3-3
熱的傳播
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傳導、對流、輻射
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熱是如何傳導的？
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影響熱傳導能力的因素
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熱對流的生活應用
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自然界中之對流現象
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強迫對流
3-3 熱的傳播 傳導、對流、輻射
我們知道熱是從高溫的物體，轉移到低溫物體的能量，但是熱是如何傳播呢？從生活經驗和自然現象的觀察中，我們可以歸納出熱有三種傳播方式：傳導、對流、輻射。
對流
液體和氣體統稱為流體(fluids)，它們的分子可以自由移動，故在傳遞熱量時，大部份靠分子之移動來完成。當它們一部份受熱時，除少數特例以外，均有體積膨脹，使密度減小之現象，此時密度小者上升，附近未受熱且密度大者立即流動過來填補，流體分子不斷循環流動，逐漸將熱傳播於全體，此一現象稱為對流。
小實驗：
取試管盛水放入木屑，待木屑沈積在底部後置於酒精燈上加熱。若只熱其頂部，可發現頂部之水沸騰時，木屑仍在試管下方靜止，並未跟著水泡起舞。
那是因為水及玻璃均為熱的不良導體且水沒有形成對流，熱不易由上往下傳遞。但若直接加熱底部，則對流現象可使全體達到沸騰，我們就可看到木屑上下流動的對流現象。
熱對流的生活應用
◎煮開水的時候，雖然只在壺底加熱，但是很快地整壺水都會變熱，這是對流的結果。
◎冷氣機通常都裝在室內較高的地方，而壁爐則都裝設在較低的地方，是利用空氣的對流作用，使冷空氣下降，熱空氣上升，提高冷房的效果。
自然界中之對流現象
◎ 赤道附近因太陽照射量大，地面之熱空氣上升，南北半球之冷空氣前來填補，這種對流作用加上地球由西向東的自轉運動，在南半球形成西南季風，而在北半球則為東北季風。它也稱為貿易風，這個風和中國的鄭和下西洋，西方人航海探險前來東方貿易殖民的故事，有著密切的關連
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在海濱地區，白天太陽照射，陸地溫度高於海水（？？），使地面上的熱空氣上升，故風易從海面吹向陸地，形成海風；夜晚時陸地溫度低於海水，海面上的空氣溫度較高而上升，因此風易從陸地吹向海洋，形成陸風。
◎ 滑翔翼及兀鷹，完全是靠溫暖地面升起的對流空氣，獲得向上的推力，才能在空中自在的飛翔。
◎ 此外，大陸性氣候、海洋性氣候也是和對流有關。
強迫對流
另一種透過外力驅動，使液體或氣體流動，而達到熱傳播的效果，稱為強迫對流。汽車引擎或大型中央空調系統產生的熱，大多用水來冷卻，受熱後的水由泵送至散熱器或冷卻水塔將熱排出，冷卻後的水被迫循環流回，這便是一種強迫對流。另外，如果冷氣機內部沒有裝置風扇以強迫空氣對流，則冷房的效果便無法達成。
想想看
1.手靠近燭火旁，並不覺得很燙，但手放在燭火上方相同距離時，卻感覺很燙，為什麼？
ANS：因為自然對流，熱空氣向上升，故燭火上方最熱，側面因為有冷空氣補位，相對而言較不覺得熱。
2.清晨在山谷中的湖邊生火，炊煙鉛直向上升，但是到了一定高度後，炊煙卻不再上升，反而向旁邊散開，為什麼？
ANS：火堆產生的熱空氣因自然對流而向上升，高度漸增，炊煙溫度漸低，到達某高度處，炊煙的溫度和該處空氣溫度相當，便不再上升，於是逐漸向兩旁散開。
3.如果汽車引擎冷卻系統水箱內的泵不作用，則對水箱會有何影響？
ANS：泵如果不作用，則水箱內的水不會被強迫流動，於是引擎附近的溫度持續上升而無冷水循環使其降溫，時間一久很容易導致引擎過熱而造成車子損害。
4.夏天時，在車站或百貨公司開放空間的門口上方，常會有強風朝下方吹，其作用為何？
ANS：夏天開冷氣，門口的風牆可使其內的冷氣被強迫對流所隔絕，而不易散逸到室外，因而節省能源。
5.有門而開口朝上、有門而開口在側面、無門而開口朝上、無門而開口在側面等四種不同形式的冰箱，何者較省電？何者較費電？
ANS：由於自然對流的特性，冷氣會下沉，故有門而開口在上的冰箱最省電。無門而開口在側面的冰箱，冷氣容易散逸出去，故最費電。