量度冰的熔解比潜热录像片段课件.ppt

1、P.1第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱冰蓄冷凍系統 冷卻曲線潛熱熱和粒子運動進度評估1比潛熱進度評估2進度評估33.1 潛熱潛熱P.2第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱冰蓄冷凍系統冰蓄冷凍系統用溶化的冰把水冷卻被水冷卻的冷空氣從座椅底吹出倫敦地鐵列車在夏季非常炎熱！為甚麼用溶化的冰而不用冷水？ P.3第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱3.1 潛熱潛熱物態改變物態改變物質擁有三種 物態物態：固體， 液體， 氣體水蒸汽熔解汽化凝固凝結例子： 水在凝固點發生在沸點發生冰在溶點發生在沸點發生P.4第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱3.1 潛熱潛熱實驗實驗 3a3a十八

2、烷醇的冷卻曲線十八烷醇的冷卻曲線P.5第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱十八烷醇的冷卻曲線1. 利用熱水器，令固態十八烷醇熔化。2. 移走水浴器， 每分鐘記錄十八烷醇的温度 T 一次，直至温度降至約45 C。3. 繒畫温度隨時間變化的冷曲線。實驗實驗 3aP.6第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱十八烷醇的冷卻曲線我們可以用數據記錄器做這個實驗：實驗實驗 3aP.7第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱十八烷醇的冷卻曲線實驗實驗 3a3.1 實驗實驗3a - 十八烷醇的冷卻曲線十八烷醇的冷卻曲線 錄像片段錄像片段錄像片段錄像片段P.8第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱

3、1 冷卻曲線冷卻曲線AB：穩定下降 液態冷卻 （温度下降 ）十八烷醇的冷卻曲線冷卻曲線：P.9第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱1 冷卻曲線冷卻曲線BC 是一條橫線 液體正在凝固(温度不變)十八烷醇的冷卻曲線冷卻曲線：P.10第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱1 冷卻曲線冷卻曲線CD：穩定下降 固體冷卻至室温（温度下降）十八烷醇的冷卻曲線冷卻曲線：P.11第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱1 冷卻曲線冷卻曲線凝固點： 從直線部份 BC 讀取凝固點模擬程式模擬程式3.1 水的加熱及冷卻曲線水的加熱及冷卻曲線P.12第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱2 潛熱潛熱即使

4、能量不斷流失到周圍環境，其温度依然 保持不變 。冷卻曲線顯示當物質凝固時在物態轉變的過程：被釋放/吸入的能量稱為 潛熱潛熱。 潛在的意思P.13第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱2 潛熱潛熱熔化中的冰塊温度保持於 0 C ，直至完全熔化。 冰塊吸取 温度不變空氣的能量而熔化這能量稱為冰的熔解潛熱。P.14第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱2 潛熱潛熱 能量被吸收以轉化 水成蒸汽 温度保持不變這種能量稱為水的汽化潛熱。不斷提供能量以保持水的沸騰P.15第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱2 潛熱潛熱蒸汽水冰凝結汽化凝固熔解釋放釋放汽化潛熱吸收吸收汽化潛熱釋放釋放熔解潛熱吸收

5、吸收熔解潛熱例題例題 1 1加熱曲線加熱曲線P.16第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 1加熱曲線某液態物質被加熱。左邊為其温度隨時間變化的曲線。(a) 為甚麼該曲線的BC 段是一條橫線？在 BC 段時，物質正在沸騰，所以温度保持不變。P.17第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例子例子 1加熱曲線(b) 試評論下例各項敍述：(i) 在 BC 段，該物質並沒有吸收能量。不正確。物質吸收汽化潛熱。(ii) 該物質的熔點是 82 C。不正確。那是物質的沸點。P.18第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱3 熱和粒子運動熱和粒子運動粒子原本有的規則排列方式改變固體液體粒子只

6、可振動粒子能四處移動勢能增加增加為抵抗粒子之間的吸引力，便須要提供能量P.19第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱3 熱和粒子運動熱和粒子運動能量轉移不會改變粒子的動能。温度保持不變 潛熱 = 物態改變時粒子的勢能變化模擬程式模擬程式3.2 粒子運動和物態的改變粒子運動和物態的改變P.20第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱進度評估進度評估 1 Q11 kg 温度是0 C 的冰，轉化成 100 C 的蒸汽。試描述水粒子在每個步驟的能量轉換和物質的温度轉變。(運用詞語 增加、減少、和不變 )P.21第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱1 kg 冰1 kg 水動能 _勢能 _內能

7、 _温度 _不變上升上升進度評估進度評估 1 Q1不變熔化P.22第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱不變上升上升1 kg 水1 kg 水進度評估進度評估 1 Q1動能 _勢能 _內能 _温度 _上升變熱P.23第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱1 kg 水蒸汽進度評估進度評估 1 Q1動能 _勢能 _內能 _温度 _不變上升上升不變沸騰P.24第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱進度評估進度評估 1 Q2右圖顯示某物質的冷卻 曲線。下列那項必然必然是正確的？A 物質的熔點是T。B 物質的沸點是T。C 在 PQ 段，物質吸收潛熱。D 在 QR 段，物質釋放潛熱。P.25第第

8、 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱4 比潛熱比潛熱在温度不變的情況下，加熱質量為 1 kg 的物質，令物態改變，過程中所轉移的能量就是該物質的比潛熱比潛熱。 質量為 1 kg 的物質的潛熱 符號: lQml = Q = ml(單位: J kg-1)P.26第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱a 冰的溶解比潛熱冰的溶解比潛熱冰的溶解比潛熱溶解比潛熱 (lf )= 把 1 kg 冰變成水所需要的能量（温度不變）= 3.34 105 J kg-13.2 結冰了結冰了錄像片段錄像片段實驗實驗 3b3b量度冰的溶解比潛熱量度冰的溶解比潛熱3.3 量度冰的溶解比潛熱量度冰的溶解比潛熱模擬程式模擬

9、程式P.27第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱實驗實驗 3b量度冰的熔解比潛熱1. 裝置實驗器材。2. 開啟電器一段時間。 計算被電熱器熔化的碎冰的質量 。讀取電熱器提供的 能量。3. 計算lf 。對照裝置對照裝置實驗裝置實驗裝置碎冰塊（同等份量）P.28第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱實驗實驗 3b量度冰的熔解比潛熱冰塊從四周環境吸收能量。必須裝置對照實驗3.3 實驗實驗 3b - 量度冰的熔解比潛熱量度冰的熔解比潛熱 錄像片段錄像片段P.29第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱實驗實驗 3b預防措施：1.使用壓碎冰塊。2.確保使用熔化中的冰 (0 C) 。3.在接通

10、電源前，先把冰塊放在漏斗中。4.關閉電熱器後，5.在漏斗頸部放一小片鐵絲網或鋼絲團量度冰的熔解比潛熱應待兩個漏斗滴水的速度逐漸穩定，並大致相同才移開燒杯。P.30第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱a 冰的熔解比潛熱冰的熔解比潛熱例題例題 2 2計算冰的熔解比潛熱計算冰的熔解比潛熱P.31第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 2計算冰的熔解比潛熱實驗 3b的結果:水的質量 (kg)實驗燒杯0.050對照燒杯0.014焦耳計 (J)初讀數15 000末讀數29 200P.32第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 2計算冰的熔解比潛熱(a) 冰的比潛熱 = ?被碗

11、熱器熔化的冰的質量= 0.050 0.014電熱器提供的能量= 29 200 15 000lf =Qm=14 2000.036= 3.94 105 J kg-1= 0.036 kg= 14 200 JP.33第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 2計算冰的熔解比潛熱(b)lf 的實驗結果 = 3.94 105 J kg-1 lf 的標準值= 3.34 105 J kg-1 百分誤差 = ? 提出兩個出現差異的原因。實驗結果與標準值之差= 3.94 105 3.34 105= 0.6 105 J kg-1P.34第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 2百分誤差 = 1

12、8 %0.6 105 3.34 105 100 %計算冰的熔解比潛熱出現差異的可能原因：1. 難以使用兩個漏斗的滴水速率相同2. 能量散失到周圍環境P.35第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱a 冰的熔解比潛熱冰的熔解比潛熱例題例題 3 3把冰加熱把冰加熱P.36第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 3把冰加熱需要多少能量，才能把 0.5 kg 温度為 0 C 的冰轉化成 80 C 的水?所需的總能量= 潛熱（0 C 的冰 0 C 的水） + 把水加熱的能量（水：0 C 80 C）= mlf + mcT = 0.5 3.34 105 + 0.5 4200 80= 3.35

13、105 JP.37第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱進度評估進度評估 2 Q1-3國雄在相同的環境中，用相同的電熱器令質量相等的三種物質 X、Y 和Z 熔化。下圖記錄了 X、Y 和Z 怎樣隨時間改變。P.38第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱進度評估進度評估 2 Q1哪種物質的熔點最高？( X / Y / Z )假設：能量散失 = 0P.39第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱進度評估進度評估 2 Q2哪種物質的熔解比潛熱最大？( X / Y / Z )假設：能量散失 = 0P.40第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱進度評估進度評估 2 Q3凝固時，哪種物質每千克

14、釋放最多能量？ ( X / Y / Z )假設：能量散失 = 0P.41第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱要令 0.7 kg 温度是 10 C 的水凝固成冰，最少最少要讓它釋出多少能量能量？ A 29 kJB 234 kJC 263 kJD 2338 kJ進度評估進度評估 2 Q4P.42第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱用能量熔解 0 C 的冰塊。水的質量 m = 0.3 kg提供的能量 Q = 107 000 J冰的熔解比潛熱 = ?lf =Qm=107 0000.3= 3.57 105 J kg-1進度評估進度評估 2 Q5P.43第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛

15、熱b 水的汽化比潛熱水的汽化比潛熱 水的汽化比潛熱汽化比潛熱 (lv )= 把 1 kg 水變化成蒸汽所需要的能量 （沒有温度轉變）= 2.26 106 J kg-1P.44第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱b 水的汽化比潛熱水的汽化比潛熱實驗實驗 3c3c計算水的汽化比潛熱計算水的汽化比潛熱模擬程式模擬程式3.4 量度水的汽化比潛熱量度水的汽化比潛熱P.45第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱實驗實驗 3c計算水的汽化比潛熱1. 裝置實驗器材。2. 在水沸騰後，記錄 電子秤的讀數。開始數算千瓦時計圓盤的轉動圈數。3. 在圓盤轉動一定圈數後，關上電源，並盡快記下電子秤的讀數。P.

16、46第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱實驗實驗 3c4. 計算電熱器所提供的能量和汽化了的水的質量5. 計算 lv 。計算水的汽化比潛熱預防措施：先將電熱器的發熱部分完全浸在水中，然後才接通電源。3.4 實驗實驗3c - 計算水的汽化比潛熱計算水的汽化比潛熱 錄像片段錄像片段P.47第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱b 水的汽化比潛熱水的汽化比潛熱例題例題 4 4計算水的汽化比潛熱計算水的汽化比潛熱P.48第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 4計算水的汽化比潛熱實驗結果：水的初質量 = 0.82 kg水的末質量 = 0.72 kg千瓦時計的標度= 600 轉kW

17、 h圓盤轉動的圈數 = 41P.49第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 4(a) 計算lv 。 (1 kW h = 3.6 106 J)千瓦時計的標度 = 600 轉kW h圓盤轉動一圈所提供的能量=3.6 106600計算水的汽化比潛熱= 0.10 kg汽化了的水的質量 = 0.82 0.72= 6000 JP.50第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 4用於汽化水的能量 = 6000 41lv =Qm=246 0000.10= 2.46 106 J kg-1計算水的汽化比潛熱= 246 000 JP.51第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 4(

18、b) lv 的實驗值 = 2.46 106 J kg-1 lv 的標準值 = 2.26 106 J kg-1 百分誤差 = ？ 提出兩個引致誤差的可能原因。實驗結果與標準值之差= 2.46 106 2.26 106= 0.2 106 J kg-1計算水的汽化比潛熱P.52第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 4百分誤差 = 9 %0.2 106 2.26 106 100 %引致誤差的可能原因:1. 蒸汽在電熱器頂部凝結後流回杯中，2. 能量散失到周圍環境中。計算水的汽化比潛熱P.53第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱b 水的汽化比潛熱水的汽化比潛熱例題例題 5 5把水加熱

19、把水加熱P.54第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 5把水加熱將 0.5 kg温度是 0 C 的水，轉變成 100 C 的蒸汽，需要多少能量?所需的總能量= 把水加熱的能量（水: 0 C 100 C） + 潛熱（100 C的水 100 C的蒸汽） = mcT + mlv= 0.5 4200 100 + 0.5 2.26 106= 1.34 106 JP.55第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱b 水的汽化比潛熱水的汽化比潛熱例題例題 6 6蒸餾咖啡蒸餾咖啡P.56第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 6用咖啡機把 0.025 kg 温度是100 C 的蒸汽，

20、 噴進一杯質量為 0.15 kg、温度是 20 C 的 冷咖啡內。咖啡的末温度 = ?蒸餾咖啡（咖啡的比熱容量= 5800 J kg1 C ）P.57第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 6（咖啡的比熱容量 = 5800 J kg1 C ）假設：散失到周圍的能量 = 0蒸餾咖啡設蒸餾咖啡的末温度為T 。咖啡的末温度是 86.6 C。 蒸汽釋放的能量咖啡吸收的能量=0.025 2.26 106 + 0.025 4200 (100 T )=0.15 5800 (T 20)T = 86.6 C P.58第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱b 水的汽化比潛熱水的汽化比潛熱例題例題

21、7 7蒸汽和熱水蒸汽和熱水模擬程式模擬程式3.5 冰蓄冷凍系統冰蓄冷凍系統P.59第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 7蒸汽和熱水(a) 計算當 15 g 温度為 100 C 的水冷卻至 50 C 所釋放的能量。釋放的能量= mcT= 0.015 4200 (100 50)= 3150 JP.60第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱例題例題 7蒸汽和熱水(b) 計算當 15 g 温度為 100 C 的蒸汽冷卻為 50 C 的水所釋放的能量 。100 C 的蒸汽會先釋放潛熱，並轉化成相同温度的水。釋放的總能量= mlv + mcT= 0.015 2.26 106 + 315

22、0 = 37050 JP.61第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱該同學的計算方法是否正確？ ( 是 / 否 )進度評估進度評估 3 Q1一杯水 (質量為 m) 從 0 C 加熱至 100 C。水的比熱容量 = 4200 J kg-1 C-1因為 Q = mcT 及 Q = mlv lv= cT = 4200 100 = 420 000 J kg1P.62第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱進度評估進度評估 3 Q2找出將 1 kg 温度為 0 C 的冰加熱至100 C 的蒸汽，需要多少能量。所需能量 = _ + _ + _= _3.34 105 J4200 100 J2.26 106 J3.014 106 JP.63第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱進度評估進度評估 3 Q31.5-kW 的電熱器浸在 2 kg 温度是 100 C的水中。最少要多少時間才能把水加熱至完全汽化？最少時間 = 3010 sQP2 2.26 1061.500=P.64第第 1 冊冊 單元單元 3.1 潛熱潛熱完完