大小劉老師的自然試題園地

107國中會考自然科第8題

題目

瑋婷觀察爸爸在家中利用茶壺煮水時，茶壺內水量的多少似乎會影響水煮沸所需的時間，她假設當茶壺內水量越多，將水煮沸所需的時間也越多。若要驗證她的假設是否合理，下列哪一種實驗設計可直接用來驗證她的假設？

答案

A

解析

本題主要是問熱量、水溫與水量的關係。

當穩定熱源加熱時，加熱的時間與吸收的熱量成正比。

當水量越多，則水煮沸所需的時間(吸收的熱量)也越多，

由 H = M × △T

△T = H  /  M

當△T一定，M與H成正比。

當溫度變化△T相同，水的質量M愈多，所需熱量H愈大。

(A)選項，在完全相同的茶壺中，分別裝入不同水量(M不同)，以同一個瓦斯爐的相同火力(穩定熱源)加熱，測量水從室溫加熱到沸騰(△T相同)所需時間(吸收的熱量H)。此實驗設計可知當水量越多，將水煮沸所需的時間(吸收的熱量)也越多，是正確。

(B)選項，等量的水，以同一個瓦斯爐的相同火力加熱，測量水從室溫加熱到沸騰所需時間會相同，此實驗設計無法驗證。

(C)選項，裝入不同水量，將水加熱5分鐘(加熱時間相同)，測量瓦斯桶減輕的重量也會相同，此實驗設計與本題無關。

(D)選項，等量的水，以同一個瓦斯爐的大、中、小不同的火力加熱，測量水從室溫加熱到沸騰所需時間，此實驗設計與本題無關。

所以答案選A。

解題技巧

本題中的關鍵詞「水量越多，將水煮沸所需的時間也越多」，由H = M × △T，△T = H  /  M，

△T一定(室溫加熱到沸騰)，M(水的質量)與H(室溫加熱到沸騰所需時間)成正比。

知識節點

熱量、水溫與水量的關係

原理

一、熱量

 1.熱量：能的一種形式。

  說明：物質的溫度改變時，熱量會跟隨改變。

 （1）水溫升高時會吸收熱量，水溫降低時會放出熱量。

 （2）1卡（cal）：使質量1公克的純水，溫度升高（或降低）1℃，所需吸收或放出）的熱量。

   公式：H = M × △T

              H：熱量（卡）；M：質量（公克）；△T：溫度變化（℃）

  （3）熱的單位：卡路里，縮寫成卡（cal）。

1 仟卡（大卡）= 1000 卡

1 kcal = 1000 cal

 2. 熱量、水溫與水量的關係

 （1）水的質量一定，吸收熱量愈多，溫度變化愈大。

 M一定，H與△T成正比

 （2）溫度變化一定，水的質量愈多，所需熱量愈大。

 △T一定，M與H成正比

 （3）熱量一定，水的質量愈少，溫度變化愈大。

       H一定，M與△T成反比