水的三態：修訂版本之間的差異
出自六年制學程
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#冰水共存實驗 | #冰水共存實驗 | ||
#*器材 | #*器材 | ||
| + | #*#寶麗龍盒 | ||
| + | #*#電子秤 | ||
| + | #*#燒杯兩個(每組一個) | ||
| + | #*#溫度計三支(每組一支，備用一支) | ||
| + | #*#量筒兩個(每組一個) | ||
| + | #*#玻棒兩支(每組一個) | ||
| + | #*#方格紙(每組一張) | ||
#*步驟 | #*步驟 | ||
| + | #*#先在右上角寫組名 | ||
| + | #*#取量筒200cc的清水倒入燒杯中 | ||
| + | #*#將燒杯燒杯放在電子秤上，倒入約300克的冰 | ||
| + | #*#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 | ||
| + | #*#兩組的燒杯放入保麗龍盒中，並蓋上蓋子 | ||
| + | #*#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 | ||
| + | #*#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 | ||
| + | #*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。 | ||
#評量 | #評量 | ||
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===水的三相圖=== | ===水的三相圖=== | ||
| − | + | #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 | |
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| − | + | #[http://img.tesoon.com/up/200712/2007125222312859385340.jpg 二氧化碳的三相圖] | |
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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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<td colspan="6" style="width: 434.05pt; height: 27.55pt; border: 1.0pt solid windowtext; padding-left: 5.4pt; padding-right: 5.4pt; padding-top: 0cm; padding-bottom: 0cm" valign="top" width="579"> | <td colspan="6" style="width: 434.05pt; height: 27.55pt; border: 1.0pt solid windowtext; padding-left: 5.4pt; padding-right: 5.4pt; padding-top: 0cm; padding-bottom: 0cm" valign="top" width="579"> | ||
<p class="MsoNormal" style="text-align: center; line-height: 150%; margin-left: 5; margin-right: 5; margin-top:5" align="center"> | <p class="MsoNormal" style="text-align: center; line-height: 150%; margin-left: 5; margin-right: 5; margin-top:5" align="center"> | ||
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*液態 | *液態 | ||
*固態 | *固態 | ||
| − | * | + | *電子簡併態(白矮星) |
| − | * | + | *#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。 |
| + | *#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...： | ||
| + | *#*體積：1 cm<sup>3</sup> | ||
| + | *#*質量：1000kg，一噸。 | ||
| + | *#*溫度：10<sup>7</sup> K，一千萬度。 | ||
| + | *#*材質：碳核、氧核、電漿體 | ||
| + | *#*內部壓強：10<sup>22</sup> Pa | ||
| + | *中子簡併態(中子星) | ||
| + | *#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。 | ||
| + | *#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。 | ||
| + | *#*體積：1 cm<sup>3</sup> | ||
| + | *#*質量：10<sup>12</sup> kg，十億噸。 | ||
| + | *#*溫度：10<sup>12</sup>K，一兆度。 | ||
| + | *#*材質：夸克膠子電漿體 | ||
| + | *#*內部壓強：10<sup>35</sup> Pa | ||
*黑洞態 | *黑洞態 | ||
| + | *#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」。 | ||
| + | *#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... | ||
| + | *#*體積：1 cm<sup>3</sup> | ||
| + | *#*質量：10<sup>25</sup>kg | ||
| + | *#*材質：微型黑洞 | ||
2014年11月25日 (二) 19:16的最新修訂版本
活動
- 11.25發布 21 單字，11.26 晨考
- 備課簡報
- 水的影片
- 水的三相圖講解
- 冰水共存實驗
- 器材
- 寶麗龍盒
- 電子秤
- 燒杯兩個(每組一個)
- 溫度計三支(每組一支，備用一支)
- 量筒兩個(每組一個)
- 玻棒兩支(每組一個)
- 方格紙(每組一張)
- 步驟
- 先在右上角寫組名
- 取量筒200cc的清水倒入燒杯中
- 將燒杯燒杯放在電子秤上，倒入約300克的冰
- 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
- 兩組的燒杯放入保麗龍盒中，並蓋上蓋子
- 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
- 至冰塊完全溶化石，實驗結束
- 器材
- 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。
- 評量
水的三相圖
- 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 
- 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 |
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|
物質 |
熔點（℃） |
沸點（℃） |
物質 |
熔點（℃） |
沸點（℃） |
|
鐵 |
1538 |
2861 |
水 |
0 |
100 |
|
銅 |
1085 |
2562 |
水銀 |
-39 |
357 |
|
金 |
1065 |
2856 |
酒精 |
-114 |
78 |
|
銀 |
962 |
2162 |
氮 |
-210 |
-196 |
|
鋁 |
660 |
2519 |
氧 |
-219 |
-183 |
|
鉛 |
327 |
1749 |
氦 |
- |
-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)
- 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。
- 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)
- 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。
- 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
- 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」。
- 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
