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