熱力學公式 狀態變化 熱傳遞

關於熱狀態變化、熱傳遞和布萊克原理的例題和公式

熔化熱

1. 水的熔化熱為 80 卡/克。這意味著…

A. 將1克水的溫度升高1度需要80卡路里。
B. 將 1 克水完全轉化為蒸氣需要 80 卡路里。
C. 維持 1 克水的溫度需要 80 卡路里。
D. 將 1 克冰完全轉化為水需要 80 卡路里。

彭巴哈桑
正確答案是D。

形式變化

2.
請看下圖所示的實驗結果！

2 kg 溫度為 60 ℃ 的水^將被蒸發。若水蒸氣的比熱容為 2,27 × 10⁶ ^J /kg，水的比熱容為 4200 J/(kg ^℃ )，氣壓為 76 cmHg，則 BC 製程所需的熱量為…

A. 336千焦耳
B. 4540千焦
C. 4876千焦
D. 5212千焦耳

彭巴哈桑
已知：
水的質量 (m) = 2 kg
水溫 (T) = 60^oC
水蒸氣的熱（L）_V) = 2,27 x 10⁶ 焦耳/千克
水的比熱容 (c) = 4200 J/(kg) ^oC)
氣壓 (P) = 76 cmHg
問題：BC製程所需的熱量
回答 ：
過程 AB = 水從 60 度加熱到 30 度^oC 到 100^oC. 在此過程中，利用熱量來提高水的溫度。熱量的計算公式為：Q = mc ΔT
過程 BC = 水蒸發。在此過程中，熱量並非用於升高溫度，而是用於蒸發水。熱量的計算公式為：Q = m L_V
過程 C- = 蒸氣被加熱。在此過程中，熱量用於提高蒸氣的溫度。熱量的計算公式為：Q = mc ΔT。
因此，如果水溫發生變化，則使用的熱量公式為 Q = mcΔT；如果水的形態發生變化，則使用的熱量公式為 Q = mL。_V.

BC製程所需的熱量：
Q = m L_V
Q = (2 kg)(2,27 x 10⁶ 焦耳/公斤)
Q = 4,54 x 10⁶ 焦耳
Q = 4.540.000 焦耳
Q = 4.540 千焦耳
正確答案是 B。

3. 下列是幾類會釋放熱量的狀態變化：
A. 凝固、結露、昇華
B. 熔化、蒸發、結晶
C. 熔化、蒸發、冷凝
D. 結凍、蒸發、昇華
彭巴哈桑
一般來說，狀態變化有兩種類型，即吸收熱量的狀態變化和釋放熱量的狀態變化。
在吸收熱量的狀態變化中，物體吸收熱量，直到物體內部溫度升高，然後物體的狀態改變。在釋放熱量的狀態變化中，物體釋放熱量，直到物體內部溫度降低，然後物體的狀態改變。
物體吸收熱量時，其狀態會從固態變成液態再變成氣態。
如果物體釋放熱量，那麼物體的狀態就會從氣態變成液態再變成固態。

請注意以上問題的答案。
凍結 = 物體狀態由液態變成固態（釋放熱量）的過程
冷凝 = 物體狀態由氣體變成液態（並釋放熱量）的過程
昇華 = 物體狀態由氣體變成固態（釋放熱量）的過程
熔化 = 物體狀態由固態變成液態（吸收熱量）的過程
蒸發 = 物體狀態由液態變成氣態（吸收熱量）
結晶 = 物體狀態由固態變成氣態（吸收熱量）的過程
正確答案是 A。

熱傳遞

4. 一塊玻璃窗厚度為 8 毫米，面積為 1 平方公尺。²若室外氣溫為30度^oC 和 20^oC，玻璃的熱導率為0,8 W/m^oC，那麼1小時內通過玻璃杯的能量是…兆焦耳。
一個360
二36
三6
D. 3,6
彭巴哈桑
已知：
玻璃厚度 (l) = 8 毫米 = 8 / 1000 = 0,008 米
玻璃面積 (A) = 1 米²
溫差 (ΔT) = 30^oC-20^oC = 10^oC
玻璃的熱傳導率 (k) = 0,8 W/m^oC
時間間隔 (t) = 1 小時 = 60 (60 秒) = 3600 秒
問題：1 小時內通過玻璃的能量是多少？
回答 ：
熱傳導速率的計算公式：

1 小時內通過玻璃杯的能量：

正確答案是D。

5. 一根金屬棒長1公尺。一端加熱到150℃的恆溫。^o一端保持在室溫，即30℃，另一端保持在室溫。^oC. 距離加熱端 30 公分處的桿段溫度為…
一個36^oC
二84^oC
三114^oC
D. 125^oC
彭巴哈桑
已知：
金屬桿長度 (l) = 1 米
溫差 (ΔT) = 150^oC-30^oC = 120^oC
問題：距離加熱端 30 公分處的桿段的溫度是多少？
回答 ：
計算熱傳導速率：

計算距離加熱端 30 公分處的桿段的溫度：
金屬桿長度 (l) = 30 公分 = 0,3 米
溫差 (ΔT) = 150–T

正確答案是C。

問題來源：

SBMPTN 物理問題