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中四物理：比熱容與熱傳遞 第二份（功率、效率與三種傳遞方式）
中四物理：比熱容與熱傳遞 第二份（功率、效率與三種傳遞方式）
第二份把能量換成時間：加了功率與效率，再分開傳導、對流、輻射三條路。
快速答案 70 秒；560 W；傳導、對流、輻射；傳導；32 °C；630 W；235 秒；散失 32 000 J（16%）；真空斷傳導與對流；對流不發生在固體內部。
01 本卷資料（做完才看答案）
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 題數 | 10 題 |
| 建議時間 | 25 分鐘 |
| 難度分佈 | 基礎 4 · 進階 3 · 挑戰 2 · 錯題重練 1 |
| 對應章節 | 所屬章節：中四物理：比熱容與熱傳遞 |
| 適用年級 | 中四 |
02 題目（10 題）
- 基礎一個 2 kW 加熱器只有 90% 能量被 1 kg 水吸收。要把水由 20 °C 加熱至 50 °C，需時多少秒？
- 基礎1 kg 水在 5 分鐘內由 20 °C 升至 60 °C。求加熱器的平均功率。
- 基礎熱傳遞有哪三種方式？
- 基礎金屬匙浸在熱湯中，匙柄很快變熱。這主要靠哪一種熱傳遞方式？
- 進階600 W 加熱器加熱 500 g 水 140 秒，只有 80% 能量被水吸收。水溫上升多少？
- 進階某加熱曲線的斜率是 0.15 °C/s，加熱的是 1 kg 水（4 200 J/(kg·°C)）。求加熱功率。
- 進階2.2 kW 電熱水壺把 1.5 kg 水由 18 °C 煮沸（100 °C）。忽略熱散失，需時多少秒？答案取整數。
- 挑戰1 kW 加熱器加熱 2 kg 水 200 秒，水溫只升 20 °C。求散失了的能量及其佔供給能量的百分率。
- 挑戰解釋為甚麼真空保溫瓶的真空夾層可以同時減慢傳導與對流。
- 錯題重練有學生寫「對流是固體內部的熱傳遞方式」。這句話錯在哪裏？
03 答案與一句解說
| 題號 | 答案 | 一句解說 |
|---|---|---|
| 1 | 70 秒 | 水需 1 × 4 200 × 30 = 126 000 J，加熱器要供 126 000 ÷ 0.9 = 140 000 J，除以 2 000 W 得 70 秒。 |
| 2 | 560 W | 能量 1 × 4 200 × 40 = 168 000 J，5 分鐘 = 300 秒，除以 300 得 560 W。 |
| 3 | 傳導、對流、輻射 | 三者機制不同：粒子振動、流體流動、電磁波，考試要分清楚。 |
| 4 | 傳導 | 金屬內自由電子與粒子振動把能量沿匙身傳上去，不需物質整體流動。 |
| 5 | 32 °C | 吸收能量 600 × 140 × 0.8 = 67 200 J，除以 (0.5 × 4 200) 得 32 °C。 |
| 6 | 630 W | P = mc × 斜率 = 1 × 4 200 × 0.15 = 630 W。 |
| 7 | 約 235 秒 | 能量 1.5 × 4 200 × 82 = 516 600 J，除以 2 200 W 得 234.8 秒，取 235 秒。 |
| 8 | 散失 32 000 J，佔 16% | 供給 1 000 × 200 = 200 000 J，水吸收 168 000 J，差 32 000 J 即 16%。 |
| 9 | 真空沒有粒子，無法以粒子振動傳能，也沒有流體可以流動帶熱。 | 傳導與對流都要靠物質，真空兩者皆缺，只剩輻射可通過。 |
| 10 | 對流要靠流體整體流動，只發生在液體與氣體；固體靠傳導。 | 固體粒子固定在晶格中不能整體流動，所以不會出現對流。 |
04 做完之後怎樣跟進
- 對完答案，只重做錯的那幾題，並在錯題旁寫出錯在哪一步（公式、單位還是抄錯數）。
- 同一題隔兩日再做一次；兩次都對才可以移到下一份練習。
- 家長只需看答案欄與解說欄，不必逐題講解。
本卷題目與答案由 TutorZone 團隊原創編寫，並非任何學校、出版社或考試局的試題；數值與答案均以程式核算。
