量散失,則M1/M2比值為何?
(A)
 (B) 3 (C)  (D) 4

【答案】:(B)

【解析】:M1×1×(6050)M2×1×(5020)   è M1×10M2×30
M
1M231

 

(     )52.   1000的水放入保溫瓶貯存,每2小時測水溫一次,數據如附表,由實驗結果判斷,下列哪一個敘述應是正確的?
(A)
此保溫瓶在最初4小時內的熱量約散失60000卡 (B)實驗結束時的室溫有可能在21以下 (C)當瓶內外的溫度相差愈小,單位時間內熱量的散失愈多 (D)瓶內的熱水溫度下降,但外界的溫度又未見上升,可知熱能減少,能量消失

【答案】:(B)

【解析】:(A) 最初4小時散失熱量=1000×1×(9549)46000
(B) 12
小時後的溫度為21,則是溫可能比21略低。
(C)
溫差愈大時溫度變化愈大,表示溫差愈大,
熱量散失的也會愈多。
(D)
瓶內的溫度下降,表示瓶子散熱,但宜於外界的哭監太大,因此溫度不容易變化。

 

(     )53.   下列有關「熱與溫度」的敘述,何者正確?
(A)
熱量必由含熱量高的物體傳向含熱量低的物體 (B)溫度愈高的物體,含熱量就愈高 (C)同一物體溫度增加,表示此物體可能吸收了熱量 (D)當兩物質達成熱平衡,就表示兩物質所含的熱量一樣

【答案】:(C)

【解析】:(A) 熱量的傳播必由高溫傳遞至低溫。
(B)
溫度高熱含量不一定愈多,無法比較熱含量的多寡。
(C)
溫度升高是由於吸熱的結果。
(D)
熱平衡是指兩物體的溫度相同。

 

(     )54.   已知沖泡牛奶的理想溫度為45 ,則25 100 g的水,必須加入85 的熱水多少g
(A) 50
 (B) 60 (C) 70 (D) 80

【答案】:(C)

【解析】:冷水吸熱=熱水放熱    100×1×(4525)m×1×(8545)
è 100×20m×40       m50

 

(     )55.   如圖為甲杯水加熱時,溫度與加熱時間關係圖。若無熱量散失,且甲杯水的質量為150 g,則每分鐘甲杯水從熱源吸收多少熱量?
(A) 150 cal
 (B) 300 cal (C) 750 cal (D) 1500 cal

【答案】:(B)

【解析】:Hmst   甲杯5分鐘時間升高10(20à30)
h
×5150×1×(3020)150×10   è h300卡/分

 

(     )56.   加熱不同質量的水(M1M2),若相同熱源,由20 加熱至沸騰,則其加熱時間與溫度的關係圖形為下列何者?
(A)
 (B)  (C)  (D)

【答案】:(C)

【解析】:同一熱源下,水量愈多溫度上升愈慢,已知M1M2,則 M2的溫度上升較快。

 

(     )57.   玉真欲了解水溫的變化和加熱時間的關係,以燒杯裝100公克20的水,在一大氣壓下均勻加熱,每2分鐘以溫度計測量水溫1次,結果如附表。假設熱源供應維持不變,則按表中數據推論,加熱約幾分鐘後此杯水的溫度可達50
(A) 15
 (B) 20 (C) 30 (D) 40

【答案】:(D)

【解析】:如表,8分鐘時間由20à26,升高6,則稍高至50需時
   3x
120   x40分鐘

 

(     )58.   小榮將一杯500 c.c.5 的冰水從冰箱中拿出置於桌面,一小時後冰水的溫度升為15,請問冰水總共吸收多少熱量?
(A) 5000
卡 (B) 10000卡 (C) 15000卡 (D) 20000

【答案】:(A)

【解析】:溫度升高要吸熱H500×1×(155)500×105000

 

(     )59.   50 g的水,溫度由75 變化到50,則水:
(A)
吸熱2卡 (B)放熱6.25×103卡 (C)放熱1.25×103卡 (D)吸熱1.25×103

【答案】:(C)

【解析】:溫度下降要放熱,H50×1×(7550)50×251250
放熱1250卡=1.25×103

 

(     )60.   有關質量5 g,溫度10 的水,下列敘述何者正確?
(A)
具有50卡的熱能 (B)溫度升高到20 ,需吸收50卡的熱量 (C)比質量10 g,溫度10的水少含50卡的熱能 (D)溫度下降到0時,體積會一直縮小

【答案】:(B)

【解析】:(A) 無法求得物質的熱含量。
(B) H
5×1×(2010)50
(C)
不同質量的物質無法比較熱含量。
(D)
水在4時體積最小,密度最大,降至0的過程體積會先減少後增加(4以下體積會膨脹)

 

(     )61.   寒流來襲,阿漢想泡個熱水澡,為了避免燙傷,因此要浴缸中先放冷水,再放入熱水。若他先在浴缸加入10 的冷水100 L,然後再加入60 的熱水,最後使浴缸的水溫度達到40 後才開始泡澡,假設整個放水過程中熱量損失很小,可以忽略,則阿漢加入了多少60 的熱水?
(A) 50 L
 (B) 100 L (C) 150 L (D) 200 L

【答案】:(C)

【解析】:冷水吸熱=熱水放熱
10
0×1×(4010)m×1×(6040)   è 100×30 m×20     m150L

 

(     )62.   教室裡,小可從盒子裡取出一塊乾冰,不久就消失不見了。同學們議論紛紛,何人是正確的?
(A)
海馬:因為乾冰發生了蒸發現象 (B)音符:因為乾冰發生了昇華現象 (C)梅鈴:因為乾冰發生了熔化現象 (D)萬太郎:因為乾冰變成了水蒸氣

【答案】:(B)

【解析】:乾冰吸收空氣中的熱量,直接由固體昇華為氣體。

 

(     )63.   室溫下,小雲將質量56的鐵塊加熱,使它吸收700 cal的熱量。已知質量為1的鐵溫度上升1 ,大約需要吸收0.1 cal的熱量。假設溫度的變化以℃為單位,下列何項可算出鐵塊上升的溫度?
(A) 700÷0.1×56
 (B) 700÷0.1÷56 (C) 700×0.1×56 (D) 700×0.1÷56

【答案】:(B)

【解析】:Hmst   70056×0.1×t      t 700÷56÷0.1

 

(     )64.   有關質量1 g,溫度1 的水,下列敘述何者正確?
(A)
具有1卡的熱能 (B)溫度升高到2 ,需吸收1卡的熱 (C)比質量2 g,溫度1的水多含1卡的熱 (D)以上皆非

【答案】:(B)

【解析】:(A) 物質無法求得熱含量。
(C)
不同質量的物質無法比較熱含量。

 

(     )65.   將三杯水,甲杯20 20 g,乙杯30 30 g,丙杯40 40 g,放在同一熱源加熱3分鐘,若三杯水皆未沸騰,則哪一杯吸收的熱量最多?
(A)
甲杯 (B)乙杯 (C)丙杯 (D)三杯水皆相同

【答案】:(D)

【解析】:同一熱元加熱時間相同,則吸收熱量也相同,都一樣多。

 

(     )66.   用發熱量均勻的瓦斯爐燒開水,容器裝有冷水15,加熱4分鐘後水溫為25,那麼開始燒20分鐘後,水溫應為:
(A)
不一定 (B) 85 (C) 65 (D) 25.5

【答案】:(C)

【解析】:4分鐘時間水溫由15à25,升高10
20
分鐘的時間溫度應上升50
15+50
65

 

(     )67.   200公克、30 的水和120公克、60 的水混合,若其平衡後的溫度為40 ,則有多少熱量散失?
(A) 800
卡 (B) 600卡 (C) 400卡 (D) 360

【答案】:(C)

【解析】:吸熱=200×1×(4030)2000
放熱=120×1×(6040)2400
熱量散失=24002000400