Transcript 下一頁

第三節 熱的傳播
一、傳導
二、對流
三、熱輻射
目
錄
熱的傳播
•熱由一處傳到另一處的現象，
稱為熱的傳播。傳熱的方式有
“傳導”、“對流”、“輻射”
等三種。

上一頁
下一頁
節目錄
熱的傳播
 熱傳播有三種不同方式：
傳導(conduction) 、
對流(convection) 、
輻射(radiation)。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)
熱從高溫區，經由物質傳遞
到低溫區的現象，稱為傳導。
傳導必須要接觸。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)

熱傳導現象在固態物質中比較顯著。

高溫區的分子，其振動較為快速。

物體溫度較低而振動較慢的分子與高溫
區的分子接觸，使得此處分子的振動也
跟著快了起來。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)
•熱從高溫區（振動較快）的分子，
經由碰撞把能量傳給鄰近低溫區
（振動較慢）的分子，這就是熱
傳導過程中，能量由高溫區傳到
低溫區的方式。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)
•由實驗可知：
當傳熱物質兩端的溫差愈大時，
熱傳導的速率也愈快。接觸面
積愈大時，熱傳導的速率也愈
快。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)
 由實驗可知：
不同的物質，熱傳導能力也有
差異。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)
 熱良導體(thermal conductor)：
很容易傳熱者，稱為熱良導體。
固體物質中，所有的金屬都是熱良導
體。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)
 熱不良導體或
熱絕緣體(thermal insulator)：
不容易傳熱者，如
石綿、保利綸、塑膠、木頭、玻璃
棉、陶瓷等材料。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)
►熱不良導體或
熱絕緣體(thermal insulator)：
在液態與氣態物質裡，除了水銀及金
屬熔液外，大部分是熱的不良導體。

上一頁
下一頁
節目錄
傳導(conduction)

設計師會根據物質傳熱能力的好壞，設
計出不同用途的用品：
⊙鍋具的把柄常用電木，避免燙傷人手。
⊙燜燒鍋隔熱效果很好，可使食物在內鍋
逐漸燜爛。

上一頁
下一頁
節目錄
想一想.3
動物的軟毛有什麼作用？
鳥類的羽毛有什麼作用？
動物或鳥在冬天常抖動軟毛或羽毛使其
較為膨鬆，目的為何？
圖片出處：取自於COREL PROFESSIONAL PHOTOS

上一頁
下一頁
節目錄
• 二、對流
二 -0
下一頁
節目錄
對流(convection)
 流體(fluid)（液體與氣體）
常見的傳熱方式。
 與物質分子的流動有關。

上一頁
下一頁
節目錄
對流(convection)
 流體溫度上升造成體積變大、密度
變小，進而受到大於其重量的浮力
向上推升。
 遺留位置則由周圍溫度較低、密度
較大的流體所取代，並重複上述的
循環，直到溫度平衡為止。

上一頁
下一頁
節目錄
對流(convection)

電冰箱內能維持各處低溫，就是靠著
對流作用。

引擎工作時，也是依賴對流作用，以
避免引擎溫度過高而故障。

上一頁
下一頁
節目錄
對流(convection)
在大自然當中，太陽則主導著
一場更大規模的對流現象。

上一頁
下一頁
節目錄
對流(convection)
•白天在太陽照射下，陸地溫度上
升較海面快，使得陸地的熱空氣上
升，而海面上的冷空氣流向陸地，
補充熱空氣上升時所留下的空位，
而形成海風。

上一頁
下一頁
節目錄
對流(convection)
• 風由海洋吹向陸地，
• 是為海風。

上一頁
下一頁
節目錄
對流(convection)
 晚上，海面上的空氣溫度比陸地高，
因此海面上的熱空氣上升，而陸地
上的冷空氣則吹向海洋，形成了陸
風。

上一頁
下一頁
節目錄


對流(convection)
風由陸地吹向海洋，
是為陸風。

上一頁
下一頁
節目錄
對流(convection)
兀鷹由於體型龐大，又非得振翼高飛不可，
為了減少體力的消耗，牠們等到太陽高掛，
地表與大氣有了較大的溫差，熱對流顯著
後，牠們才振翼高飛，然後乘著上升的熱
氣流四處滑翔。

上一頁
下一頁
節目錄
對流(convection)
信天翁是大體型的鳥類，牠能巧妙地利用
海面上的氣流馭風而行，不停頓地飛行數
千公里之遠，但是碰上了沒風的時候，由
於難以支撐龐大的身軀，只好浮在水面上。
圖片出處：94年9月12日擷取自網站http://sess.pku.edu.cn:8080/baikal/life.htm

上一頁
下一頁
節目錄
想一想.4
你看過滑翔機或滑翔翼嗎？它們
一般都沒有動力，為什麼可以在
空中飛行？
圖片出處：取自於COREL PROFESSIONAL PHOTOS

上一頁
下一頁
節目錄
 三、熱輻射三 -0
圖片出處：94年9月12日擷取自網站
http://www.jpl.nasa.gov/solar_system/sun/sun_index.html
下一頁
節目錄
輻射(radiation)

所有物體都能發出熱輻射。

熱輻射不需依賴物質來傳播。

熱輻射傳播熱的速度與光速相同，且
在沒有阻礙的情況下，會以直線行進。

上一頁
下一頁
節目錄
輻射(radiation)
•當熱輻射射到物體表面，有一部
分被物體所吸收後，會使得物體
內的分子振動加快，而造成溫度
上升。

上一頁
下一頁
節目錄
輻射(radiation)

物體自其表面放出輻射熱，同時也吸收
射到它表面的輻射熱。

物體發出輻射熱的能力，不僅與其表面
溫度有關，也與物體表面的顏色與粗糙
程度有關。

上一頁
下一頁
節目錄
輻射(radiation)
表面溫度愈高時，發射的輻射熱
也愈強。
淺色明亮的表面不易吸收或發射
輻射熱。

上一頁
下一頁
節目錄
輻射(radiation)

為避免消防人員在高
溫的火場中受到傷害，
消防隊員的隔熱衣表
面採用光亮的設計。
圖片出處：取自於COREL PROFESSIONAL PHOTOS

上一頁
下一頁
節目錄
輻射(radiation)
•為避免太空人在低溫
的外太空中受到傷害，
太空衣表面也採用光亮
的設計。
圖片出處：取自陳皮梅資訊

上一頁
下一頁
節目錄
輻射(radiation)
 為避免太空人在低溫的
外太空中受到傷害，太
空衣表面也採用光亮的
設計。
圖片出處：取自陳皮梅資訊

上一頁
下一頁
節目錄
教學檢驗
教學檢驗
以傳導方式傳熱時，哪一物態導熱速度最
慢？
(A)固體 (B)液體 (C)氣體 (D)不一定。

上一頁
下一頁
節目錄
教學檢驗
下面哪一種傳熱方式，是所有物
質都具有的？
(A)對流
(B)傳導
(C)輻射
(D)傳導與對流。

上一頁
下一頁
節目錄
教學檢驗
錫箔紙有一面光亮，另一面粗糙，當
使用烤箱燒烤一隻雞時，應該如何包
裹？理由何在？
(A)粗糙面應該朝外，因為如此吸收熱
輻射較快 (B)粗糙面應該朝外，因為
如此有利於熱傳導 (C)光滑面應該朝
外，因為它是熱的良好導體 (D)光滑
面應該朝外，因為它是熱的良好吸收
體。

上一頁
下一頁
節目錄
教學檢驗
當兩氣體至熱平衡時，則兩氣體
(A)熱量相等 (B)熱量與溫度皆相
等 (C)溫度相等 (D)熱量與溫度
皆不等。

上一頁
下一頁
節目錄
教學檢驗
在太陽與地球的系統中，有關熱量的
各項敘述，何者錯誤？
(A)太陽將熱量以輻射方式傳至地球
(B)大氣吸收熱量，又輻射熱量，使地
球表面保持平均為15C的氣溫，此現
象稱為熱平衡 (C)地球溫度保持平均
為15C左右，因此不輻射熱量 (D)赤
道熱量過多，南北兩極熱量較少，須
藉風及海流的對流作用以進行調節。

上一頁
下一頁
節目錄
3-3-1 傳導
3-3 熱的傳播
3-3-2 對流
3-3-3 輻射
3-3-1 傳導

熱傳導：必須靠物質作媒介，才能將熱
從高溫處傳遞到低溫處。

熱傳導是固體物質傳播熱量的主要方式。
熱傳導能力：固體>液體>氣體
3-3-1 傳導
•一般而言，金屬的導熱能力很好，稱為
「良導體」；而非金屬常常是熱的絕緣體。
• 氣體的熱傳導能力差，是很好的絕緣體。
(1)課本在談到氣體的熱傳導能力差，
舉了哪些例子?
(2)在屋頂加蓋閣樓，為什麼可保持
冬暖夏涼?
(3)太空梭的隔熱磚，為什麼有很好的
絕熱效果?

熱對流：
3-3-2 對流
液體或氣體受熱後，溫度升高，
體積膨脹，使密度變小而上升，
溫度較低的液體或氣體，則因
密度較大而下沈，形成所謂的對流。
(1)在無引力的外太空，也有熱對流現象嗎?
(2)冬天取暖用的電熱器，應放置在哪裡較好?
(3)在自然界，你還能觀察到哪些熱對流現象?
3-3-2 對流

在海濱地區，白天太陽照射，使地面上的
熱空氣上升，故風易從海面吹向陸地，形
成海風；夜晚時則容易形成陸風。

滑翔翼便是利用陸地熱空氣的上升，獲得
向上的推力。
3-3-2 對流
•強迫對流：透過外力驅動，使液體或氣體
流動，而達到熱傳播的效果。
•中央空調系統或汽車引擎因冷卻產生的
熱水，均藉由抽水泵強迫對流。
3-3-3 輻射
熱輻射：熱的輻射是以電磁波的方式來
傳播能量，因此不需依靠任何
介質，而能直接傳播熱能。
3-3-3 輻射

任何物體表面都會不斷地吸收及釋放
輻射熱。若吸收的熱能較釋放者多，
則物體溫度上升，反之則下降。

物體表面的熱輻射強度，除了與溫度
有關之外，也和表面的面積、顏色、
光滑度有關。
3-3-3 輻射

黑色表面的物體容易吸收，也容易發出
輻射熱。

白色表面的物體不容易吸收，也不容易
發出熱輻射。
網路資源：
1.日常生活中的熱現象
2.熱傳導:flash理化練功房
3.熱對流:flash理化練功房
4.地球內部的熱對流：國立自然科學博物館
5.熱輻射:flash理化練功房
6.冷暖天地 ：科學與藝術的對話