八上理化 47 熱對物質的影響(1):三態變化圖解析、吸熱與放熱反應、硫酸銅與氯化亞鈷變色實驗|何肇忠老師 (最新課綱)
📖 探索物質的變幻莫測!本集帶領同學攻略講義第 34 至 35 頁。當物質吸收或放出熱量時,除了溫度改變,還會發生什麼事?老師將深度解析「三態變化圖」,告訴你為什麼冰在融化時溫度不會升高。此外,我們還會介紹兩個超重要的化學反應:硫酸銅與氯化亞鈷的顏色變化。想知道如何判斷反應是吸熱還是放熱嗎?這集幫你打通理化任督二脈!
本集進度:講義第 34 至 35 頁 (三態變化與顏色反應)
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🎓 本集學習重點:
⭐ 三態變化與能量關係:解析熔化、汽化、昇華(吸熱)與凝固、凝結、凝華(放熱)的過程,理解熱量增減與分子間距離的關係。
⭐ 加熱曲線圖判讀:針對講義第 34 頁。解析平台區(熔點與沸點)的物理意義,學習分辨固態、液態、氣態以及共存態的判定技巧。
⭐ 硫酸銅的顏色魔法:探討「含水(藍色)」與「不含水(白色)」硫酸銅的轉換,並利用吸熱、放熱觀念判斷反應進行的方向。
⭐ 氯化亞鈷試紙應用:解析如何利用氯化亞鈷在藍色與粉紅色之間的變化來檢驗水分,這在實驗題中是非常高頻出現的考點。
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🔷 學校上課請務必專心聽講。
🔷 可以藉由教學影片課後複習或是課前預習。
🔷 請以學校的教學為主,影片教學為輔。
🔷 老師的解題觀察:背顏色反應時有個口訣,「亞鈷(雅各)是個粉紅小男孩」,代表氯化亞鈷遇到水會變粉紅色。記住這些顏色的小細節,實驗題你就贏了一半喔!
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我們現在要教的是熱對物質的影響
來,我先把黑板這邊擦掉了
這個單元頗重要
有一些題目這邊其實都容易考得出來
等一下我會講得比較清楚
這邊一開始講的是物質的三態變化
我們說物質有三態變化
就是固態、液態跟氣態
之前我們有簡單的說過
我再講一下,因為這個太重要了
物質三態的變化圖
我就再畫一次
其實這個東西我們之前已經有畫過了
第一個我們的固態講的是冰
用冰來代表固態
用水代表是液態
那水蒸氣的氣就是氣態
最後有這個水的三態
哪三態?固態、液態跟氣態
都出來了
所以這個是水的什麼態?
再寫一次
水的固態
這水的什麼態?
水蒸氣嘛
當然是水的氣態
好,那再來
有沒有發現呢
從冰變成了水
它需不需要熱?
要
冰塊加熱變成水
所以從冰變成水
它是一種吸熱的物理現象
不是化學,是物理
三態變化都是物理的變化
所以從冰變成水是一種吸熱的物理變化
水變水蒸氣要不要加熱?
要加熱啊
你越加熱它就蒸發的越多
所以是一種吸熱的
所以發現降過來都吸熱
從固態變液態要吸熱
從液態變氣態也要吸熱
那反過來呢
反過來就是放熱
所以你會發現
從氣態變成液態
它是一種放熱的物理現象
還是物理
物理變化
從液態變固態還是放熱
它是一種放熱的物理
物理變化,對不對
那我們解釋一種現象
常常在講的
為什麼下雨前感覺到悶悶的
下雨前是水蒸氣在凝結
凝結變成雨
這個時候放熱
大自然放熱現象感覺很悶
下過雨之後
或是在中午很熱的時候
你在馬路邊去灑水
噴了個水
噴了水之後感覺比較涼快
為什麼會這樣子
或是我們去遊樂場之後
天氣很熱
結果它在園區突然就放了霧氣出來之後
感覺有點比較涼
因為這個時候是水蒸氣在蒸發
它在吸熱
把熱帶走
像我們在打針塗酒精的時候
一塗覺得很涼快
為什麼酒精塗得很涼快
因為酒精蒸發快
把熱帶走了
所以覺得比較涼快
所以蒸發會吸熱
好,再來
我們堆了雪人
小雪人
它堆的時候
在融化的時候
它就會吸熱
那在下雪的當下的時候
大自然在放熱
所以會發現下雪的時候沒有那麼冷
下雪的感覺是要溫暖
不只是那種浪漫的感覺
它覺得很溫暖
因為大自然處在一個放熱的現象
也覺得冷
冷的感覺不會這麼高
因為下雪的時候
它是一種從氣態、液態
一直要變成固態的雪片跑出來
所以那個會感覺比較溫暖
但是呢
雪融化的時候是非常非常的冷
因為雪融化的時候
它會把環境周邊的熱
都給它吸進來
因為它要吸熱纔能夠融化
吸熱會融化
所以雪融化的時候比較寒冷
比較冷
好
好 謝謝紹政的建議
他說5-3、5-4其實很簡單
可以講得比較快
反而5-2是最難的
對 所以5-2我們花很多時間
所以我們在5-3跟5-4這邊
我們的時間不會佔用太多
但是重點還是要講到
因為有些時候
簡單但重點沒有提到
反而會容易流失這個分數
所以我這邊還是要務必講到很清楚
讓同學知道說什麼叫做那個
三態變化跟吸熱放熱的關係
這務必要記下來
因為這很重要
我再說一次
從這三態變化來看
你會發現
從冰塊融化變成水
它叫吸熱
水變水蒸氣
它也要吸熱
所以吸熱這個方向
從固態變液態
液態變氣態都是吸熱
那放熱呢
從氣態變液態
液態變固態
它都是放熱
它是放熱的物理變化
這樣知道嗎
好 再記下來
好 那這個有概念之後呢
再來
我們要講那個
水的三態變化的一種
就是它的加熱時間
跟溫度變化的一個圖
來
這圖很重要
我把它解釋一下好了
因為同學有些讀不懂這個圖什麼意思
但這個圖超級的重要
是水的
我們以水做例子好了
就是水的三態變化圖
在講一三四頁
這邊有
好 這個是那個溫度
溫度的變化
就是我們把那個物質
做加熱的時候
它的溫度變化在縱軸
那橫座標呢
是加熱的時間
我們用加熱時間來代表它熱量的吸收
咦 奇怪了
我覺得新版
新的版怎麼越插越漲
還沒有適應好
這個是橫座標
橫座標指的就是加熱時間
我們會用那個加熱時間
來代替說明
它一個熱量吸收的情況
有時候你加熱時間越久
吸收熱量會越多
加熱時間少
吸收熱量少
溫度高
溫度低
你要知道座標的意思
這溫度比較低
這邊越來越高
那這邊的話呢
那我圖把畫下來
同學可以好好看一下
因為這太重要了
因為我這邊講的是水
所以這邊的
這個邊平的地方對過來
這要寫溫度
這邊是零度C
因為我現在講的是水
這邊對過來呢
這邊是一百度C
如果之前你還沒有做過這種筆記
務必把它做下來
因為太重要了
好 再來呢
我們把這區分為三個幾個部分
這個部分
還有這個部分
跟這個部分
還有後面這一部分
它有三個部分
好
那這邊是加熱時間從零開始
好不好
好了嗎
有沒有畫下來
好 這很重要 來
那我就邊解說
重點
同學可以把它那個
再好好的看一下這個圖
因為這個圖考的比例太高了
好
這是隨著加熱時間
對著水做加熱
它那個溫度變化圖
你有沒有注意到
從這邊到這邊是會有一個斜斜的線
表示我在對它加熱
它溫度有上升
譬如說這個冰塊呢
是一個零下負二十度C的冰塊
假設啦
負二十度C的冰塊
我給它加熱的時候呢
它會從負二十變負十九
變負十八
變負十七
變負十六
一直到怎麼樣
到零
到零之前的話呢
這個東西這個水
它都是固態的冰
我寫個冰
因為它是固態
所以這個階段是固態
這樣知道嗎
它是加熱它
但是它不會融化
它還是冰
因為還沒有到零度C
它不會融化
它只是怎麼樣
在
在那個狀態還沒有改變
它只是在把溫度下降而已
那降到這邊為什麼平的呢
也有加熱啊
為什麼是平的
因為這個時候呢
這個狀態稱之為
有冰有水
都過在一起
這個時候冰塊還沒有融化光
但是已經有水出來了
所以有冰有水
共存在一起
就是冰水共存
冰水共存
這冰水共存的時候呢
它的溫度是不會改變的
有人說
怎麼加熱都零度C
為什麼會這樣
因為上面的冰還沒融化光
所以它溫度不會提高
這樣知道嗎
所以這個階段我們稱之為
固液共存
固態跟液態
叫固液
固液好了
固液共存
這個階段是固液共存
有人說你只要一杯水
有一個冰塊不融化
那杯水就可以視為零度C
為什麼
因為
固液共存
冰水共存
懂意思嗎
你準備了一杯水
倒了很多的冰塊
就發現
有一顆小冰塊
怎麼辦怎麼辦
它都不融化
那告訴你
這個整杯水
它都是零度C
因為只有零度C的時候
才會冰跟水
共存在一起
這樣聽懂嗎
那你在加熱到冰塊都融化光之後
溫度才會持續再上升
所以這個時候
它只剩下水
只剩下水了
只有水
什麼都沒有了
所以這個地方叫做液態
它就是水而已
你再加熱
它水會上升
溫度會上升
從零度C開始
變成12
30
40
50
60
70
80
90
到100
到100之後
就沸騰了
沸騰之後怎麼樣
它溫度都定下來了
為什麼
因為這個時候
它是有液態的水
跟氣態的水蒸氣共存在一起
所以又稱之為什麼
汽水共存嗎
這很奇怪
它是水蒸氣跟水都存在
所以這個時候它是有水
但是也有水蒸氣
這兩個共存
你稱為汽水共存也可以
水跟水蒸氣共存
我們會說這個狀態
稱之為液氣共存
就是液態
這個念液
但我會習慣念液
叫液氣共存
液氣共存
所以這邊
因為我們在煮沸一杯水的時候
這杯水
為什麼會冒泡泡
那個泡泡是水的水蒸氣
它才會冒出來
那冒泡是沸騰
所以它一直在沸騰
沸騰到怎麼樣
都沒有水了
都被你煮乾了
所以水蒸氣之後
溫度又可以往上飆
所以到這個階段的時候
只剩下誰
只剩下水蒸氣
只剩下水蒸氣都沒有水的時候
它的溫度會一直往上飆
飆到很高
飆多高去
這個時候就只有氣態
它只剩下了氣態
所以我們在輸送熱源的時候
是提供熱氣
是熱的水蒸氣
像一些很寒冷的高緯度國家
像蘇俄俄羅斯
或者是加拿大
很冰冷的國家
他們政府就會提供一種
供熱的設備
在冬天的時候提供那種熱氣
給民眾做使用
那個熱氣就是那種水蒸氣
它是氣態的水蒸氣
它溫度非常的高
纔能夠傳輸那個熱源出去
這樣知道嗎
所以水蒸氣的燙傷是很嚴重的
因為它溫度會超過100度C以上
甚至200 300 400 500都可能
看你要加多高
所以水蒸氣燙傷是很恐怖的
但是熱水燙傷
頂多就100度C
這樣知道嗎
好 那這個就是我們講那個
水的一種示意圖
溫度變化跟加熱時間示意圖
我再說一次喔
因為這很重要 我再講一次
這個階段呢
我們有沒有給它熱
有給它熱
那為什麼它還是一樣是固態
因為它在改變溫度
它的狀態還沒改變
所以它溫度有提高
但是它狀態不改變
因為這是固態的冰
一直到0度C的時候呢
它開始狀態會改變
冰塊開始慢慢融化變成水
但是因為冰塊還沒有完全融化光
所以這個時候稱之為
固液共存
有冰有水共存在一起
它的溫度就是0度C
等到冰塊都融化光之後呢
變成水的時候
開始溫度就會上升
因此給它加熱溫度會上升
這個時候只有液態
到100度C的時候水就沸騰了
沸騰之後溫度又上不去了啊
為什麼
因為沸騰的時候
它是有水跟水蒸氣共存在一起
除非一直加熱到
水都變水蒸氣了
都沒有水了
變水蒸氣之後呢
溫度可以持續往上飆
所以水蒸氣溫度比水還要更高很多
這樣知道嗎
那這個是那個
熱對物質影響很重要的一個變化圖
這樣解釋同學不知道懂不懂
因為很重要啦
所以要講兩次了
好那我們看一下那個在
35頁來這邊有些填空題哦
要請同學完成一下
來看那個第一題哦
今天題目可能做不到
我可能頂多把這邊的重點
就是上面的重點講完之後
那題目部分我們可能下次再來做哦
那我們看那個35頁的上半部來哦
固態的東西開始變成液態
就稱之為融化
所以這個階段在幹嘛
它在融化
融化就是
從
更正不好意思哦
這個階段還沒有融化
這個階段叫融化
因為這個階段它是在提供熱
熱源之後
它吸收熱量以後呢
它是溫度在上升
但狀態沒改變
所以這個不叫融化哦
是開始從這邊開始哦
要變成液態的過程
這個地方就稱之為融化
那這個時候呢
這個溫度就稱之為融點
所以零度c也稱之為融點
那反之呢
從這樣子過來哦
你的水
液態的水要變成冰
它一定要零度c以下
所以這個點又稱之為凝固點
所以零度c它是融化的融點
也是要凝固的凝固點
這兩個是一樣的東西
就是零度c
所以零度c稱之為融點
從這樣子過來看是融點
從這樣看過去它是凝固點
那有些物質呢
它加熱之後呢
它會直接從固態變氣態
這稱之為升華
這部分我們上次有說過
在很之前有說過
這我就不細講了哦
現在哪些東西會這樣子呢
像樟腦丸還有乾冰還有點
空格要寫那個樟腦丸哦
樟腦丸
樟腦丸我上次也說過
我們現在的樟腦丸
很多都是一些化學丸
不是真的樟腦丸
現在的樟
現在外面賣的便宜的丸子
這個丸呢
它是耐丸
耐丸是化學丸
吸多會致癌
會得肺氣腫
所以那個不能夠吸太多
但純正樟腦丸呢
它是樟素提煉出來的樟腦丸
那個就很貴
但那個就不會說
像那個耐丸毒性那麼大
兩個聞起來味道會很像
但是這個會比較清香一些些
所以會有差異性在
但這個東西很少買的
很少買得到
這不大好買的哦
好再來是乾冰
乾冰呢
跟樟腦丸一樣
它都是會升華
升華就是說
它直接從固態變氣態
因為它的液態的溫度點很短
所以馬上跳過去了
所以乾冰也是
乾冰就是固態的二氧化碳
那乾冰會冒出白煙
那個白煙不是二氧化碳的顏色
二氧化碳是無色
沒有顏色的
那個白煙是什麼東西
是水的液態
是小水滴
就是因為它太冷了
那那個周圍的濕空氣
就凝結變成液態
所以乾冰融化的過程會產生白煙
那個白煙不是二氧化碳
反而是那個水的液態
小水滴
這叫乾冰
再來是講的是那個碘
那碘這個呢
它是紫黑色的碘
它是有毒的
那碘蒸氣也是有毒
那碘它就是可以從
也是從固態直接升華變成氣態
是紫色的一種空氣
那種氣體
叫碘
那這三個都是會升華的
好那再來我們看那個第三個
使物質改變的因素呢
有兩種
物質改變狀態的因素有兩種
一個是溫度
一個是壓力
溫度可以讓物質的狀態
開始發生改變
給它加熱
溫度會變化
從冰變成水
水變水蒸氣
你給它加熱嘛
所以溫度會讓它改變
還有一個是壓力
壓力的大小也會導致它的一個
溶點跟沸點會有些差異性在
像那壓力鍋呢
是利用鍋內的壓力加大
提高水的沸點
讓食物容易煮熟
所以像我們在那個山上啊
就是有時候在爬高山啊
去那個阿里山玉山
你會發現
只能夠幾乎都吃到稀飯比較多
很難吃到它煮的飯
為什麼
因為它的飯不容易煮熟
因為它的水啊
不到100度C做沸騰
因為在山上壓力小
你壓力小的時候呢
那個沸點就會降低
那降低之後呢
它就不容易
不容易讓東西煮熟
因為很快就沸騰了嘛
比如說它95度C沸騰
還不到100度C
就差那5度C
所以就會有差
那為了讓這個壓力
為了讓這個沸點要提高
就會使用壓力鍋
換個方式給它加壓
所以那個壓力鍋呢
是給它加壓
加壓之後呢
提高水的沸點
這個我有講過嘛
那時候我說那個什麼
快鍋去煮牛肉
快鍋就是壓力鍋
它是把它壓力加大
那加上桶裝瓦斯呢
是利用升高的壓力
把氣態的石油氣
轉化成液態石油氣
液態石油氣
來方便搬運
我們那個瓦斯桶裡面
裝的不是油
它裝的是氣態的瓦斯
為什麼搖起來像水一樣
因為它是高壓
高壓之後呢
把空氣給液化了
然後存在瓦斯桶裡面
就像我們那打火機一樣
透明打火機
你去搖一搖
好像那個水在晃動對不對
那也不是水
那裡面就是所謂的甲烷
就是那個天然氣的一種成分之一
叫甲烷
那甲烷的液態
就是我們那個
打火機裡面那個像油的東西
那其實不是油
它就是甲烷的一種
甲烷的液態
那甲烷正常是氣態
它把那甲烷經過高壓
高壓之後
壓縮在那個小小的
那個打火機的那個塑膠殼內
才會變成液化
液化成那個甲烷的液態
這樣纔能夠保存比較多
再來就是像桶裝瓦斯
就是把那個液化石油
把那個石油氣
石油氣給高壓之後
變成液化石油氣
所以桶裝瓦斯又稱之為
液化石油氣
有聽過
好再來一般而言
熱脹冷縮的變化量
是氣體的最明顯
它是氣體的大於液體的
大於固體的
熱脹冷縮的變化量
最明顯是氣態
就是氣體的
再來是液體
再來是固體
好那這邊呢
有個東西要填
填以前的話呢
五跟六我做一次整理好了
我先整理完之後
同學再來去寫那個空格
會更容易懂
你怎麼寫比較好寫
然後比較不會寫錯
不然這個要十倍
我覺得十倍就很不好了
好來
有兩種東西
同學要認識一下
我現在講的是那個
硫酸酮粉末
跟氯化亞菇
硫酸酮粉末跟氯化亞菇
氯化亞菇應該不陌生
我們在國一的時候
生物課有去檢測說
你呼吸的時候
呼出的氣體
是否含有水蒸氣
這個時候怎麼做
有兩種方式
一個是拿鏡子
放在那個鼻子底下
看看有沒有那個
有沒有一層霧氣在
證明說你呼出的氣體是水蒸氣
可是那個
呼出那個東西
那個東西要去怎麼測試
它是不是水
我們就是用那個氯化亞菇去放
然後去證實它真的是水
所以這個是那個氯化亞菇的用途
好
那老師那邊做一個表格
就是
模型兩個東西
一個是硫酸酮
那硫酸酮它很特別
它在那個乾燥的時候
是一種白色的粉末
它如果遇到水
或是稀釋到水中
它會變成藍色
它遇水會潮濕變藍色
所以它乾燥是白色
遇水變藍色
然後這個是氯化亞菇
氯化亞菇一般是把它做成那個
紫色劑
就是赤子
做成赤子以後
去檢測是否有水
如果它檢測到有水
它會變藍
它會變成
檢測到有水
它會變成粉紅色
它沒有水
乾燥是藍色
好這個時候來
我們就寫個表格給同學看一下
在有水的時候
有水
跟沒有水
無水
就是沒有水
無水
硫酸酮呢
它有水的時候什麼色
是藍色
我把它表格化
這樣比較好記
沒有水的時候呢
它是白色
這是白色
氯化亞菇呢
它有水的時候呢
是粉紅色
這要寫粉紅
我用橘色寫好了
粉紅色
氯化亞菇是紫喔
它在沒有水的時候呢
它是藍色
所以為什麼同學容易搞混
因為真的容易搞混有沒有
都有藍色但位置不一樣
再一次喔
我們說那個硫酸酮呢
它是一種白色粉末
乾燥是白色
無水乾燥白色
有水是藍色
氯化亞菇呢
它在乾燥的時候呢
它是藍色
遇到有水變粉紅色
所以我故意把有水放前面
那你看喔
怎麼去記它比較好記喔
你要把水趕走的時候呢
是不是要吸熱
比如說衣服曬太陽的時候
為什麼衣服外面曬比較容易曬乾
因為衣服在曬的時候
你給它太陽照射之後
太陽照射之後溫度會提高
溫度提高吸熱之後
它的水蒸發更快對不對
所以你要把有水變成沒有水
是要把水趕走
把水趕走的動作就是吸熱的
所以你會發現喔
硫酸酮它從藍色的有水
到白色的沒有水
這過程它是吸熱
那氯化亞菇也是一樣啊
它有水是粉紅色
你把水趕走變成了藍色氯化亞菇
它也是需要吸熱
所以這兩個怎麼樣
都是吸熱
從有水到沒有水
都是一種吸熱的變化
但因為這邊又牽扯到顏色的變化
所以它是一種化學變化喔
化學變化會導致顏色的變化
所以你看喔
藍色硫酸酮有水
變成白色的沒有水
是一種吸熱的化學反應
那反過來呢
白色硫酸酮變藍色的話呢
就是放熱的喔
這也是喔
氯化亞菇呢
它有水是粉紅色
粉紅色氯化亞菇
把水趕走變藍色是吸熱
那如果說是
藍色是乾燥的氯化亞菇試紙
變成有水的時候呢
這樣過來就是放熱的
這樣知道嗎
所以我們記個方向
這樣過來叫吸熱
這樣就可以了
考試先搞清楚來
這個方向
這樣過來叫吸熱
那為什麼這樣記呢
因為要把水趕走叫吸熱
你要把水趕走
溫度要提高
它必須要吸熱
你吸熱之後溫度提高水就趕走
所以吸熱
這樣知道嗎
這樣比較好記啦
不然同學有時候這邊容易被讀到滾掉了
來
五跟六把它完成就下課囉
第五題來
硫酸酮晶體呢
它是呈藍色
空殼寫藍色
加熱後變白色粉末的無水硫酸酮
因為它本來有水嘛
你加熱變沒有水是吸熱嘛
所以是一種吸熱的反應
反之
反過來
就反過來啦
無水是白色的
加水之後溫度會升高
是一種放熱反應
所以反過來叫放熱
這樣知道嗎
好
再第六個
檢驗水的存在可以用什麼
用氯化亞菇
好
那
這試紙遇到水的時候呢
遇到水
它本來是藍色沒有水
遇到水變粉紅色
有水粉紅色
這樣知道嗎
好
所以呢
這空殼要寫藍色變粉紅色
這樣知道嗎
好
所以這個表格把它記
這個把它記下來
發現很好回答
這樣會不會
OK齁
好
那我們就今天就上到這裡
那關於題目的部分呢
我們就禮拜四
再來把它講完
好
今天上這裡囉
掰掰
by bwd6