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中四物理：比熱容與熱傳遞 第四份（生活應用、流速與輻射）
中四物理：比熱容與熱傳遞 第四份（生活應用、流速與輻射）
第四份走出課室：熱水爐、加熱曲線、散熱與輻射，全部用同一條 E = mcΔT 追數。
快速答案 315 kJ；28 800 J；不需介質，可在真空中傳；深色粗糙表面；7 分鐘；100 °C；70%；14.3 °C；23.1 °C；熱容量與比熱容單位不可混用。
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1.5 kg 水由 30 °C 加熱至 80 °C，求所需能量。水的比熱容為 4 200 J/(kg·°C)。
- 基礎0.8 kg 鋁升溫 40 °C，求吸收的能量。鋁的比熱容為 900 J/(kg·°C)。
- 基礎輻射與傳導、對流最大分別是甚麼？
- 基礎要有效吸收輻射熱，表面應該用甚麼顏色與質地？
- 進階2 kW 加熱器把 4 kg 水由 20 °C 加熱至 70 °C，忽略熱散失，需時多少分鐘？
- 進階1 kg 水在恆定功率下 5 分鐘由 20 °C 升至 60 °C。若繼續以同一功率加熱另外 5 分鐘，水溫會是多少？
- 進階某加熱裝置輸入 300 kJ 能量，水實際吸收 210 kJ。求加熱效率。
- 挑戰即熱式熱水爐功率 3 kW，水流量 0.05 kg/s。水經過時升溫多少？答案取一位小數。
- 挑戰300 W 加熱器加熱 0.5 kg 水 3 分鐘，散失率 10%。水溫上升多少？答案取一位小數。
- 錯題重練有學生把「水的熱容量 12 600」寫成單位 J/(kg·°C)。錯在哪裏？
03 答案與一句解說
| 題號 | 答案 | 一句解說 |
|---|---|---|
| 1 | 315 000 J（315 kJ） | ΔT = 50 °C，E = 1.5 × 4 200 × 50 = 315 000 J。 |
| 2 | 28 800 J | E = 0.8 × 900 × 40 = 28 800 J。 |
| 3 | 輻射是電磁波，不需介質，可在真空中傳遞 | 傳導與對流都要靠粒子，輻射不需要，因此太陽的熱能可以穿過太空。 |
| 4 | 深色、粗糙（例如黑色啞面） | 深色粗糙表面吸收率高，淺色光滑表面則反射大部分輻射。 |
| 5 | 7 分鐘 | 能量 4 × 4 200 × 50 = 840 000 J，除以 2 000 W 得 420 秒即 7 分鐘。 |
| 6 | 100 °C | 每 5 分鐘升 40 °C，再過 5 分鐘再升 40 °C，由 60 °C 到 100 °C。 |
| 7 | 70% | 210 ÷ 300 = 0.7，即 70%，其餘 90 kJ 散失到空氣與容器。 |
| 8 | 14.3 °C | 每秒供 3 000 J，水每千克每秒升 3 000 ÷ (0.05 × 4 200) = 14.3 °C。 |
| 9 | 23.1 °C | 供給 300 × 180 = 54 000 J，吸收 90% 即 48 600 J，除以 2 100 得 23.1 °C。 |
| 10 | 熱容量單位是 J/°C；J/(kg·°C) 是比熱容的單位。 | 熱容量已包含質量，不再除以 kg；混淆單位會令答案差一個質量因子。 |
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。
