單元伍：熱與物質的影響
一、熱與物理變化
(一)熱與三態變化：
1.物質受熱可能會發生狀態的改變，即產生三態變化（屬於物理變化）。
(1)熔化：物質因吸收熱量，其狀態由固體變為液體的過程，純物質在熔化時溫度不變。
(2)汽化：物質因吸收熱量，其狀態由液體變為氣體的過程，純物質在汽化時溫度不變。
(3)熔點：物質在發生熔化時的溫度。
(4)沸點：物質在發生汽化時的溫度。
2.當純物質吸收熱量，溫度會上升，達到熔點或沸點時，溫度即不再上升，此為純物質的特性，此時會產生狀態改變（熔化或汽化）。如圖一：
(1)圖一為某固態物質由
T1為物質的熔點，出現在熔化的過程。
T2為物質的沸點，出現在汽化的過程。
(2)圖一中的0→A點之間物質為固態，此時物質吸熱會使溫度上升，
A→B點之間物質為固、液態共存，此時物質吸熱而溫度維持不變，B→C點之間物質為液態，此時物質吸熱會使溫度上升，C→D點之間物質為液、汽態共存，此時物質吸熱而溫度維持不變，D→E點之間物質為氣態，此時物質吸熱會使溫度上升。
3.混合物無固定的熔點及沸點，亦即當混合物在熔化時，熔點及沸點有一個範圍，只是在熔化及汽化的過程中溫度上升較為緩慢（如圖二）。
4.由圖二中的加熱曲線可以看出，該物質的熔點為：T1至T2，其沸點為：T3至T4，熔點及沸點都有一個範圍，這是純物質與混合物不同的特點。
(二)水的蒸發與沸騰：
1.蒸發與沸黱皆為液體吸收熱量後變為氣體的過程，皆為液體汽化的過程，但兩者在意義上仍有差別。
表一：水的蒸發與沸黱
2.表一所示為蒸發與沸黱之間的差別：
|
汽化相異點 |
蒸 發 |
沸 騰 |
|
反應的溫度 |
由 |
只在 |
|
反應的速率 |
較緩慢 |
極快速 |
|
汽化的部位 |
只在液體表面 |
全部的液體 |
3.蒸發與沸黱皆為吸熱的物理反應，水溫愈高則蒸發速率愈快。
(三)熔化熱與汽化熱：
1.當純物質在熔化或汽化時，雖然溫度保持不變，但仍不斷吸收大量的熱量，此為狀態改變所需的熱，這些熱量用以改變分子間的距離，但不改變分子結構，故為物理變化。
2.熔化熱：1公克的物質熔化（固體→液體）所需的熱量，稱為：熔化熱 。
3.汽化熱：1公克的物質汽化（固體→液體）所需的熱量，稱為：汽化熱 。
4.熔化熱及汽化熱的單位相同： 卡/克 或 cal/g 。
5.以水為例：
(1)
水的熔化熱＝ 80
cal/g 。
(2)
水的汽化熱＝ 539
cal/g 。
6用每分鐘供熱800卡的穩定熱源加－
7.依據圖三曲線得知：
(1)冰塊在加熱至5分鐘時開始熔化，而熱源每分鐘供熱800卡，獲得熱量4000卡，使溫度上升了
5×800＝400×S×20 故S＝
(2)在5至45分鐘之間歷時40分鐘，此時溫度不上升，為冰的熔化過程，共吸熱40×800＝32000卡，可據以求出冰的熔化熱如下列算式：
32000÷400＝
(3)由45至65分鐘之間歷時20分鐘，水吸收熱量20×800＝16000卡，溫度上升
16000＝400×S×40 故S＝
二、熱與化學變化
(一)熱對氯化亞鈷的影響：
1.氯化亞鈷是【紫色】的晶體，晶體內含有結晶水。
2.氯化亞鈷晶體烘乾後則呈現【藍色】粉末，其反應為吸熱的化學反應。
3.氯化亞鈷的水溶液呈【粉紅色】，以滴管吸取氯化亞鈷溶液，在濾紙上繪出自己喜歡的圖案後，再用酒精燈將濾紙烘乾，則見濾紙上的圖案漸由【粉紅色】變為【藍色】。（如圖四）
4.氯化亞鈷晶體受熱的化學反應式：
(1)
(2)因為氯化亞鈷晶體內的水分子受熱而分解出來，改變了氯化亞鈷的分子結構，故稱為化學反應。
5.乾燥的氯化亞鈷試紙呈【藍色】，遇水則呈【粉紅色】，是一種常用來：
檢驗水的方法。
(二)熱對硫酸銅的影響：
1.含結晶水的硫酸銅晶體呈【藍色】，受熱後失去水份成為無水的硫酸銅粉末，顏色呈【白色】。
2.硫酸銅晶體受熱的化學反應式：
(1)
註：「 」代表向右反應為吸熱的反應。
(2)因為硫酸銅晶體內的水分子受熱而分解出來，改變了硫酸銅的分子結構，故稱為化學反應。
(3)白色無水硫酸銅粉末遇水則呈藍色，可用以做為驗水的方法。
3.「顏色改變」是據以判斷物質發生化學變化的特徵之一。
(三)熱與生活：
1.「熱」是一種能量的形式，自然界中有各種不同形式的能量，且可以彼此互相轉換，包括熱能。
2.無論物質發生物理變化或化學變化，必定伴隨著能量的變化，即當物質發生變化時，不是吸熱反應就是放熱反應。
(1)植物行光合作用製造葡萄糖，是吸熱的化學反應（吸收太陽能）。
(2)鐵釘的生鏽，是鐵與空氣中的氧化合，屬於放熱的化學反應。
3.鞭炮爆炸、生米煮成熟飯、夏天食物易腐敗…等，皆因物質受熱而產生變化（屬於化學變化）。
4.輪胎爆炸（俗稱：爆胎）只是物理現象，並無類似鞭炮爆炸時的燃燒反應，而是輪胎的橡膠破裂，輪胎內的高壓氣體向外衝出發出巨大的聲響。
5.一般而言，等質量的物質發生化學變化時；熱量的改變較發生物理變化時為大，但無論是吸熱或放熱反應，發生反應的物質其總質量必維持一定值，此稱為：質量守恆定律。因為熱既為能量，就不具質量也不占有空間。