單元壹：基本理念

一.   冷熱的描述 ： 

(一).對冷熱的感覺：

1.在日常生活中，天氣炎熱則氣溫高，天氣寒冷則溫度低，四季的冷熱變化造成氣溫高低的不同。

2.溫度是物體冷熱程度的表示，以人體來說，我們的正常體溫為攝氏37.5度，若以我們的體溫為參考點，溫度低於攝氏37.5度，我們便感覺冷，高於攝氏37.5度，我們便感覺熱，可見，冷熱的感覺只是一種相對的觀念。

(二).測量冷熱的工具：

1.然而，究竟有多熱有多冷，光靠身體的感覺並無法精確說出，因此，利用身體感官來測量物體的冷熱程度可能因人而異，不但不客觀，而且可能不夠精確。因此，便需要客觀精確的測量工具來測量溫度。

2.這些用來測量溫度的工具統稱為溫度計。

(三).溫度≠熱量

1.一般而言，物體受熱之後，溫度會上升，物體冷卻之後，溫度會下降，物體在受熱過程會吸收熱，在冷卻過程則放出熱。因此，溫度與熱似乎有著相互影響的關係存在。

2.但究竟熱是什麼？溫度等於熱嗎？事實上溫度與熱兩者代表著不同的物理量。

 

二.熱與能 ：

(一).對「熱」探討：

1.首先我們來談談「熱」是什麼？十九世紀中葉時期，英國科學家焦耳以實驗證實「熱是一種能量」。

2.熱是因為有溫度差的存在所發生的能量流動現象。這種能量會在溫度高低不同的兩個物體間轉移，這種會因溫度高低不同而進行轉移的能量稱為熱能。

3.宇宙是由「物質」和「能」所組成，「熱」即不是物質就是屬於一種「能」的形式。

4.熱能不具有質量，也不具有體積。「熱」具有和「能」一樣的性質，亦即「熱」具有作功的本領。

(二).熱能與熱量：

1.熱能的轉移有其一定的方向，都是由溫度較高的地方傳播至溫度較低的地方，例如剛燒好的開水很燙，為避免燙傷，我們通常會加一些冷開水或是冰塊，使熱燙的開水冷卻，此時熱能的轉移便是由溫度較高的開水，轉移至溫度較低的冷水或冰身上。

2.熱能概念類似的熱量，熱量指的是熱能的多寡，是熱能的量測單位。

(三).熱量與溫度：

1.任何物體皆由微小的粒子(原子或分子)組成，粒子在物體內部都在不斷地運動，粒子運動越激烈的物體，其內部的能量越大，呈現出來的溫度也越高。

2.當熱能由高溫傳向低溫時，實際上是物體內部的能量產生移轉，高溫的物體放出熱能後，內部能量減少，會使粒子的運動減緩，溫度因此下降。

3.低溫的物體吸收熱能後，內部能量增加，會使粒子的運動加快，溫度因此上升。

4.例如：前面所說的開水加入冷水或冰塊，開水放出熱能，因此溫度下降了，熱能傳給了冷水或冰，使冷水溫度上升或冰融化，最後兩者到達同一個溫度，此溫度低於原先的開水溫度，但高於冷水或冰的溫度。

 

(四).熱的單位：

1.熱量有其測量的單位，
卡(cal)。1公克的純
水使其溫度上升1℃，
所需的熱量就是1卡。

2.1000卡的熱量通常稱
為1大卡(或稱為1仟
卡，Kcal)。

3.焦耳實驗：（如圖一）
利用力學能轉換為熱能
的實驗，經由水上升的
溫度可以算出吸收的熱
能，由重錘落下的高度
可算出有若干重力位能
轉換為熱，進而推知：
熱與能的關係。

4.1948年，國際度量衡大
會認為，熱既然是物體間轉移的能量，因此熱量與能量的單位應該相同，故定義： 1卡 等於 4.186焦耳。

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