2011年4月30日 星期六

熱的對流(液體)

實驗步驟
  1. 裝水250毫升後,分別量測接近水面和杯底的水溫。(沒有差異)。
  2. 加熱燒杯1分鐘後,熄滅酒精燈後,再次分別量測接近水面和杯底的水溫。(杯低的水溫,略高於接近水面的水溫;注意:量測時勿將水攪拌,動作要快一些)
  3. 接著將熱水加熱至沸騰後,觀察對流的情形,並量測接近水面和杯底的水溫。(對流速度快,接近水面和杯低的水溫差不多)。 
實驗結果:
  1. 加熱1分鐘後(剛開始),水溫都會上升,但接近熱源的水,也就是杯底的水,溫度會略高於接近水面的水。
  2. 沸騰後,液面的水雖然沒有接近熱源,但與杯低的水溫差不多。

注意事項:
  1.   水的沸點有可能不是攝氏100度,分析其原因可能有二:一是,由於酒精溫度計的誤差大,往往不同支溫度計測量同一杯水就有頗大的差異。另一個可能原因就是,隨著天氣的變化,好天氣與壞天氣(高低氣壓不同),也會影響水的沸點。
  2. 高氣壓時,水分子要脫離液態的水,需要克服更大的壓力(蒸氣壓),也就是需要更多的能量。因此,加熱到攝氏100度時,還無法使水有足夠的能量變為水蒸氣,持續加熱使水溫上升,液態的水分子才有可能達到沸點而變為水蒸氣,因此沸點可能會上升。相對地,低氣壓時,水變為水蒸氣不需要到達攝氏100度就有可能獲得足夠能量,克服蒸氣壓而變為水蒸氣,因此不需要到攝氏100度就可以沸騰了。
  3. 水的對流是由於熱源上的水分子受熱分子運動變得劇烈,體積變大後變輕(其實是密度變小)就往上浮起來,上方的溫度較低的水就往下補過來,形成「對流」。
  4. 描繪「對流圖」時,先完成熱水上方水往上,再完成冷水往下即可。
  5. 使用鋁箔紙覆蓋是為了阻隔熱氣散升,加速加熱的速度。鋁箔上為了使用溫度量測而鑽出的小洞,也會讓熱散失,可直接再覆蓋一次鋁箔紙,完全密封,加熱效果會更好。

 
 水的對流情形


 上課活動

沒有留言:

張貼留言