課本第 26~27 頁「動手做:熱在氣體中的傳播」
氣體也是透過對流的方式傳播熱嗎?
透過兩個廣口瓶(冷瓶與充滿煙霧的熱瓶),觀察上下不同放置順序並抽開玻璃片時,煙霧與熱空氣會如何流動!
核心法則
熱升・冷降
主要介質
氣體與液體
瓶子擺放組合:
溫差強度:
適中 (3x)
上瓶:冷瓶 (20°C)
下瓶:熱瓶 (60°C,含線香煙霧)
玻璃阻隔片(點右上按鈕抽開)
玻璃片阻隔中,冷熱氣體尚未連通
實驗操作提示:
1. 點擊右上角「抽開中間玻璃片」,觀察煙霧微粒的移動路徑。
2. 試著切換為「組合二:熱瓶在上、冷瓶在下」,再抽開玻璃片,觀察為什麼煙霧幾乎不會往下跑?
2. 試著切換為「組合二:熱瓶在上、冷瓶在下」,再抽開玻璃片,觀察為什麼煙霧幾乎不會往下跑?
課本重點解析與討論
為什麼熱空氣會往上升?
空氣受熱時,空氣分子運動變劇烈、體積膨脹,導致密度變小(變輕)而往上升;而冷空氣溫度低、密度較大(變重)因而向下沉,形成了循環流動的對流現象。
為什麼「熱瓶在上」時煙霧不動?
因為熱空氣本來就在上方,它本來就會浮在上面;而下方的冷空氣本來就在下方,不會主動向上跑,因此兩者無法形成對流循環,煙霧便大部分停留在上瓶中。
生活中的對流智慧(課本 p.27)
• 冷氣機通常裝在室內高處(吹出冷空氣向下沉降,全室均勻涼爽)。
• 暖爐安裝在地面低處(熱空氣向上升)。
• 臺北市立圖書館北投分館利用高低窗設計,高窗排出室內熱空氣,低窗引入戶外涼爽空氣,加強自然對流節能省電!
課堂即問即答
在煮開水或煮湯時,主要也是靠哪一種傳熱方式讓整鍋水都燒開呢?