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。
輻射
熱的傳導和對流作用，都必須靠物質作為媒介，才能傳播熱能。另一種熱的傳播方式完全不需憑藉介質，而能直接傳播熱能，稱為熱輻射。
太陽所發出的熱，經過太空傳遞到地球，就是熱輻射的最明顯例子。其實熱輻射是電磁波的一種，當這些電磁波被物體吸收後，物體便因此獲得熱能。換句話說，熱的輻射是以電磁波的方式來傳播能量，因此不需依靠任何介質。
任何物體的表面都會連續不斷地輻射出熱能，也同時吸收周遭環境中物體所傳來的熱輻射能量。如果物體表面輻射出的熱能較吸收的多，則物體的溫度降低；反之，則升高。
物體表面在每單位時間內所輻射出的熱能，和其表面溫度及面積有關：溫度愈高，表面積愈大，則所輻射出的熱能也就愈大。人體也會輻射出熱能，利用紅外線照相機對人體拍照，可以獲得人體表面各個部位的溫度分布。
所有物體皆會吸收與放出輻射能。輻射能的範圍涵蓋紫外線、可見光及紅外線等不同波長之電磁波，而被物體吸收或放射的最大量輻射能之波長與其溫度有關。
人體之皮膚溫度恰是紅外線之最愛，所以與體溫相接近之熱體均會發射紅外線，夜視鏡便是根據此原理設計的產物。又如燃燒的木炭，在低溫時放射紅光及紅外線，為紅色；溫度漸升別放出波長較短的光，故其顏色逐漸轉為黃色，最後呈白色之最高溫狀態。
物體表面的熱輻射強度，除了與溫度有關之外，也和其表面的特性有關，例如黑色表面的物體容易吸收，也容易發出熱輻射；而白色表面的物體不容易吸收，也不容易發出熱輻射。
◎ 圖中的實驗顯示，本來內部氣體壓力相同的兩個玻璃球泡，將其中之一的外表塗上黑色後，結果塗黑的球泡可吸收較多的熱輻射而使溫度升高，導致球泡內的氣體壓力變大。
◎ 在陽光下，我們在夏天應穿淺色衣服比較涼快，冬天則應故穿深色以吸收較多熱能，達到保暖效果。
◎ 爐火上用來燒水的水壺或炒菜鍋，其底部皆粗糙且塗黑，以利吸熱，內面則皆磨光，使內部的熱反射回來，不致散失。
請問：
1.黑色杯子與白色杯子裝同溫、等量熱水，哪一杯降溫較快？
若是裝冰塊，哪一杯熔得快？
2.冬天內衣應穿何種顏色較保暖？
想想看
1.家用窗型冷氣機背面有許多皺褶金屬片，其作用為何？
ANS：皺褶金屬片有很大的表面積，表面積愈大其單位時間發出的輻射量愈大，可使從室內移出的熱量更快散到室外去。
2.評估看看房子的外表塗成白色還是黑色比較好？
ANS：應塗成白色較好。在白天時，白色外表較不易吸收太陽輻射而太熱;夜晚時，環境溫度較低時，不易輻射太多熱量而過冷。在太陽曝曬下，白色表面不像黑色表面容易吸熱而溫度高，造成油漆與房子材質的變質。另外，兩棟房子靠的近，若房子表面塗白色，光線反射進入窗子的量會較多，採光更好。
3.在無月的夜晚，用兩個以相同鋁箔封口的咖啡杯，分別朝向天空與朝向地面，經過一段時間，何者溫度會較高？為什麼？
ANS：朝向地面的咖啡杯溫度會較高。因為入夜後，地面溫度高於太空，地面會將白天從太陽處所吸收的熱輻射到太空去。因此杯口朝向地面的咖啡杯其鋁箔會吸收到更多的熱，又由於杯口密封，杯內熱量不會因對流而散失，而使此杯溫度維持較高。