溫度與熱平衡、熱的本質與熱功當量、熱容量與比熱、熱膨脹、物質的三態變化與潛熱
熱島現象 (Urban Heat Island)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
城市熱島是一個都會區溫度顯著高於其周圍環境。這個現象通常是在晚上比在白天明顯；在冬季比在夏季明顯，尤其當風勢弱時最明顯。
這個現象的發現是由於人造衛星的出現，使人類得以利用人造衛星從高空以紅外線拍攝地球，紅外線的影像中城市地區的溫度與周邊植被密集區域有著很明顯的差異，看起來城市部份就好像一個浮島。主要原因是因為大樓和柏油路面佈滿整個城市，些表面的吸納（而非反射）太陽的熱量，導致表面溫度的和整體的環境溫度上升並蓄存熱能，從汽車、空調、工業和其他來源的餘熱也增強了熱島效應。另一個因素是建築物阻礙空氣的流動，這也抑制冷卻對流。
全球暖化的效應 (Effects of Global Warming)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
由於全球氣候變暖可能導致未來大規模和不可逆轉的氣候變化影響，但影響的規模和時間性仍有爭議。但一些例子已有顯著的改變，其中以氣候變化最為明顯，並導致一些相關的問題。
自 1980 年以來，冰川退縮已日益迅速，並已威脅許多冰川世界的存在，若不包括冰帽和冰蓋的北極和南極，全球總冰川面積已減少了 $$50\%$$，並導致海平面上升，淹沒沿海低海拔地區，例如大洋洲島國圖瓦魯已被水淹沒，自 1900 年以來，海平面已上升至平均 $$1.7$$ 毫米/年。特別重要的是興都庫什山脈和喜馬拉雅冰川融化，構成中亞，南亞，東亞和東南亞大陸許多主要河流的水源，增加熔化會造成更大的流量，為幾十年後一些人口稠密地區可能水源日益枯竭。
比熱 (Specific Heat Capacity)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
比熱（Specific heat capacity 或 Specific heat，符號 $$c$$ 或 $$s$$），即使單位質量的某種物質升高單位溫度所需的熱量。提高水的溫度凱氏 $$1$$ 度所需的能量是 $$4.184$$ 焦耳每克，其中”克”是被指定的數量，所以水的比熱表示為 $$C = 4.184~J/g\cdot K$$，常用的表示法是以卡作為熱量單位，所以水的比熱亦可表示為 $$C = 1~cal/g\cdot K$$。具體測量時，比熱單位中的質量可使用克或公斤。
熱震（Thermal Shock）–發生熱震的真實案例
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
堅硬的岩石含有裂縫，因此針對岩石加熱，之後迅速冷卻，讓裂縫增大，使岩石碎裂，過去埃及開採金礦，就是利用這種方法碎裂堅硬的岩石。而沙漠中的巨大岩石， 白天吸收大量太陽熱輻射，溫度急遽上升，夜晚溫度迅速下降，導致岩石產生熱震，逐漸崩解，若裂縫中存有少量水分，寒冷的夜裡，水結成冰，體積膨脹，進一步 使裂縫加大，可加速岩石的崩解，逐漸形成砂粒。
將冰塊放在溫水中，表面的會因為熱震而破裂，其破裂速度大於冰塊內部。因為當水結成冰時，冰塊體積膨脹，當冰塊外表面接觸溫水，將使冰塊收縮並開始融化，但內部仍維持恆溫不變。這種體積的快速改變，將使不同冰層間產生應力，導致破裂。
熱虹吸 （Thermosiphon）﹝一﹞–簡介
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
「熱虹吸」，指的是「一種以自然對流的方式所進行的熱交換，不需要任何幫浦的協助」，其主要目的在於減少花費，並簡化使用傳統液體幫浦產生強迫對流的複雜性。
簡單的熱虹吸
當液體被加熱時，物體受熱後體積膨脹、密度降低，所產生的浮力比低溫的液體大，導致高溫液體向上流動，對流就產生了。當高溫液體向上移動時，連帶的將熱量向上帶走，周圍低溫的液體跟著流動、進行補充。在許多狀況中，液體的流動是相當容易的，因為熱虹吸會設計成具有相當低的水力阻力（hydraulic resistance），也就是液體流動的阻力不大。