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(一)溫度對物質體積的影響: A、
大部分的物體受熱時體積【膨脹】,冷卻時【收縮】。 (1)
固體受熱時【長度】會增加,【面積】、【體積】也增加。 (2)
右圖銅板受熱時,【厚度】增加,【圓形】面積增加,中間【方形】面積也會增加。 【註】:極少數物質有熱縮冷脹的特性,如:生鐵、銻、鉛等。 (3)
液體的熱脹冷縮可製成【溫度計】。 (4)
在水的膨脹和收縮實驗中: 甲、裝滿水的錐形瓶受熱時,因玻璃先受熱膨脹,所以玻璃管的水柱會【先降後升】。 乙、裝滿水的錐形瓶冷卻時,因玻璃先冷卻收縮,所以玻璃管的水柱會【先升後降】。 (5)
水有特殊的現象: 甲、在【4∼100】℃之間,水受熱會熱脹冷縮。 乙、在【0∼4】℃之間,水受熱會熱縮冷脹。 丙、所以水在4℃時,【體積】最小、【密度】最大。故冬天湖水結冰是從【湖面】開始,冰層以下的水由0℃往下漸增至4℃,湖底部分的水溫約有【4℃】左右,因此水中魚蝦得以生存。 (6)
氣體的熱脹冷縮以熱毛巾包裹錐形瓶,玻璃管中液柱會【先降後升】,用冰冷毛巾包裹時,液柱會【先升後降】。 (7)
物體受熱時,隨著溫度的升高,內部粒子振動範圍隨之擴大,造成體積膨脹。 B、
應用: (1)
一般的玻璃容易因受熱後體積膨脹而破裂,但耐熱玻璃因膨脹量較小,較不易爆裂。 (2)
將踩凹的兵兵球放入熱水中,兵兵球會因球內氣體受熱膨脹,將兵兵球恢復原狀。 (3)
利用物體熱脹冷縮製成溫度計,利用【複棒】製成定溫開關。 (4)
工程施工時,要考慮到冬、夏兩季氣溫變化對物體熱脹冷縮所造成的影響,避免物體因熱脹冷縮,造成損壞。 (5)
水泥地廣場上刻畫凹槽以防止龜裂。 (6)
鐵軌上及橋梁兩端預留【伸縮縫隙】。 (7)
輸油管每隔一段距離便彎成【U】形。 C、
自然界的熱漲冷縮──風化作用 (1)
岩石因溫度變化產生熱脹冷縮而破裂崩解的現象,稱為風化。 (2)
岩石熱脹冷縮是造成風化的因素之一。 (3)
水的熱脹冷縮對岩石的風化也有影響,在氣溫0℃附近的地區,岩石裂縫中的水,因晝夜溫差變化,在冰熔化及水結冰循環下,造成岩石快速崩解。 D、
物質受熱之影響: (1)
狀態改變; (2)
溫度改變; (3)
體積改變; (4)
化學變化; (二)物質的三態變化: A、
狀態雖然改變,但本質不變,為物理變化。 B、
C、
質量相同的同一物質其熱含量:氣體>液體>固體。 D、
被水蒸氣燙到的傷勢比被沸水燙到較嚴重。 (三)水的三態變化 A、
B、
熔化與凝固: (1)
熔化: 甲、固體受熱之後,開始變為液體的現象,狀態改變但溫度不變,稱為熔化。 乙、熔化過程中,固體和液體共存,且溫度保持不變,此溫度稱為熔點。 (2)
凝固: 甲、液體放熱之後變為固體的現象,狀態改變但溫度不變,稱為凝固。 乙、液體開始凝固時的溫度,稱之為凝固點。 C、
汽化與凝結 (1)
汽化: 甲、蒸發: (a)
未達沸點時,液體表面緩慢汽化的現象,這種現象稱之為蒸發。 (b)
部分靠近液面而且跑得較快的分子,容易脫離液面,形成氣體。 (c)
可以在任何溫度下進行,溫度越高、蒸發速率越快,主要發生在液體表面。如:睡覺前放一杯水,隔天杯中水會少一大半,就是因為水蒸發掉了。 乙、沸騰: (a)
液體內部出現很多氣泡,大量翻湧而上時,脫離液面,液體全部呈現激烈的擾動狀態,這種現象稱之為沸騰。 (b)
過程中吸收熱量,溫度維持不變。 (c)
沸點:沸騰過程中,固體和液體共存,且溫度保持不變,此溫度稱為沸點。 (2)
凝結: 甲、氣體過冷變成液體的現象,稱之為凝結,又稱為液化。 乙、使氣體液化的條件: (a)
降低溫度。 (b)
加大壓力。 丙、凝結點:凝結過程中,氣體和液體共存,且溫度保持不變,此溫度稱為凝結點。 D、
昇華與凝華: (1)
昇華: 甲、固體受熱之後直接由固體變為氣體的現象,稱之為昇華。 乙、碘晶體昇華、樟腦丸昇華、乾冰昇華等。 (2)
凝華:氣體遇冷之後,直接由氣體變為固體的現象,稱之為凝華。 (四)物質與能量的變化 A、
B、
吸熱與放熱反應: (1)
吸熱反應: 甲、熔化、汽化、沸騰、蒸發、昇華、電解、電鍍、光合作用、脫去結晶水。 乙、受熱分解:氧化汞、碳酸鈣、碳酸氫鈣受熱分解。 丙、其他:如食鹽溶於水、硫酸鐵溶於水等。 (2)
放熱反應: 甲、凝固、凝結、凝華、燃燒作用、呼吸作用、酸鹼中和。 乙、鹼金族與水、酸作用 丙、其他:稀釋濃硫酸、氫氧化鈉溶於水等。 (3)
氯化亞鈷的吸熱與放熱實驗: 甲、氯化亞鈷乾燥時:【粉末】狀、【藍色】, 乙、吸熱:粉紅色含水氯化亞鈷受熱失去水分(結晶水)後,變成藍色無水氯化亞鈷。 丙、放熱:藍色無水氯化亞鈷遇水峙,變成粉紅色含水氯化亞鈷。 丁、 (4)
硫酸銅的吸熱與放熱實驗: 甲、硫酸銅乾燥時:【粉末】狀、【白色】色, 乙、吸熱:藍色含水硫酸銅受熱失去水分(結晶水)後,變成白色無水硫酸銅。 丙、放熱:白色無水硫酸銅遇水時,變成藍色含水硫酸銅。 丁、藍色氯化亞鈷、白色硫酸銅均可以檢驗水的存在。 戊、 C、
影響蒸發的因素: (1)
溫度:溫度愈高,蒸發愈快。 (2)
液體種類:費點滴,蒸發快。 (3)
液體表面積:表面積大,蒸發快 (4)
空氣流動:有風,蒸發快。 (5)
空氣溼度:濕度低,蒸發快。 |
(
)1. 下列為各個物質的沸點,何者為純物質? 【答案】:【B】 【解析】:純物質熔點及沸點固定,因此各物質的沸點,只有乙為定值,因此乙是純物質。 (
)2. 已知某物質的沸點為78℃,則在下列何哪一溫度之下會有蒸發現象發生? 【答案】:【C】 【解析】:物質在沸點以下呈液態,液體可以在任何溫度下蒸發成氣體,超過沸點後變成了氣體,就不會再蒸發了。 (
)3. 定壓下,純物質甲的熔點及沸點如右表,則在-30℃時,甲物質處於何種狀態? 【答案】:【B】 【解析】:-30℃比-75℃高,比118℃低,因此此物質的狀態為液態。 (
)4. 物質狀態改變時,一定會有能量的進出,下列何者屬於放熱反應? 【答案】:【D】 【解析】:昇華:固態變成氣態,吸熱; 沸騰:液體變成氣體,吸熱。 (
)5. 以下哪一個過程屬於吸熱反應? 【答案】:【B】 【解析】:(A)呼吸作用:氧化,放熱。 (B)光合作用:合成氧,吸熱。 (
)6. 寒流來臨時,市面上最為暢錨的暖暖包,內含鐵粉、食鹽、水,使用前只要用力搓揉,便會讓身體暖和許多,則該反應屬於下列何者? 【答案】:【C】 【解析】:鐵粉、食鹽、水混和後,可以產生放熱的化學變化,藉著放出的熱量,形成暖暖包。 (
)7. 一大氣壓下,關於水凝固成冰的敘述,下列何者正確? 【答案】:【A】 【解析】:冰能浮在水上,表示冰的密度比水小,所以水凝固成冰時,密度變小,體積增大,但是質量維持不變。 (
)8. 右圖為50克的冰加熱之實驗結果曲線,現使用100公克的冰,再作一次實驗,在座標尺度不變之情況下,所畫出的曲線和圖中比較不變者為何? 【答案】:【C】 【解析】:物質從固態的冰開始加熱,因此圖中,Ⅰ為固態,Ⅲ為液態,Ⅱ為固態變成液態的熔化過程。 (
)9. 有關於冰塊熔化與水蒸發的敘述,何者正確? 【答案】:【D】 【解析】:(A)冰塊在0℃熔化,水在100℃沸騰,在液態時的任何溫度都可蒸發。 (
)10. 下列關於冰和水的敘述,何者正確? 【答案】:【D】 【解析】:(A)同物質在不同狀態下比熱不同,因此冰和水的比熱不相同。 (
)11. 定壓下,將10公克的某固體物質由20℃開始加熱,若每分鐘吸熱100卡,測得其溫度與時間之關係如右圖,假定容器本身所吸收熱量可以忽略不計,則下列敘述何者錯誤? 【答案】:【D】 【解析】:物質從固體開始加熱。圖中,加熱5分鐘後即全部熔化成為液體,60℃為物質的熔點,從2∼5分鐘為熔化的過程。 (
)12. 定壓下,將10公克的某固態物體由0℃開始加熱,若每分鐘吸熱500卡,測得溫度與時間關係如右圖。何者錯誤? 【答案】:【B】 【解析】:熔化為3∼5分,共2分鐘;汽化為8∼12分,共4分鐘,因此熔化吸熱小於汽化吸熱。 (
)13. 當物體有熱量進出時,下列何者正確? 【答案】:【C】 【解析】:物質有熱量變化時: (
)14. 常溫常壓下,物質三態變化如右圖,則A∼F中哪些為吸熱反應? 【答案】:【A】 【解析】:圖中,A為昇華(吸熱),B為凝華(放熱); (
)15. 下列何者是造成三態變化的主要因素? 【答案】:【A】 【解析】:影響三態變化,最主要的因素為溫度,溫度的變化能改變物質的狀態。 (
)16. 關於物體三態的敘述何者正確? 【答案】:【C】 【解析】:(A)(D)物質加熱,溫度不一定上升,例如:熔化、汽化。 (
)17. 已知定量的水加熱時,其溫度與時間圖如右圖中之A線,今將水量增加(其他情況不變),則曲線可能變為圖中之哪一條曲線? 【答案】:【C】 【解析】:水加熱的圖行為A,則水量增加時,加熱時間增長,溫度變化較慢,但是沸點則維持不變。 (
)18. 通常會在綜藝節目中用來做效果用的乾冰,噴出之後會出現一團白煙,關於此現象,下列敘述何者錯誤? 【答案】:【C】 【解析】:乾冰為固態的二氧化碳,遇熱會昇華成為氣體。 (
)19. 0℃的純水中放入冰塊後,置於空氣中,則在熱量均勻狀態下 【答案】:【B】 【解析】:冰塊放入水中,水溫比冰塊高,因此水放熱,冰塊吸熱。 (
)20. 右圖為甲、乙兩物體加熱時間與溫度關係圖,下列何者正確? 【答案】:【B】 【解析】:圖中,甲乙的熔點(或沸點)相同,可能為同一物質。但是甲溫度變化較快,因此加熱時間較短,表示甲質量小,而乙的質量則較大。 (
)21. 下列何者是屬於放熱反應? 【答案】:【C】 【解析】:(A)加熱碳酸鈣產生二氧化碳:吸熱的化學變化(分解)。 (B)硝酸鉀溶於水:為吸熱的物理變化,溶液溫度下降,溶解需吸熱,吸收溶液的熱量,使溶液的水溫下降。 ( )22. 下列何圖可表示液態水沸騰過程中溫度與時間的關係圖? 【答案】:【D】 【解析】:注意坐標軸的變化,橫坐標為溫度,加熱時,溫度由室溫漸增至100℃沸騰,水沸騰時,溫度維持固定,因此只有(D)為正確。 (
)23. 如圖,銅球的直徑略小於鐵環中空部分的直徑,故用細金屬線懸吊的銅球可穿過鐵環,今將銅球置於酒精燈上加熱一段時間後,銅球就不能穿過鐵環,此現象是因物質受熱後: 【答案】:【C】 【解析】:銅球加熱,直徑增加,體積變大,因此不能通過鐵環,若把鐵環加熱,或銅球降溫冷卻,則能通過,這是體積的變化,僅是物理變化,狀態不改變。 (
)24. 路旁的輸油管每隔相當的距離必彎成Ω形。是為了: 【答案】:【C】 【解析】:路旁的輸油管彎曲呈Ω型,是為了避免輸油管熱脹冷縮,造成擠壓破裂。 (
)25. 鐵軌接頭處有空隙是因: 【答案】:【B】 【解析】:鐵軌接頭的空隙,是為了預留受熱膨脹的空間。 (
)26. 溫度計內的水銀柱,受熱時液面會上升,冷卻時液面會下降,這是熱使物質產生了: 【答案】:【C】 【解析】:溫度計內的水銀柱,是利用熱脹冷縮的原理,使水銀的體積變化,形成不同的高度。 (
)27. 如圖,兩個容量相同的玻璃管容器內,裝一模一樣的空氣,中間以細管相通,管內置一有色水柱,現將右邊容器的玻璃塗黑後,再放於太陽底下曝晒,一段時間後,管內的有色水柱將如何移動? (黑色物體較易吸熱) 【答案】:【B】 【解析】:在陽光下,黑色的容器容易吸熱,使溫度升高,導致體積膨脹,因此將有色水柱向左推。 (
)28. 有A、B、C三種金屬,分別做成三種複合棒,將AB複合棒和BC複合棒加熱後,彎曲情況如圖之(甲)和(乙)的結果,今將AC複合棒加熱後,則此複合棒會彎向哪一個金屬? 【答案】:【A】 【解析】:由(甲)圖可知,B膨脹大於A,由(乙)圖可知,C膨脹大於B,因此膨脹率:C>B>A, (
)29. 舞臺上利用乾冰產生白霧效果,其原因是 【答案】:【D】 【解析】:乾冰所產生的白霧,為低溫的乾冰遇暖空氣吸熱昇華,而空氣中的水蒸氣則遇冷降溫凝結成為小水滴,於是形成白霧狀的小水滴。 (
)30. 物質在下列過程中,何者並不吸收熱量? 【答案】:【A】 【解析】:凝固為液態變成固態,為放熱。 (
)31. 將一個物體放在一絕熱良好的容器內,容器內有一穩定熱源加熱此系統,測得系統溫度與時間之關係如右圖,則該物質在固態時的比熱與在液態時的比熱之比值為何? 【答案】:【D】 【解析】:加熱時吸收的熱量比=時間比,固態時間2分鐘,液態時間1分鐘,因此 2:1=mxS1x(45-5)=mxS2x(75-45) (
)32. 攝氏零下10℃、25公克冰塊放在燒杯中加熱,加熱過程中溫度-加熱時間關係圖如圖,下列哪一時段中冰與水共存? 【答案】:【B】 【解析】:冰水共存的溫度為0℃, 因此為圖中的t1∼t2。 (
)33. 已知酒精的沸點為78.5℃,試間酒精在下列哪一個溫度會有蒸發現象? 【答案】:【D】 【解析】:液態的酒精在任何溫度下都能蒸發,溫度愈高則蒸發速率愈快。 (
)34. 下雨之前,天氣總令人感覺悶熱,其原因為何? 【答案】:【A】 【解析】:下雨前會感覺悶熱,是因空氣中的水蒸氣凝結成水滴會放熱。 (
)35. 飽和的氯化亞鈷溶液彩繪在濾紙上,並用吹風機的熱風吹乾,此觀察資料,下列何項正確? 【答案】:【D】 【解析】:氯化亞鈷溶液彩繪後以熱風吹乾,顏色由粉紅色變成藍色,為吸熱的化學變化。 (
)36. 下列何者不是吸熱反應? 【答案】:【D】 【解析】:萘丸昇華為吸熱反應; 白雪熔化為吸熱反應; 酒精蒸發為吸熱反應。 (
)37. 艾華檢查砂粒是否含有水,將砂粒倒入燒杯後,可加入下列何種物質檢驗出結果? 【答案】:【C】 【解析】:檢驗硫酸銅可用白色的硫酸銅粉末(乾燥),或藍色的氯化亞鈷粉末(乾燥)。 ( )38. 下列何者是放熱反應? 【答案】:【C】 【解析】:(A)冰棒熔化為吸熱反應。 (B)冷媒由液態變成氣態,為吸熱反應。 |
【題組】葳婕做熱學實驗,將一固體物質放在一絕熱良好的容器內,容器內有一穩定的熱源加熱此系統,她測得系統溫度與時間之關係如右圖,試回答下列問題: (
)39. 50℃為該物質的: 【答案】:【C】 【解析】:物質由固體加熱,50℃為熔化的溫度,稱為熔點,固態熔化的溫度會等於液態凝結的溫度,因此固態的熔點=液態的凝結點。 ( )40. 該物質自加熱後,完全變成液態共需加熱多久? 【答案】:【C】 【解析】:完全變成液體即熔化結束,第6分鐘時全部變成液態。 【題組】莉瑋將10克的固體,置於一絕熱良好的容器內,設熱源所供給的熱量為100卡/分,他測得固體溫度與加熱時間的關係如右圖,假定容器本身吸收的熱量可略而不計,試回答下列問題: (1) 固體加熱【2】分鐘後開始熔化,再持續加熱【4】分鐘後完全熔化成液體。 (2) 固體的熔點是【55℃】,比熱【4/7】卡/克-℃。 (3) 盆子裡放了一大塊冰,如果冰塊熔了2/3,此時這一盆水混合物的溫度一定為【0】℃。 【解析】:圖中,第2分鐘開始熔化,第6分鐘熔化結束,熔化過程共有4分鐘; |