水的三態:修訂版本之間的差異

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水的三相圖
活動
 
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#冰水共存實驗
 
#冰水共存實驗
 
#*器材
 
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#*#寶麗龍盒
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#*#電子秤
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#*#燒杯兩個(每組一個)
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#*#溫度計三支(每組一支,備用一支)
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#*#量筒兩個(每組一個)
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#*#玻棒兩支(每組一個)
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#*#方格紙(每組一張)
 
#*步驟
 
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#*#先在右上角寫組名
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#*#取量筒200cc的清水倒入燒杯中
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#*#將燒杯燒杯放在電子秤上,倒入約300克的冰
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#*#將溫度計置入冰水中,測量第一次的溫度,並記錄於方格紙上
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#*#兩組的燒杯放入保麗龍盒中,並蓋上蓋子
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#*#六位同學為一組,一人計時,一人打開保麗龍盒蓋子,兩人分別量取兩個燒杯的溫度,並報出溫度,兩人將溫度記錄於方格紙上,立即蓋上蓋子,以上的動作每分鐘操作一次
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#*#至冰塊完全溶化石,實驗結束
 
#熔化熱與汽化熱
 
#熔化熱與汽化熱
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#*每克的冰需吸熱八十卡,才能融化為水。每克的水需放熱八十卡,才能變成冰。
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#*每克的水需吸熱540卡,才能變成水蒸氣。每克的水蒸氣需放熱540卡,才能變成水。
 
#評量
 
#評量
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===水的三相圖===
 
===水的三相圖===
*壓力單位:
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#壓力單位:帕。每平方公尺一牛頓<br/>一標準大氣壓是101325 Pa = 101.325 千Pa = 1013.25 百Pa = 1013.25 毫巴
#帕:每平方公分一牛頓,一大氣壓為
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#[[File:WaterPhaseDiagram1atm.svg]]
#百帕:一大氣壓為 1033.6 百帕。
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#[http://img.tesoon.com/up/200712/2007125222312859385340.jpg 二氧化碳的三相圖]
[[File:WaterPhaseDiagram.svg]]
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===大氣壓下常見物質的熔點與沸點===
 
===大氣壓下常見物質的熔點與沸點===
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*液態
 
*液態
 
*固態
 
*固態
*簡併電子態(白矮星)
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*電子簡併態(白矮星)
*簡併中子態(中子星)
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*#星體重力完全壓制住熱運動,相鄰的原子外層電子軌域幾乎要重疊,原子再互相靠近電子軌域就要擠進三顆電子了。
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*#假設有個魔法師突然把 1 cm<sup>3</sup> 的處於電子簡併態的白矮星物質變到了地球表面,並且初速度為零,材料的體積迅速膨脹至約 1000 m<sup>3</sup>,發出耀眼的光芒,放出約 10<sup>12</sup> 焦耳的能量,大概是一個小原子彈的能量,地面被炸出一個深深的大坑,上方騰起一朵蘑菇雲...:
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*#*體積:1 cm<sup>3</sup>
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*#*質量:1000kg,一噸。
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*#*溫度:10<sup>7</sup> K,一千萬度。
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*#*材質:碳核、氧核、電漿體
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*#*內部壓強:10<sup>22</sup> Pa
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*中子簡併態(中子星)
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*#星體重力壓碎原子,電子掉進原子核與質子中和成中子。整顆星體就宛如一顆大型的原子核。
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*#魔法師挖來了 1 cm<sup>3</sup> 中子星的核,材料迅速沉向地心,同時吸附地殼物質加速膨脹,電漿體降溫形成中子,中子四散飛出並以約10分鐘為半衰期開始衰變,質子電子的質量比中子少約 0.0008,因此將有 8×10<sup>8</sup>×c<sup>2</sup>的能量釋放出來,約 10<sup>26</sup> 焦耳的能量,相當於整個太陽在約 0.3 秒內釋放出來的所有能量,或者在地下爆炸了10億顆氫彈。地球現在的狀態和被一個直徑數百公里的星體撞了差不多。
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*#*體積:1 cm<sup>3</sup>
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*#*質量:10<sup>12</sup> kg,十億噸。
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*#*溫度:10<sup>12</sup>K,一兆度。
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*#*材質:夸克膠子電漿體
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*#*內部壓強:10<sup>35</sup> Pa
 
*黑洞態
 
*黑洞態
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*#星體重力壓垮物質結構,只剩質量、電量、角動量等性質。核心是奇異點,外面罩個一層「視界」。「視界」內包含光在內都無法逃出「視界」。
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*#魔法師將一塊視界體積 1 cm<sup>3</sup> 的黑洞送到地球表面,恭喜您這次終於不會有爆炸了,除了量子尺度的黑洞會蒸發外, 1 cm<sup>3</sup> 的黑洞是完全可以穩定的。<br/>不過這個黑洞的質量比地球還大些,所以這次是地球被黑洞吸過去了...<br/>物質進入黑洞時產生的巨量輻射迅速熔化地殼,很快,地球變成了一個發著紅光的岩漿球。<br/>岩漿球的體積在慢慢縮小,亮度越來越高,爆發出強烈的γ射線。<br/>按地球質量乘以3來算,月球的軌道將變成橢圓,聯立角動量守恆和能量守恆,解得近地點為遠地點的1/5。正常的地球月球洛希極限(扯碎小天體的距離)約為地月距離的 1/40 ,地球質量乘3後變為約1/27,因此月球會發生變形。<br/>巨量輻射把月球面向地球的一面蒸發,月球的狀態開始接近流體,洛希極限升至約1/14。<br/>月球的形變更嚴重了,蒸發的進度加快,最終月球被扯碎,混入環繞黑洞塵埃雲中...<br/>外圍的塵埃被巨量的輻射驅散,剩下的塵埃被黑洞吸收乾淨,發光漸漸變暗變紅,最後變成紅外線。<br/>黑洞的視界體積增加到約 2 cm<sup>3</sup> ,除此之外彷彿什麼也沒發生過...
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*#*體積:1 cm<sup>3</sup>
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*#*質量:10<sup>25</sup>kg
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*#*材質:微型黑洞

2014年11月25日 (二) 19:16的最新修訂版本

活動

  1. 11.25發布 21 單字,11.26 晨考
  2. 備課簡報
  3. 水的影片
  4. 水的三相圖講解
  5. 冰水共存實驗
    • 器材
      1. 寶麗龍盒
      2. 電子秤
      3. 燒杯兩個(每組一個)
      4. 溫度計三支(每組一支,備用一支)
      5. 量筒兩個(每組一個)
      6. 玻棒兩支(每組一個)
      7. 方格紙(每組一張)
    • 步驟
      1. 先在右上角寫組名
      2. 取量筒200cc的清水倒入燒杯中
      3. 將燒杯燒杯放在電子秤上,倒入約300克的冰
      4. 將溫度計置入冰水中,測量第一次的溫度,並記錄於方格紙上
      5. 兩組的燒杯放入保麗龍盒中,並蓋上蓋子
      6. 六位同學為一組,一人計時,一人打開保麗龍盒蓋子,兩人分別量取兩個燒杯的溫度,並報出溫度,兩人將溫度記錄於方格紙上,立即蓋上蓋子,以上的動作每分鐘操作一次
      7. 至冰塊完全溶化石,實驗結束
  6. 熔化熱與汽化熱
    • 每克的冰需吸熱八十卡,才能融化為水。每克的水需放熱八十卡,才能變成冰。
    • 每克的水需吸熱540卡,才能變成水蒸氣。每克的水蒸氣需放熱540卡,才能變成水。
  7. 評量

水的三相圖

  1. 壓力單位:帕。每平方公尺一牛頓
    一標準大氣壓是101325 Pa = 101.325 千Pa = 1013.25 百Pa = 1013.25 毫巴
  2. WaterPhaseDiagram1atm.svg
  3. 二氧化碳的三相圖

大氣壓下常見物質的熔點與沸點

一大氣壓下常見物質的熔點與沸點

物質

熔點(℃)

沸點(℃)

物質

熔點(℃)

沸點(℃)

1538

2861

0

100

1085

2562

水銀

-39

357

1065

2856

酒精

-114

78

962

2162

-210

-196

660

2519

-219

-183

327

1749

-

-269

根據由實驗測出的熔點或沸點,有助於我們判斷物質的種類。

物質七態

  • 電漿態
  • 氣態
  • 液態
  • 固態
  • 電子簡併態(白矮星)
    1. 星體重力完全壓制住熱運動,相鄰的原子外層電子軌域幾乎要重疊,原子再互相靠近電子軌域就要擠進三顆電子了。
    2. 假設有個魔法師突然把 1 cm3 的處於電子簡併態的白矮星物質變到了地球表面,並且初速度為零,材料的體積迅速膨脹至約 1000 m3,發出耀眼的光芒,放出約 1012 焦耳的能量,大概是一個小原子彈的能量,地面被炸出一個深深的大坑,上方騰起一朵蘑菇雲...:
      • 體積:1 cm3
      • 質量:1000kg,一噸。
      • 溫度:107 K,一千萬度。
      • 材質:碳核、氧核、電漿體
      • 內部壓強:1022 Pa
  • 中子簡併態(中子星)
    1. 星體重力壓碎原子,電子掉進原子核與質子中和成中子。整顆星體就宛如一顆大型的原子核。
    2. 魔法師挖來了 1 cm3 中子星的核,材料迅速沉向地心,同時吸附地殼物質加速膨脹,電漿體降溫形成中子,中子四散飛出並以約10分鐘為半衰期開始衰變,質子電子的質量比中子少約 0.0008,因此將有 8×108×c2的能量釋放出來,約 1026 焦耳的能量,相當於整個太陽在約 0.3 秒內釋放出來的所有能量,或者在地下爆炸了10億顆氫彈。地球現在的狀態和被一個直徑數百公里的星體撞了差不多。
      • 體積:1 cm3
      • 質量:1012 kg,十億噸。
      • 溫度:1012K,一兆度。
      • 材質:夸克膠子電漿體
      • 內部壓強:1035 Pa
  • 黑洞態
    1. 星體重力壓垮物質結構,只剩質量、電量、角動量等性質。核心是奇異點,外面罩個一層「視界」。「視界」內包含光在內都無法逃出「視界」。
    2. 魔法師將一塊視界體積 1 cm3 的黑洞送到地球表面,恭喜您這次終於不會有爆炸了,除了量子尺度的黑洞會蒸發外, 1 cm3 的黑洞是完全可以穩定的。
      不過這個黑洞的質量比地球還大些,所以這次是地球被黑洞吸過去了...
      物質進入黑洞時產生的巨量輻射迅速熔化地殼,很快,地球變成了一個發著紅光的岩漿球。
      岩漿球的體積在慢慢縮小,亮度越來越高,爆發出強烈的γ射線。
      按地球質量乘以3來算,月球的軌道將變成橢圓,聯立角動量守恆和能量守恆,解得近地點為遠地點的1/5。正常的地球月球洛希極限(扯碎小天體的距離)約為地月距離的 1/40 ,地球質量乘3後變為約1/27,因此月球會發生變形。
      巨量輻射把月球面向地球的一面蒸發,月球的狀態開始接近流體,洛希極限升至約1/14。
      月球的形變更嚴重了,蒸發的進度加快,最終月球被扯碎,混入環繞黑洞塵埃雲中...
      外圍的塵埃被巨量的輻射驅散,剩下的塵埃被黑洞吸收乾淨,發光漸漸變暗變紅,最後變成紅外線。
      黑洞的視界體積增加到約 2 cm3 ,除此之外彷彿什麼也沒發生過...
      • 體積:1 cm3
      • 質量:1025kg
      • 材質:微型黑洞