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I. 熱和氣體(Heat and Gases)

本課題探討熱能與氣體行為的基本原理,幫助學生理解溫度、熱傳遞、物態變化及氣體定律的微觀與宏觀關係。
Instructor
2D Class
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  • Curriculum
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1. 溫度、熱和內能

  • 溫度與熱

    • 區分「溫度」(分子平均動能的量度)與「熱」(因溫差而轉移的能量)。

    • 解釋攝氏溫標與絕對溫標(開氏溫標)的轉換,並通過實驗外推法測定絕對零度。

  • 內能

    • 定義內能為系統內分子動能與勢能的總和,分析質量、溫度及物態對內能的影響。

  • 熱容量與比熱容

    • 學習公式 :熱容量與比熱容。

    • 實驗測量物質的比熱容(如水的比熱容較高對氣候的影響)。


2. 熱傳遞過程

  • 傳導、對流與輻射

    • 比較三種熱傳遞方式的機制,例如金屬導熱(傳導)、暖氣循環(對流)、太陽能(輻射)。

    • 用分子運動解釋傳導現象,並探討影響輻射吸收與發射的因素(如表面顏色)。

  • 應用實例

    • 分析保溫瓶的設計如何減少三種熱傳遞。


3. 物態變化

  • 熔解與凝固

    • 測定熔點與沸點,解釋潛熱(Q=mL)為物態變化時分子勢能的改變。

    • 區分熔解比潛熱與汽化比潛熱。

  • 蒸發

    • 探討蒸發的冷卻效應(如汗液蒸發散熱),並分析影響蒸發速率的因素(溫度、表面積、氣流)。


4. 氣體行為

  • 氣體定律

    • 實驗驗證波義耳定律、查理定律及綜合氣體方程。

    • 應用理想氣體方程解決實際問題(如氣球升空時的體積變化)。

  • 分子運動論

    • 從微觀角度解釋氣體壓強源自分子碰撞,推導 。

    • 討論理想氣體的假設條件,以及真實氣體在高溫低壓下的近似行為。

Course details
Duration 23hrs
Lectures 9
Level Beginner

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Monday 8:00 am - 4:10 pm
Tuesday 8:00 am - 4:10 pm
Wednesday 8:00 am - 4:10 pm
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