第 一章 水 1-1 水的三態  水的三態(相):固體、液體、氣體  狀態受溫度、壓力的改變可以互相轉換 溶化 固 體 凝固 吸熱 液 體 放熱 汽化 凝結 氣 體 1-1 水的三態  固體的三態變化 ◎ 昇華的三例:乾冰、樟腦丸、碘 1-1 水的三態  三態性質 1.固體:有一定的體積及形狀  形狀不隨容器改變  分子間隙緊密 2.液體:有一定的體積及無一定的形狀  形狀隨容器改變  分子間隙較大 3.氣體:無一定的體積及形狀  可充滿任何形狀的容器  分子間隙最大 粒子觀點看三態.

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Transcript 第 一章 水 1-1 水的三態  水的三態(相):固體、液體、氣體  狀態受溫度、壓力的改變可以互相轉換 溶化 固 體 凝固 吸熱 液 體 放熱 汽化 凝結 氣 體 1-1 水的三態  固體的三態變化 ◎ 昇華的三例:乾冰、樟腦丸、碘 1-1 水的三態  三態性質 1.固體:有一定的體積及形狀  形狀不隨容器改變  分子間隙緊密 2.液體:有一定的體積及無一定的形狀  形狀隨容器改變  分子間隙較大 3.氣體:無一定的體積及形狀  可充滿任何形狀的容器  分子間隙最大 粒子觀點看三態.

第 一章
水
1-1
水的三態
 水的三態(相):固體、液體、氣體
 狀態受溫度、壓力的改變可以互相轉換
溶化
固
體
凝固
吸熱
液
體
放熱
汽化
凝結
氣
體
1-1
水的三態
 固體的三態變化
◎ 昇華的三例:乾冰、樟腦丸、碘
1-1
水的三態
 三態性質
1.固體:有一定的體積及形狀
 形狀不隨容器改變
 分子間隙緊密
2.液體:有一定的體積及無一定的形狀
 形狀隨容器改變
 分子間隙較大
3.氣體:無一定的體積及形狀
 可充滿任何形狀的容器
 分子間隙最大
粒子觀點看三態
1-1
水的三態
 水的三態形式:、液體、氣體
1.固體  冰、雪、霜、冰雹
2.液體  水、雲、霧、露
3.氣體  水汽
1-1
水的三態
 活動1-1 水的三態觀察
 甲: 水的蒸發
1.熱水和冷水何者會冒出白色煙霧?
2.哪一燒杯上會附有液滴?
熱水
冷水
 乙: 水的凝固
1.冷劑如何製備?
2.試管中的水晶冷卻後,體積變化?
3.說明燒杯外璧有水滴生成的原因?
1-1
水的三態
 活動1-2 水的三態觀察
1-1
水的三態
 水的循環
1-1
水的三態
 水的三態現象解釋
1.放入冷凍庫中的養樂多,形狀有何變化?
2.濕衣服放在外頭,衣服就乾了?
3.冰棒變成水了?
4.熱水會冒煙;冰塊旁也冒煙?
5.冷氣機使用時,為何會滴水?
6.嚴寒時,說話時會冒煙?
7.冰水的杯壁有水,是杯子漏了?
8.乾冰釋放出時,冒了許多白煙,為何呢?
1-2
水的密度
 現象觀察
?
?
Q 小問題
1. 天平左右二端分別置放鐵塊及棉花,若達平衡,你能畫出
鐵塊及棉花的外形?
2. 體積相同的鐵球及棉花球,哪一個比較重?
1-2
水的密度
 現象解析 
小紅點表示該物體中所含的物質
等質量的棉花與鐵塊
 棉花體積遠大於鐵塊
 鐵塊中所含物質的疏密
程度大於棉花
棉花大
棉花輕
鐵塊小
鐵塊重
等體積的棉花與鐵塊
 棉花質量遠小於鐵塊
 鐵塊中所含物質的疏密
程度大於棉花
 質量和體積與物質的疏密程度是相關的
1-2
水的密度
 密度定義(D):物體內含物質的疏密程度
 質量(M)與體積(V)的比值
質量
密度 
或 質量  體積 密度
體積
M
M
D
或 M  VD 或 V 
V
D
 密度單位:基本量組合  g / cm3 或 Kg / m3
M
克
D 
克
即 g 3 小單位制
立方公分
cm
V 立方公分
M
公斤
D 
 公斤
即 Kg 3 大單位制
立方公尺
m
V 立方公尺
1-2
水的密度
 密度單位說明
1.讀法:
 水密度=1 g / cm3 (記)
g
每
3
cm
 讀作:1公克每立方公分
或 每立方公分1公克
 汞密度=13.6 g / cm3 (記)
 讀作:13.6公克每立方公分
或 每立方公分13.6公克
2.範例:甲物體體積25 cm3,質量100 g,密度?
M 100 g
g
D 

4
V 25cm3
/ cm3
 提醒 看見單位就能知道它是哪一個量,也告訴了你公式
1-2
水的密度
 密度性質
 由密度判斷物質:定溫,同物質,密度為定值
 由密度判斷沉浮(以水為例)
1.物體密度>液體密度 1g/cm3  物會沉
2.物體密度<液體密度 1g/cm3  物會浮
3.物體密度=液體密度 1g/cm3  物能在液
中任何位置
 溫度改變時,密度會隨之改變
(質量不變,但體積會隨溫度漲縮)
2
聽懂了嗎?
3
1
1-2
水的密度
 物質密度表
1-2
水的密度
 物質體積 V 的測量
1.液體體積  使用量筒讀取
2.固體體積  計算法或排水法
 計算法:規則物體以數學公式求之
(1)長方體:V=abc
(2)正方體:V=a3
 直接排水法:不規則不溶於水且比水重適用
V1
V2
物體的體積 V
=排開水的體積
=V2-V1
1-2
水的密度
 物質體積 V 的測量
 間接排水法:不規則不溶於水但比水輕適用
以重錘將浮體拉入水中
V2
V1
物體的體積 V
=排開水的體積
=V2-V1
Q 小問題
1.如何測量一堆細沙子的體積?計算法還是排水法。
2.一塊方糖如何測量它的體積?
1-2
水的密度
 實驗數據處理程序
 數據列表
 設定變數X、Y 軸(可任選)
 描點作圖
 圖形分析(X、Y 二者之相關)
規律(正比、反比)、無規律變化
 X與Y成正比的意涵
1.數學式  Y=KX 型(K常數)
Y
2.圖形是通過原點的直線
 X、Y同比例的放大縮小
(此比例是K)
3.正比符號: X  Y
X
1-2
水的密度
 X與Y成正比(X  Y)的意涵
1.數學式  Y=KX 型(K常數)
2.圖形是通過原點的直線
 X、Y同比例的放大縮小(此比例是K)
X
2
4
6
8
10
Y
1
2
3
4
5
 將五數據(Xi,Yi)描點作圖
 通過原點之直線(XY二者正比)
直線上無限多點均符合下式:
Y 1 2 3 4 5
K     
 ......
X 2 4 6 8 10
只從列表,不作圖,
其實也一眼………
看出X、Y是正比的
1-2
水的密度
 X與Y成正比(X  Y)的意涵
將數據描點
將數據點連線
1.通過原點直線  X、Y成正比(以X  Y 表之)
2.可知:當X加倍,Y也加倍;當X減半,Y也減半
 此即為X、Y等比例的放大或縮小(同增同減)
1-2
水的密度
 X與Y成反比(X  1/Y)的意涵
1.數學式  XY=K 型(K常數)
2.圖形是倒拋物線
 X、Y反比例的放大縮小(此比例是K)
3.反比符號: X  1/Y
Y
X
1
2
3
6
12
Y
12 6
4
2
1
 將五數據(Xi,Yi)描點作圖
 形成到拋物線圖形
直線上無限多點均符合下式:
Y 12 6 4 2 1
K 
   
 ......
X 1 2 3 6 12
X
只從列表,不作圖,
其實也一眼………
看出X、Y是反比的
1-2
水的密度
 X與Y成反比(X  1/Y)的意涵
將數據描點
將數據點連線
1.倒拋物線  X、Y成反比(以X  1/Y 表之)
2.可知:當X加倍,Y也減半;當X減半,Y也加倍
 此即為X、Y反比例的放大或縮小(一增一減)
1-2
水的密度
 水的密度測量(EXP 1-1)
 測量出水的質量,及相對的體積,再代公式求密度即可
思考
◎ 實驗流程
1.使用量筒  求水體積
2.使用天平  求水質量
(但先要扣除空量筒重)
3.代 D公式  求水密度
(反覆多次,求平均值)
4.作出水質量vs.水體積關係圖
5.作出總質量vs.水體積關係圖
(總質量=水質量+量筒空重)
1-2
水的密度
 水的密度測量示例(EXP 1-1)
空量筒的質量:M1= 40 g
水
質
量
次
數
水體積
V(cm3)
(量筒+水)總質量
M2(g)
水質量
M=(M2-M1)(g)
水的密度
D=M/V(g/cm3)
1
10
50
10
1.0
2
20
60
20
1.0
3
30
70
30
1.0
4
40
80
40
1.0
5
50
90
50
1.0
M
M
水
質
量
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
水體積 V
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
水體積 V
70
1-2
水的密度
 水的密度測量示例(EXP 1-1)
◎ 總質量(水+量筒)vs.水體積( M2 vs. V )
圖形外插法  讀刻度,求得量筒空重(M0)
【即當水體積=0 時的總質量=量筒空重( M0 ) 】
總質量M
100
80
60
40
20
0
100
80
60
40
20
0
水體積 V
0
10
20
30
40
50
總質量M
60
延長左端外插向Y軸求截距
水體積 V
0
10
20
30
40
50
Q:這是正比圖形嗎?
60
1-2
水的密度
 水密度的特殊性質
 4℃以上,水升溫 體積膨脹、密度變小
 4℃以下,水降溫 體積膨脹、密度變小
 水在4℃時,密度最大(體積最小)
◎ 1.一般物體是體積熱漲冷縮的(體積與密度是反比的)
2.升降溫過程中,質量均維持不變
1.水結冰,由表面開始
2.冬天嚴寒,水底4℃左右
3.夏天湖水表面溫度高於
底層的湖水
4.畫出水的 D vs.T 的圖形?
5.描述20℃的水降溫至0℃,
其M、V、D的變化?
V
T
1-3
水溶液
 溶液組成:溶液=溶質+溶劑
 溶劑:溶解溶質之物質
1.水溶液:以水作為溶劑
2.非水溶液:不以水為溶劑
eg.酒精、丙酮、去漬油
 溶質:被溶解的物質  可為固、液、氣體
 溶液性質
1.是均勻混合物,能以物理方法分離
2.成分物質各保有其原有本性
3.性質(熔沸點、密度)不固定,隨成分而定
Q 小問題
1.三態均可作為溶質,請各舉一個實例說明之?
2.將粉筆灰加入水中,二者能形成水溶液?
1-3
水溶液
 水溶液分類  以溶質能否溶解區分
 未飽和溶液:能再溶解溶質的水溶液
 飽和溶液:已達溶質溶解之最大限度之水溶液
 過多的溶質會形成沉澱(沉澱不屬於水溶液)
◎ 溶劑是座位;溶質是人


 

 
   
沉澱
未飽和
恰飽和
飽和
Q 小問題 一杯糖水是否加愈多糖愈甜?如何製備飽和溶液?
1-3
水溶液
 水溶液濃度
 水溶液中,因均勻,濃度處處相等
 重量百分濃度  溶質重量占全體重量的比例
1.每100克溶液中,所含的溶質之克數
2.溶液的稀釋:稀釋前後,溶質質量不變
3.混合液濃度介於原來濃度二者之間
4.濃度大者,有色溶液顏色愈深
部分 溶質克數
溶質克數
濃度% 

 100 
 100
全部 溶液克數
溶質 溶劑克數
範例:10克糖加入90克水求濃度 再加水100克水,濃度 ?
範例:20﹪的糖水溶液,其中糖
克,水
克。
範例:10﹪200克的糖水與10﹪100克的糖水混合,濃度?
1-3
水溶液
 水溶液溶解度
定溫定壓下,水能溶解溶質的最大限度是定值
 飽和溶液的濃度=溶解度
 溶解度二表示法
 重量百分率濃度( ﹪)
 每100克水能溶解的最大溶質克數為溶解度
溶解度  S 克 100克水
S
溶質克數

100
溶劑克數
 固體對水溶解度隨溫度上升而增加
氣體對水溶解度隨溫度上升而減少
Q 小問題 50克水最多能溶甲5克,則溶解度?
1-3
水溶液
 增加溶解量與溶解度的方法
 多加水,能增加溶解量,但不能增加溶解度
 升高溫度,能增加溶解量,也能增加溶解度
 將溶質壓成粉末及攪拌,只能增加溶解速率
◎ 1.固體對水溶解度隨溫度上升而增加
(例外:氫氧化鈣在低溫的水中溶解的多)
2.氣體對水溶解度隨溫度上升而減少
Q 小問題 1.喝完汽水,為何會打嗝(喝汽水噎氣)?
2.養魚的水中為何要不停的打入空氣?
3.煮沸過的開水,冷卻後短時間為何不適合養魚?
1-3
水溶液
 溶解度示例
已知25℃,100克水能溶解36克食鹽,今有三支試管A、B、C
分別加入10 ml 水及1g、4g、6g食鹽:
 三試管濃度高低? B=C>A
 何者是飽和溶液?B=C ;沉澱多少克? B 0.4g、C 2.4g
 何試管可再溶解食鹽?A;加多少克可達飽和?2.6g
解  100克水能溶解36克  10克水能溶解3.6克
A 試管 
1
100  9.09% 全溶, 未飽和, 能再溶解3.6  1  2.6克
10  1
3.6
100  26.47%  溶3.6克, 部分溶解, 飽和, 沉澱4  3.6  0.4克
10  3.6
3.6
C 試管 
100  26.47%  溶3.6克, 部分溶解, 飽和, 沉澱6  3.6  2.4克
10  3.6
B 試管 
Q 小問題 甲、乙杯各有20克及5克水,分別加鹽至有沉澱,濃度比較?
1-3
水溶液
 濃度與飽和溶液(EXP 1-2)
 濃度:以硫酸鐵溶於水(黃色水溶液)
 濃度愈大,顏色愈深
 溫度:加熱硝酸鉀水溶液
 溶質的溶解是有限度的
,加溫可增加溶解度
理化迷思的澄清 要靠思考及對話
1-3
水溶液
 濃度與飽和溶液實驗安全提要(EXP 1-2)
×
八分滿
×
×
熄滅使用燈罩
使用濕抹布
×
不用溫度計攪拌及直接加熱
 應使用玻璃棒
×
1-4
水污染
 水污染  破壞生態
 成因:人為結果
 來源:
1.家庭污水
2.工業廢水
 腐敗有機物質會消耗水中氧氣,造成水質污濁,發出惡
臭;肥料流入造成藻類過度繁殖,影響生態。
 改進
1.加強廢水處理
2.提高環保意識
3.齊心協力,人人有責