8
活學物理 課本題目詳解 1 温度和熱傳遞 小測試 小測試 1 (p. 9) 1. (a) 不可以。 因為元件的電阻不會隨温度改變。 (b) 可以。 因為元件的電阻隨温度改變,而且每個電阻值對 應單一的温度值。 (c) 可以。 因為元件的電阻隨温度改變,而且每個電阻值對 應單一的温度值。 (d) 視乎情況而定。 元件的電阻隨温度改變,但在某範圍內,一個電 阻值可對應多個温度值。若量度的温度範圍介乎 線圖上兩個轉向點之間,元件是適合的。相反, 則該元件並不適合。 2. 攝氏温標以冰點 (0 C) 和汽點 (100 C) 作為定點。 3. C 若氣柱在 0 C 0 ,在 60 C 的長 ,則 - 0 3 - 0 = 60 30 = 6 - 0 < 6 cm 4. 校準曲線如下: 從線圖可見, - 5 25 - 5 = 20 100 = 9 cm 故此,水銀柱在 20 C 的長度 = 9 cm 小測試 2 (p. 19) 1. (a) A 由於水的內能隨温度上升而增加,因此能量 傳向水(b) A 由於水分子的平均動能隨温度上升而增加, 因此水分子的平均運動速度 變快(c) A 當水温上升,水分子的平均動能 增加2. (a) T 温度越高,分子的平均動能便越高,它們的 平均運動速率也越高。 (b) F 熱總是由高温的一方傳至低温的另一方。 (c) F 當兩個物體的 温度 相同( 而非內能相同 ), 它們之間的熱傳遞便停止。 3. B 在這個情況中,蘋果的温度高於冰箱,故能量從 前者轉移至後者。 能量可從一個物體轉移至另一個物體上 但温度 卻不能 温度用來量度物體的冷熱程度 反映物體內 的分子平均動能 當物體的温度下降 便表示物體內 的分子平均動能正在減少 4. (a) 具有較多的分子總動能,因為它的咖 啡分量較多。 (b) 壺中的咖啡和杯中咖啡具有 分子平均動 能,因為它們温度相同。 5. (a) 的咖啡具有較多的分子平均動能,因為它 的温度較高。 (b) 的咖啡具有較多的分子總動能,因為它的 温度較高。 物體的總動能視乎本身的温度和質量 而平均動能 僅視乎温度而已 小測試 3 (p. 24) 1. (a) T 空氣受熱膨脹,體積增加但質量不變,因而 密度下降。 (b) F 海風是由冷空氣由海面吹向陸地,以填補暖 空氣的位置所致。 2. (a) T 對流只會在流體中發生,而不能在真空中發 生。 (b) F 對流只會在液體和氣體中發生,而不能在固 體中發生。

温度和熱傳遞 - data.pakkau.edu.hkdata.pakkau.edu.hk/~fankawing/Physics books answer/活學物理/01... · 線圖上兩個轉向點之間,元件是適合的。相反, 則該元件並不適合。

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活學物理課本題目詳解第 1章

温度和熱傳遞

小測試

小測試 1 (p. 9)

1. (a) 不可以。因為元件的電阻不會隨温度改變。

(b) 可以。因為元件的電阻隨温度改變,而且每個電阻值對

應單一的温度值。

(c) 可以。因為元件的電阻隨温度改變,而且每個電阻值對

應單一的温度值。

(d) 視乎情況而定。元件的電阻隨温度改變,但在某範圍內,一個電

阻值可對應多個温度值。若量度的温度範圍介乎

線圖上兩個轉向點之間,元件是適合的。相反,

則該元件並不適合。

2. 攝氏温標以冰點 (0 C)和汽點 (100 C)作為定點。

3. C 若氣柱在 0 C長 ℓ0,在 60 C的長 ℓ,則

ℓ−ℓ0

3−ℓ0= 60

30

ℓ= 6−ℓ0

< 6 cm

4. 校準曲線如下:

從線圖可見,

ℓ−5

25−5= 20

100

ℓ= 9 cm

故此,水銀柱在 20 C的長度 = 9 cm 。

小測試 2 (p. 19)

1. (a) A 由於水的內能隨温度上升而增加,因此能量

傳向水。

(b) A 由於水分子的平均動能隨温度上升而增加,

因此水分子的平均運動速度變快。

(c) A 當水温上升,水分子的平均動能增加。

2. (a) T 温度越高,分子的平均動能便越高,它們的

平均運動速率也越高。

(b) F 熱總是由高温的一方傳至低温的另一方。

(c) F 當兩個物體的温度相同(而非內能相同),它們之間的熱傳遞便停止。

3. B 在這個情況中,蘋果的温度高於冰箱,故能量從

前者轉移至後者。

能量可從一個物體轉移至另一個物體上 ,但温度卻不能 。温度用來量度物體的冷熱程度 ,反映物體內的分子平均動能 。當物體的温度下降 ,便表示物體內的分子平均動能正在減少 。

4. (a) 壺中的咖啡具有較多的分子總動能,因為它的咖啡分量較多。

(b) 壺中的咖啡和杯中咖啡具有相同的分子平均動能,因為它們温度相同。

5. (a) 沸騰中的咖啡具有較多的分子平均動能,因為它的温度較高。

(b) 沸騰中的咖啡具有較多的分子總動能,因為它的温度較高。

物體的總動能視乎本身的温度和質量 ,而平均動能僅視乎温度而已 。

小測試 3 (p. 24)

1. (a) T 空氣受熱膨脹,體積增加但質量不變,因而

密度下降。

(b) F 海風是由冷空氣由海面吹向陸地,以填補暖

空氣的位置所致。

2. (a) T 對流只會在流體中發生,而不能在真空中發

生。

(b) F 對流只會在液體和氣體中發生,而不能在固

體中發生。

2 | 第 1章温度和熱傳遞 習題 活學物理課本題目詳解

(c) T 在流體中,熱可以透過流體的對流循環從一

處轉移至另一處。

3. 火警發生時,煙霧隨空氣的對流循環向上升,故此,探測器安裝在天花板比在地板上能更有效探測煙霧。

4. 如果熱水壺的發熱元件位於中央,而非底部,元件下方的水就不能透過對流而有效地加熱。結果,把水煮

沸所需的時間便會拖長了。

5. 煙霧因對流隨熱空氣向上升,伏在地上爬行可以避免吸入濃煙而引致窒息。

小測試 4 (p. 30)

1. (a) F 熱傳導可發生在物體內部,也可發生在兩個

互相接觸的物體之間。

(b) F 當原子的最外層電子脫離原子,便能夠在各

原子之間自由移動。

(c) F 隔熱物只是導熱很慢,而不是完全不導熱。

(d) T 傳導和對流不能在真空中發生。

(e) F 傳導也會在流體中發生,只是不及對流有

效。

2. 把肉切成薄片,能增加熱傳導的面積,減少熱傳導所需的時間。

此外,金屬是良好的導熱體。長金屬叉能有助熱傳導

至肉片中。

3. 若手指放在蠟燭火焰上面,便會因對流而輕易燒傷。

但是,若手指放在蠟燭火焰旁邊,熱只會透過傳導來

傳遞。由於空氣是不良的導熱體,因此手指不會被燒

傷。

4. 金屬是良好的導熱體,而木卻不是。觸摸金屬時,熱會迅速地從我們的身體傳導開去,故此,金屬把手比

木質把手摸上去更冷。

5. 泥土是良好的隔熱物。在日間,厚身泥牆能減慢熱進入屋內;在夜間,則能減少離開房間的熱。如此一來

室內的温度便不會過高或過低了。

小測試 5 (p. 36)

1. C 傳導、對流和輻射三者當中,熱只能透過輻射在

真空中傳遞。

2. (a) 三者皆吸收和發射紅外輻射。(b) 淨吸收體:牛扒、小威的手淨發射體:煎鍋

3. 金屬罐 A。

温差越大,熱輻射的放出率便越高。

4. 閃亮的氈子是不良的輻射發射體。選手使用它來包裹身體能減少藉輻射散失熱。

小測試 6 (p. 39)

1. (a) F 厚厚的蛋白表面減慢熱透過傳導傳遞的速

率。

(b) T 白色表面是不良的輻射發射體。

(c) T 空氣是不良的導熱體。海綿狀的蛋糕底中藏

有大量空氣,能有效減慢熱傳導。

2. 有以下設計:

• 儲油庫表面漆上白色,是因為白色表面是不良的輻射吸收體。

• 把儲油庫從地面升起,能減慢熱從地面透過傳導流入。

( 接受其他合理答案 )

3. (a) 熱空氣困於車廂中,無法與車廂外的冷空氣混合,因而窒礙了藉對流的散熱過程。

(b) 閃亮的遮光板能反射陽光,減少進入車廂內的輻射,從而減慢熱藉輻射流入車廂。

4. 真空保温瓶能大大減慢水與四周之間的熱傳遞,而無須知道冷熱。具體來說,若水較四周冷,保温瓶可減

慢熱流入;若水較四周熱,則可減慢熱流失。

習題

習題 1.1 (p. 11)

1. (a) 見以下線圖。

(b) (i) 當 ℓ= 16 cm,T = 32 C 。

(ii) 當 T = 24 C,ℓ= 14 cm 。

活學物理課本題目詳解 第 1章温度和熱傳遞 習題 | 3

2. (a) (i) 當 T = 26 C,h = 1.7 cm 。

(ii) 當 T = 31 C,h = 3 cm 。

(iii) 當 T = 37 C,h = 4.9 cm 。

(iv) 當 T = 48 C,h = 10 cm 。

(b) 見以下線圖。

3. 設 ℓ為液柱在温度 T 時的長度。

按照比例,ℓ−5

15−5= T −0

100−0

(a) 當 T =−8 C,

ℓ−5

15−5= −8−0

100−0

ℓ= 4.2 cm

(b) 當 T = 115 C,

ℓ−5

15−5= 115−0

100−0

ℓ= 16.5 cm

4. 跟正常的攝氏温標比較,温度計的讀數整體上升了9 C。故此,實際水温為 T = 30−9 = 30 C 。

5. 按照比例,當電流為 28 mA,火焰的温度 T 可從下式

求得:

T −495

750−495= 28−30.6

55−30.6

T = 467.8 ≈ 468 C

6. (a) 熱敏電阻的電阻值從 0至 25 C改變最為急劇,可知對温度範圍 AB 反應最敏銳。

所謂温度計反應敏銳 ,是指細小的温度變化 ,能造成測温性質巨大的改變 。

(b) 從線圖可見,當 T = 40 C,熱敏電阻的電阻為R = 120 Ω 。

7. (a) 在圖中,外層膨脹程度理應較大,好使温度上升時,指針能依順時針偏轉。

(b) 設 T 為所需的温度。

T − (−10)

110− (−10)= 75

300

T = 20 C

8. (a) 温度 50 C是冰點和汽點的中間點,故此,在華氏温標上,對應的温度便是

TF =212+32

2= 122 F

(b) 房間B 温度較高。

攝氏温標上 ,冰點和汽點之間分成 100個等分 ,而在華氏温標上 ,兩點之間則分成 180個等分 。故此 ,物體温度上升 1 C比上升 1 F較熱 。

9. (a) 當 TC = 0,TF = 32。故此,b = 32 。

當 TC = 100,TF = 212。故此,

212 = 100a +32

a = 1.8

(b) (i) 從 (a)部可知,TF = 1.8TC+32。故此,

100 = 1.8TC+32

TC = 37.8 C

(ii) 代入 TF =−4 F,

−4 = 1.8TC+32

TC = −20 C

(iii) 代入 TF = 911 F,

911 = 1.8TC+32

TC = 488 C

10. (a) 位置 C。

當温度從 0 C上升至室温,温度計 P 和Q 中的

液體體積皆以相同的百分比增加。由於温度計Q 含液體量較温度計 P 的多,在液柱相同粗度的

情況下,温度計Q 的液柱便要較長。

(b) 温度計Q。

温度計Q 的液球較大,增加了熱傳遞的面積,故

此對温度變化也較敏銳。

(c) 見以下校準曲線。

4 | 第 1章温度和熱傳遞 習題 活學物理課本題目詳解

代表温度計Q 的圖線斜率較大。

習題 1.2 (p. 19)

1. (a) 温度(b) 內能(c) 熱

2. (a) T 温度相同,分子的平均動能也相同。

(b) F 熱不是儲存在物體內的能量,它是因兩個物

體之間的温差而造成的能量轉移。

(c) F 兩杯水的質量可能不同,故總分子動能未必

一樣。

(d) F 兩杯水的總分子動能既然未必一樣,內能也

不一定相同。

3. (a) 沒有。因為兩者温度相同。

(b) 有。熱從手傳向雪糕。因為人體温度比雪糕要高。

(c) 有。熱從蒸氣傳向冰。(d) 有,熱從雪櫃傳向凍肉。不論物體所具有的內能如何 ,熱總是從高温的地方

流向低温的地方 。

4. (a) 咖啡的平均分子動能較高,因為它的温度較高。(b) 咖啡的平均分子動能減少,因為它的温度正在下降。

咖啡的平均分子勢能保持不變,因為它的物態不

變,仍為液體。

咖啡的內能減少,因為它的温度下降,但質量和

物態不變。

(c) 不同意。當兩個温度不同的物體接觸,便有熱從一方流至

另一方,直至兩者温度相同為止,即兩者平均動能相同為止。

5. (a) 枱和椅應與空氣温度相同,因為它們和四周的空氣處於熱平衡狀態。

(b) 沒有一樣高於空氣温度。(c) 小德的體温應高於四周的空氣。

人體是一個熱源 ,温度大致恆定 ,約為37 C 。

習題 1.3 (p. 40)

1. (a) 會 有大量自由電子的物料應是良好的導熱體。

(b) 否 空氣是不良的導熱體。

(c) 否 熱不能透過傳導在真空中傳遞。

2. (a) 傳導,對流(b) 傳導,輻射(c) 輻射(d) 對流

3. C 熱從營火藉輻射轉移至磚牆的左面。在牆中,熱

藉傳導從左面轉移至右面。最後,熱從磚牆藉輻射轉

移至小張上。

在這個情況中 ,由於物體在同一水平上 ,因此它們之間的熱傳遞主要不是靠對流 。

4. B 透過空氣的對流和火焰發出的輻射,熱先從火焰

傳遞至銅片的底部。然後,熱透過傳導從銅片底部轉

移至頂部。最後,透過空氣的對流和火焰發出的輻

射,熱從同片頂部轉移至温度計上。

5. (a) 見下圖。

(b) 見下圖。

只有發熱器附近的水受到加熱而上升 ,騰出的位置則可能由相同水平的水流至補上 。

6. (a) 是。空氣為良好的隔熱物。凍櫃開口的空氣能減慢熱

從四周傳遞至急凍食物上。

(b) 是。凍櫃放出的冷空氣向下沉,而開口上方的熱空氣

則不會跟急凍食物接觸。

(c) 不是。由於食物比四周的空氣冷,因此熱不會自然地從食物轉移至四周的空氣。

活學物理課本題目詳解 第 1章温度和熱傳遞 複習題 | 5

7. 三層鑊中的鋁夾層能更有效地把火焰的熱轉移至整隻鑊面上,煮食時便可以令食物加熱得更快和更均勻。

8. 能量從金屬網下方的熱空氣迅速轉移至金屬網,使金屬網上方的空氣不至熱得發光。

9. (a) 圖 (3)最能顯示塗黑了的鋼珠的温度變化。(b) 圖 (2)最能顯示閃亮的鋼珠的温度變化。無論是表面塗黑 ,還是打磨得閃亮 ,鋼珠也會( 從

125 C )逐漸冷卻 。由於黑色表面比閃亮表面是較佳的輻射發射體 ,因此表面塗黑的鋼珠冷卻得較快 。

10. 電磁爐運作時,受線圈加熱的空氣較可能向上升,並通過側面通風口向外吹出。未受熱的空氣則可能從底

部移向通風口。

故此,風扇應產生氣流,把空氣從側面通風口向外吹

出。

為便於散熱 ,風扇應加強線圈附近的對流循循環 。

11. (a) 燈泡加熱的空氣可以透過燈罩上的縫隙離開,以免燈泡過熱。

(b) 因着對流的關係,冰屋內的暖空氣向上升,通道向下彎曲能窒礙熱空氣藉對流排出屋外。

另一方面,通道中的冷空氣亦不會藉對流進入屋

內,這樣便可以確保冰屋內部温暖。

12. (a) 塑膠是良好的導熱體。故此,熱不易從金屬板傳遞至塑膠手柄。

(b) 空氣導熱不佳,但金屬卻易於導熱。即使兩者温度相同,人體透過傳導從熱空氣吸收熱遠不及從

熱金屬有效。

13. (a) 淺色表面有助減少熱從氣球藉輻射散失,這樣有助保持熱氣球內的空氣温度,從而節省燃料。

(b) 包裹着太空望遠鏡的金屬箔閃亮,能減少望遠鏡吸收或放出熱輻射,這樣有助保持太空望遠鏡在

合適的温度範圍下操作。

14. (a) 步驟排序如下:

(1), (3), (4), (2)

步驟 (3)應先於步驟 (4) ,以確保所有棒在相同時間開始受熱 。

(b) 五枝棒應有相同的直徑(或大小或形狀)。

(c) 直棒導熱越有效,能量從熱水沿直棒傳導開去的過程便越急速,也就是說,在五分鐘內,以導熱

最佳的物料所製成的直棒能熔解的蠟最多。

由此推斷,銅棒所熔解的蠟最多,木棒則最少。

依導熱能力由高至低排列 ,物料為銅 、鋁 、

鐵 、鉛 、木 。

15. (a) 步驟排序如下:

(2), (4), (1), (3)

(b) 錫板厚度和面積相同。(c) 啞黑表面吸收輻射的能力較佳。附於啞黑錫板的水松塞不久就跌下,表示它受加

熱得較快,熔解蠟也較迅速。

16. (a) (i) 熱以傳導方式經燒烤叉傳遞至雞翼的內部。金屬叉比雞肉導熱較佳 ,若只單靠從雞

翼表面導熱至內部 ,過程便會慢得多 。

(ii) 木柄能減慢熱傳導的過程,使用者手持木柄燒烤時也不用擔心被燒傷。

(b) 熱透過對流從火焰帶至上方的空間。(c) 這樣能減少蕃著藉輻射吸收熱,避免食物表面因過熱而燒焦。

17. (a) (1) BC 對應步驟 1。(2) C D 對應步驟 2。(3) DE 對應步驟 3。

(b) 同意。若對流及通風受阻,困在室內的空氣所釋放的熱

便不能轉移開去,繼而令温室的温度逐漸上升。

複習題

選擇題 (p. 45)

1. D 按照比例,水温 T 可從下式求得:

T −0

5−2.5= 100−0

15−2.5

T ≈ 20 C

2. C 選項 A不正確。因為温度用來量度物體的冷熱程度。

選項 B不正確。因為温度反映分子無規運動的平均動能。

選項 C正確。若分子運動得更快或振動得更猛烈,它們的平均動能

便會增加,故温度亦會上升。

選項 D不正確。物體的分子勢能反映物體的物態,與温度無關。

6 | 第 1章温度和熱傳遞 複習題 活學物理課本題目詳解

3. B 選項 A和 D皆不正確。因為分子本身不會受熱膨脹或收縮。

選項 C不正確。由於氧氣分子密封在堅硬的容器內,因此它們之間無

法散開得更遠。

4. C 選項 A和 D無法推斷出來。從提供的資料,雖然我們能推斷 TX < TY 和

TX < TZ,但卻不知道 TY 和 TZ 的相對大小。

選項 B不正確。因為 TX 比 TY 或 TZ 要低,故一定比 TY 和 TZ 兩者

的平均數要低。

選項 C正確。因為熱從較高温的地方轉移至較低温的地方。

5. D 置於室温的房間中幾小時後,一罐冰凍的檸檬汁

理應回暖至室温。同樣,熱蕃薯亦理應冷卻至室温。

可是一隻狗的體温大致恆定,不一定跟室温相同。

故此,只有檸檬汁和蕃薯吸收與發射紅外輻射的速率

相同。

物體比四周環境冷 ,便會淨吸收輻射;相反 ,則會淨放出輻射 。

6. B 風扇只是用來產生氣流,而不是作為能源向熱壑

輸出能量,或作為冷庫來冷卻空氣。

7. D 瓶塞可避免瓶中的熱空氣與瓶外的空氣接觸,從

而減少因對流而引致的熱散失。

此外,傳導必須在介質中進行,夾層抽真空可有效減

低熱從瓶壁散失。

8. B 水在太空中仍會沸騰,但水氣卻不會上升,故

此,對流不會發生。不過,熱仍可透過傳導和輻射,

從水中較熱的部分傳遞至較冷的部分。故此,只有敍

述 (2)正確。

9. A 選項 A正確。由於燒至通紅的鐵球與四周空氣接觸,因此必定有能

量藉傳導散失。

選項 B不正確。由於空氣導熱不佳,因此大部分能量不是透過傳導散

失。

選項 C不正確。假如把鐵球塗上黑色,黑色表面放出輻射便會更加急

劇。

選項 D不正確。當物體温度高於絕對零度,總會發出紅外輻射。

10. C 為盡快加熱鍋內的食物,太陽灶應能盡量吸熱

(吸收太陽輻射),同時減少向四周散熱。若盒 R 以

金屬製成,便會促進能量從太陽灶藉傳導流失。

結構題 (p. 46)

11. (a) 把氣柱完全浸沒在水浴中。 (1A)

輕輕攪拌水浴。 (1A)

(b) (i) 見下圖。

正確數據點和直線:1A從線圖可見,當 ℓ為 76 mm,所示的温度

≈ 78 C 。 (1A)

(ii) 延長直線並與 T 軸相交:1A從線圖可見,

絕對零度 T0 ≈ −278 C 。 (1A)

12. (a) 在冷凍箱內,接近頂部附近的空氣遭冰架冷卻,其密度上升並因而向下沉。同時食物周遭較暖的

空氣相對密度較低,並因此而向上升。 (1A)

由此可見,把冰格置頂,有利熱藉空氣的對流從

食物散失。

(b) (i) 鋁箔反射輻射的能力良好。 (1A)

它能減慢冷凍箱從四周藉輻射吸熱的過

程。 (1A)

(ii) 毛氈是良好的隔熱物。 (1A)

它能減慢冷凍箱從四周藉傳導吸熱的過

程。 (1A)

13. (a) 直棒物料導熱越良好,能量便會較快從本生燈火焰傳遞至蠟上。 (1A)

故此,大頭針先從哪一根棒掉下來,表示哪一根

棒的導熱能力較佳。 (1A)

(b) 直棒應有相同的直徑和長度。 (1A)

(c) 在玻璃中,能量透過分子之間的碰撞傳遞。在銅中,除了分子之間的碰撞,能量也會透過自由電

子與離子的碰撞傳遞。 (1A)

由於透過自由電子與離子的碰撞傳遞熱較快,因

此銅棒上的蠟熔化得較快,其上的大頭針會率先

掉下。 (1A)

14. (a) 玻管液體温度計和熱壑接觸不佳, (1A)

不能顯示熱壑的即時温度。 (1A)

(b) 電熱板關掉後,温度仍比熱壑高,故仍有能量藉傳導從電熱板轉移至熱壑上。 (1A)

(c) 熱壑 A。 (1A)

活學物理課本題目詳解 第 1章温度和熱傳遞 複習題 | 7

它的温度在 t = t2和 t = t3之間下降得較

快。 (1A)

(d) (1) 把熱壑漆成黑色。 (1A)

(2) 在熱壑上豎起多塊金屬片,增加與空氣的接觸面積。 (1A)

( 接受其他合理答案 )

15. (a) 匙羹下半部分浸沒在凍茶中,其中的金屬分子振動不及匙羹上半部分中的分子劇烈。 (1A)

由於能量透過金屬原子間的碰撞從匙羹較暖的上

半部分傳遞至較冷的下半部分, (1A)

結果,上半部分的原子會減慢振動,温度因此下

跌。 (1A)

(b) 金屬是良好的導熱體。能量從金屬匙羹傳遞至凍茶的速率比膠飲管快。 (1A)

此外 ,金屬匙羹摸上去較冷 ,是因為熱藉傳導從手散失至匙羹較快 。

16. (a) 輻射。 (1A)

只有輻射能在真空中傳遞熱。 (1A)

(b) 黑色表面為良好的輻射吸收體。 (1A)

牆身塗黑可以更迅速地吸收輻射。 (1A)

(c) 傳導 (1A)

(d) 當磚牆和雙層玻璃之間的空氣受熱便會變暖,密度下降。 (1A)

暖空氣向上升,而旁邊較冷的空氣則流入並填補

原來的位置。 (1A)

因而形成對流循環,令受熱的空氣得以傳送至整

個房間。 (1A)

(e) 空氣是良好的隔熱物。 (1A)

在房間的温度上升時,玻璃夾層中的空氣能有效

減少熱從房間散失至戶外四周。

17. (a) (i) 輻射 (1A)

(ii) 黑炭能迅速地吸收熱輻射。 (1A)

這樣可以讓能量更快傳遞至積雪。 (1A)

(b) (i) 見下圖。

在雲層正中繪畫向上的箭號:1A在左右兩側繪畫一對向下的箭號:1A

(ii) 熱從地球表面傳遞至空氣。 (1A)

當地球表面的空氣受熱,密度便會下

降。 (1A)

受熱的空氣向上升,而雲層附近的冷空氣則

會向下沉。 (1A)

如此一來便形成對流循環。

(iii) 液體、氣體 (1A)

18. (a) (i) 輻射 (1A)

(ii) 對流 (1A)

(iii) 廢熱使周遭的空氣温度增加。 (1A)

受熱的空氣膨脹並向上升。 (1A)

如此,對流循環把廢熱帶走。 (1A)

(b) (i) 塑膠是良好的隔熱物。 (1A)

塑膠不會導電。 (1A)

(ii) 內壁鍍有銀色金屬,能夠把輻射反射回到麪包上。 (1A)

這樣可以避免外觳變得過熱。 (1A)

(iii) 空氣為良好的隔熱物。 (1A)

含有空氣的小空間能減少對流。 (2A)

19. (a) 困在毛氈中的空氣為良好的隔熱物, (1A)

而毛氈上的纖維本身亦具有良好的隔熱能

力。 (1A)

此外,毛氈把空氣困着,減少了學生身體藉對流

散至四周。 (1A)

還有的是,學生的汗液不得蒸發,亦窒礙了排汗

帶來的冷卻效應。 (1A)

(b) 同意。鋁箔不良於吸收或放出熱。 (1A)

另解:不同意。鋁箔是良好的導熱體。 (1A)

20. (1) 把蠟燭置於玻璃杯內的一邊,然後點燃蠟燭。 (1A)

(2) 把燃點着並冒煙的香枝放到玻璃杯沒有蠟燭的一邊開口上。 (1A)

(3) 觀察煙霧的運動,這表示空氣中的對流循環。 (1A)

(4) 從香枝冒出的煙向下沉,流過紙板底部下的通道,最後在蠟燭的一邊升起。 (1A)

有效傳意能力:1A

8 | 第 1章温度和熱傳遞 複習題 活學物理課本題目詳解

21. (a) 下表顯示 log t 和M 之間的關係。

log t M

3.477 7.73.699 5.53.903 3.54.000 2.5

正確表格:1A

正確標示和軸:1A正確數據點:1A最佳擬合直線:1A

從線圖可見,M 和 log t 為線性關係,隨着 log t

增加,M 便會減少。

(b) 從線圖可見,當M = 4,log t ≈ 3.85。 (1A)

故此,星體的温度為

t = 103.85 = 7080 C (1A)

摘星題 (p. 49)

1. (a) 温度範圍是 T 至T2。 (1A)

液體的密度在這範圍下降,從 ρ = mV 便知,當

質量m不變,密度 ρ下降時,體積 V 理應增

加。 (1A)

(b) 不同意。 (1A)

在兩個不同的温度,液體 L的密度可以相同(即

液柱的高度也會相同)。 (1A)

(c) 對物體 A,h1隨温度增加而上升,可見 S1

內的液體密度在變熱時下降,由此推斷

T < θ1 < T2 。 (1A)

相反,對物體 B,h2隨温度增加而下降,可

見 S2內的液體密度在變熱時上升,由此推斷

T < θ1 < T2 。 (1A)

(d) 當 A和 B 互相接觸,h1和 h2即時皆會減

少。 (1A)

從 (c)部已知,它們温度一高一低,當兩者接觸,温度便一降一升,從線圖可知 S1和 S2的液

體密度皆會上升,故推斷 h1和 h2即時皆會減

少。 (1A)

2. (a) 人體温度高於走廊其他物體。 (1A)

由於人體發出的紅外輻射比走廊其他物體多,因

此能觸發紅外線感應器。 (1A)

(b) 鋁箔。 (1A)

由於閃亮的鋁箔是不良的輻射發射體,或能屏敞

志偉身體發出的紅外輻射。 (1A)