【Spa館-熱】
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 泡在熱氣騰騰的溫泉裡,
 會讓人不禁想,這源源不絕、來自地底的能源
 究竟是什麼原因造成的?
 在SPA館裡供人浸泡的熱水,
 與進水池前沖洗身體的冷水,究竟有何不同?
 要多少能量,才能把這麼多水加熱到如此高溫?


傳導、對流及輻射

 
熱的傳播方式有傳導、對流及輻射等三種方式。
高溫物體與低溫物體接觸時,熱直接由高溫物體傳播給低溫物體,這種情況稱為「熱傳導」。一般而言,固體的熱傳導性質最好,液體及氣體較差。固體中,金屬的熱傳導性質又比非金屬好。在金屬杯與紙杯中裝入同樣溫度的冰水,用手拿起兩杯水時,會感覺金屬杯比較冷,原因就是金屬對熱的傳導比紙對熱的傳導快。同理,鍋子往往用金屬製成,才能把爐火的熱量迅速傳導給鍋內的食物,但鍋把與鍋鏟的把手則大多用木頭或塑膠,手才不會燙傷。而即使是易導熱的金屬間,不同的金屬也會有不同的導熱速度
請參考動畫一《熱的傳導實驗》)。

 當流體(液體或氣體)中有某部分溫度較其他部分高時,高溫流體受熱膨脹,密度變小,因而往上升,低溫流體則下沈。這種熱傳播方式,稱為「熱對流」(請參考動畫二《熱的傳播實驗》)。由於有熱對流現象,所以冷氣機通常要裝設在高處,而壁爐則要裝設在低處。
熱傳導或熱對流都要依賴介質(固體、液體或氣體)的傳播,但是太空中是高度真空,沒有介質可以傳播熱量,太陽的熱怎能穿透太空而傳到地球呢?太陽與地球之間是沒有任何介質的真空呀!事實上,熱不藉任何介質也可以傳播,這種方式稱為「熱輻射」(請參考動畫二《熱的傳播實驗》)。例如,當我們開營火晚會時,營火可不經由任何介質將熱向各方向輻射。嚴格來講,任何物質只要溫度高過絕對零度,就會向周圍環境輻射熱量。其中高溫者向外輻射的能量多,低溫者向外輻射的能量少,以能量流動的淨值而言,熱仍是由高溫處流向低溫處。

 傳統的保溫瓶同時阻絕了熱的傳導、對流與輻射三種作用。保溫瓶有雙層玻璃瓶壁的構造,在玻璃與玻璃之間是真空的狀態,熱不易傳導或對流到瓶外;而玻璃瓶的內壁鍍有銀膜,可以反射輻射熱,使熱無法藉由輻射的方式流失。由於這種嚴密防止熱量散失的構造,可達到保溫的效果。現代人則大多以電能加熱來保持飲水的溫度。


*動畫附解說,觀看時請打開喇叭

本文未完.......摘自《3D理化遊樂場II》第章12 Spa館--熱
 
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