微觀定義
- 動能 分子動能 (KE)：
源於分子的隨機運動（移動、振動、轉動）。
- 勢能 分子勢能 (PE)：
源於分子之間的吸引力與距離（狀態）。
公式總結：
\[ \text{內能} = \sum \text{動能} + \sum \text{勢能} \]
溫度與熱
溫度 (Temperature)
溫度的數值反映了物體內分子的平均動能。
溫度上升 → 分子運動增加
熱 (Heat)
因溫差而由高溫轉移至低溫物體的能量。
熱學02：內能與熱傳遞
從微觀的分子運動到宏觀的能量轉移。掌握傳導、對流、輻射的機制，並透過實驗觀察熱的流動。
1. 內能 (Internal Energy)
內能變化分析儀 (Concept Checker)
請選擇物理情境：
分子平均動能
Avg. KE (Temperature)
-
分子平均勢能
Avg. PE (State)
-
分子平均內能
Avg. Internal Energy
-
KE+PE
分子總內能
Total Internal Energy
-
Sum
請選擇左側情境
點擊按鈕以分析能量變化，觀察平均值（強度性質）與總值（廣延性質）的差異。
2. 熱傳遞的三種方式
傳導 (Conduction)
主要發生在固體
熱能透過粒子的振動與碰撞傳遞，粒子本身不隨熱流動。
為何金屬導熱快？
因為金屬擁有大量自由電子，能快速移動傳遞能量。
因為金屬擁有大量自由電子，能快速移動傳遞能量。
對流 (Convection)
液體與氣體 (流體)
流體因溫度改變導致密度改變而產生流動。
- 熱流體：膨脹 → 密度減小 → 上升
- 冷流體：收縮 → 密度增加 → 下降
輻射 (Radiation)
真空亦可傳遞
以電磁波形式傳遞能量，不需介質。
黑色/粗糙
良吸收/發射體
良吸收/發射體
銀色/光亮
不良吸收/發射體
不良吸收/發射體
虛擬實驗室：輻射效應
模擬講義中的「黑銀燒瓶」實驗
黑色燒瓶銀色燒瓶
即時溫度監測
Black:20.0°C
Silver:20.0°C
時間: 0s
加熱模式：開啟中央紅外線燈。觀察誰吸收得快。
模擬速度1x