2011年5月19日 星期四

音調與蘆笛

  1. 音調是指聲音的高低,從聲波來說就說頻率的高低。
  2. 聲調的單位是「赫茲」,每秒鐘振動1次,就是1赫茲。
  3. 吉他音調高低的原理:吉它是弦樂器,若弦較粗重量就會較重,較不好振動;較鬆則張力不夠,較不易振動;較長回復原來的位置則較慢。振動較慢,頻率(每秒鐘振動次數)較少,音調就較低。相反地,假若弦愈細,則音調愈高;弦愈緊,音調愈高;弦愈短,音調愈高。

2011年5月15日 星期日

我們如何聽到聲音

       音叉產生振動後,將空氣擠壓,產生了一密一疏的波動(縱波),這個振動傳到了耳朵內,使我們聽到了聲音。人的耳朵可聽到的振動頻率是每秒20次到每秒20000次之間,低於20次的聲波叫「低聲波」、高於20000次的聲波,叫「超音波」。
        

立刻體會聲音產生的振動

  1. 同學可拿起課本的一頁,嘴唇輕碰紙張,可以發現說話時,紙張的振動會傳回嘴唇,嘴唇可以感覺到麻麻的。
  2. 手指輕觸聲帶說話,發現聲帶會指動,手指會有一些麻麻的感覺。

溫度與溫標

溫度:用幾種標度中的任何一種, 比如華氏、攝氏或克氏溫標來表示冷熱的程度。熱量從較熱的物體流向較冷的物體,直到二者達到相同的溫度為止。溫度是物體中分子的平均能量的量度,而熱量是 物體中總的熱能的量度。例如,一杯開水的溫度與一大鍋開水的溫度都是100℃(212℉),但大鍋具有更多的熱量,或者說熱能。 燒開一鍋水比燒開一杯水需要更多的能量。

溫標:最常用的溫標建立在人為規定的一些固定點上。華氏溫標規定水的冰點為32°,水的沸點為212°(在標準大氣壓 下)。攝氏溫標規定水的三相點(在該溫度下固相、液相和氣相三相共存,達到平衡)為0.01°,水的沸點為100°。克氏溫標主要用於科學和工程的目的, 規定零點為絕對零度,而刻度的大小與攝氏溫標相同。

熱水的對流

資料來源:Convection Current In Water. Photography. Encyclopædia Britannica Image Quest. Web. 14 May 2011.

       用本生燈火焰對水加熱對流。由於水在燒杯底部加熱,其密度減小。這使它上升向上。由於它向上移動,進一步遠離熱源,它開始降溫。當它冷卻,密度減小,導致它沉沒再次回落。以這種方式創建,目前是圍繞循環水容器(所表現出的彩色染料)。這裡的熱水層已經形成(粉紅色,頂部),這是慢慢冷卻和下沉。 (google 翻譯)

2011年5月14日 星期六

冰箱設計與熱對流原理


      冰箱利用壓縮機運作冷媒透過冰箱內部的管線吸收熱能,利用外部管線釋放熱能。因此,冰箱內部多為白色,使其維持冷房的效果(白色不易吸收輻射),而外部的散熱管多為黑色金屬,使其易散熱。(不過現在大多數冰箱的散熱管,因為「美背」設計,多設計並隱藏於兩側)。

        依據熱對流原理,冷空氣往下,熱空氣向上,所以冰箱內的冷凍庫會在上方、冷藏在下。

2011年5月11日 星期三

保溫瓶

資料來源:熱水瓶,X射線 。 [攝影]。 取自大英百科全書形象追求。


熱水瓶。 彩色透視一個熱水瓶或保溫瓶。 內部室(紅色),是含有的液體,保持冷熱絕緣真空由它和外牆的燒瓶。 內部牆壁的銀色瓶也可反映和保留任何熱量,輻射了。 大部分的熱量會增加或減少通過頸燒瓶。(google chrome翻譯)

2011年5月8日 星期日

熱的對流(空氣)

實驗設計
  • 本實驗是利用熱水及冰水將廣口瓶內的空氣加熱或冷卻,然後將兩瓶上下相接,觀察廣口瓶內線香的煙是否流動。
  • 實驗分成兩個部份,共四個小實驗:
  1. 熱瓶內充滿煙:熱瓶在下、冷瓶在上。
  2. 熱瓶內充滿煙:熱瓶在上、冷瓶在下。
  3. 冷瓶內充滿煙:熱瓶在下、冷瓶在上。
  4. 冷瓶內充滿煙:熱瓶在上、冷瓶在下。
 注意事項:

2011年4月30日 星期六

保溫實驗(不同材質)的注意事項

杯子中的熱水的降溫,主要方式有二:
一是靠與液面接觸的空氣對流 
二是靠與杯壁接觸的空氣對流

本實驗是準備不同樣材質的杯子(保麗龍杯與塑膠杯),觀察不同材質的杯子保溫效果有何不同?


本實驗觀察中熱水降溫,其實不是探討前述二種方式,而是將這兩種方式當做固定不變的因素,觀察藉由「傳導」,也就是水與杯壁接觸的熱傳導,是否會影響水的保溫效果?

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:

2011年4月24日 星期日

不同材質物體導熱速度的快慢

實驗步驟:
  1. 準備木棒和鐵棒(不同材質)
  2. 準備約攝氏80度的熱水後,立刻用錫箔紙包覆避免散熱。
  3. 接著將木棒和鐵棒插入錫箔紙後(注意木棒和鐵棒浸入水中的長度要相同),等待約1分鐘。
  4. 1分鐘後用手摸木棒和鐵棒,可以感覺到鐵棒有微溫。(等待時不宜兩手一直摸著鐵棒和木棒,因為鐵棒導熱快,散熱也快,會將熱傳到手上,效果就不會很明顯)。
  5. 手摸鐵棒與木棒的位置也要相同。
  6. 若差異不大時,可以考慮將手摸的位置更靠近錫箔紙的位置,更接近熱源。

熱的傳導(金屬湯匙的熱傳導)

實驗步驟:
  1. 將蠟燭點燃後,將蠟油滴上湯匙勺口近端、中端、與遠端三處,並等待蠟油凝固。
  2. 以曬衣木夾將湯匙夾住。
  3. 固定於湯匙加熱:近端、中端、遠端的蠟油依次熔化。
  4. 重複步驟1
  5. 固定於湯匙中端加熱:中端先熔化,接著熱向兩端傳導後,兩端的蠟油也熔化了。
注意事項:

2011年4月22日 星期五

水加熱與溫度的變化

實驗步驟:
  1. 準備250毫升燒杯,裝約200毫升的水,量測水溫,常溫下水溫大約攝氏21-23度左右。
  2. 將燒杯放在陶瓷纖維網(使加熱均勻)上,用酒精燈加熱。
  3. 使用溫度計量測水溫。
  4. 幾分鐘後,可以看見水溫隨著加熱時間愈長,上升愈多。

酒精燈使用注意事項

  1. 酒精燈內之酒精燈裝約(1/2-2/3)瓶,太少時有可能會燃燒酒精蒸氣,造成爆炸;太多時有可能會溢出,造成危險。
  2. 以火柴或打火機點燃酒精燈,不可以用酒精燈互點。
  3. 若酒精燈溢出且燃燒時,勿慌張,儘速以溼抹布蓋熄。
  4. 酒精燈不使用時,不可以吹熄,必須用酒精燈蓋蓋熄。
  5. 使用酒精燈蓋蓋熄時,從火源側面45度角將燈蓋對準火源,蓋熄。(不可以從上方)
  6. 蓋熄時不可立刻旋緊燈蓋,以免熱脹冷縮後,燈蓋無法順利旋開。

2011年4月21日 星期四

熱與溫度

      「熱」是一種能量,就是熱能,它可以由其它能量轉變而來,比如說,電能可轉為熱能,身體能夠將醣類轉為熱能。當一個物體具有熱能時,組成該物體的原子和分子會持續不斷地碰撞。以水而言,水有三種狀態,一種是固態的冰,一種是液態的水,還有一種是氣態的水蒸氣。「冰」,水分子之間的碰撞最少;我們將冰放到常溫下,冰漸漸融(熔)化成水,這是因為吸收了周圍的熱,水分子之間碰撞的活動也較為劇烈,所以我們將水放到不同容器時,水就呈現出不同的形狀;接著將水放在戶外陽光下,讓水蒸發或將水加熱至沸騰,讓水變為水蒸氣,這是液態的水分子隨著熱能的增加,水分子活動愈來愈劇烈,終至脫離水,成為水蒸氣。由此可知,「熱」也可說是分子運動劇烈的程度。
     「溫度」是表示「熱」 的程度的方式,也就是「顯示分子運動劇烈程度的刻度」。我們將熱饅頭與從冰箱拿出來的巧克力比較,熱饅頭的「溫度」高於巧克力的「溫度」;但是,同樣分量的熱饅頭與巧克力比較,一般而言,巧克力的「熱量」高於熱饅頭的「熱量」。因此,「溫度」與「熱」是有區別的。