熱學

露點 (Dew Point)
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

露點或露點溫度是指在固定氣壓之下，空氣中所含的水蒸氣會凝結成水而從空氣中析出的溫度。露點高低受大氣壓與空氣中水蒸氣的飽和度影響。換句話說，空氣中水蒸氣的最高含量隨溫度降低而減小，當氣溫由高溫漸漸降低到低於這溫度時，過多的水蒸氣便會凝結成水，這些水如果凝結在固體上就成為露，如果飄浮在空中則稱為霧。

雙金屬片 (Bi-metallic Strip)
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

雙金屬片是用來將溫度變化轉化為機械性的位移。選擇兩種熱膨脹係數不同的片狀金屬，將其併合成一雙金屬片，正常溫度之下金屬片為筆直狀態。當溫度升高時，由於兩側膨脹程度不同而向熱膨脹係數較小的一邊彎曲，如果冷卻低於其正常溫度，則向熱膨脹係數較大的一邊彎曲。常用來製造雙金屬片的材料有錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳鐵合金等。

熱管(Heat pipe) (三)–熱管的應用
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

連結：熱管 (二)

格魯佛（Grover）與其同事針對太空載具中的核能電池，設計合適的冷卻系統，因而創造出熱管，現在熱管更廣泛的使用在太空梭中，負責太空梭內部的溫度控制。

熱管優異的散熱功能，也廣泛被利用在現代的電腦系統中，因為現代的電腦對於效能的要求越來越高，高速的運算將產生更多的熱，對於冷卻系統的需求更加嚴格。熱管的效能極高（吸熱能力比同體積的金屬管強 $$1000$$ 倍），可用來移除CPU所產生的熱，轉移到熱沈（heat sink），透過熱沈的風扇將熱發散到周圍環境中。

熱管(Heat pipe) (四)–熱管的限制
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

連結：熱管 (三)–熱管的應用

熱管使用在不同的環境中，因此必須進行調校，使其工作效能適應使用的環境。從熱管材質的挑選，到熱管的尺寸、冷卻液（工作液體）等等，對於熱管的工作效能都有重大的影響。

當熱管加熱到特定溫度以上時，管內的工作液體將會蒸發，而凝結過程將會終止。此時，熱管的熱傳導能力將會降低到外層金屬材質的熱傳導能力相同。雖然多數的熱管外殼都是以銅（具有高熱傳導能力的物質）製成，當熱管過熱時，其效能將因工作液體的失效而大幅下降，可能只有原有導熱能力的 $$1/80$$。

熱管(Heat pipe) (二)
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

連結：熱管 (一)

典型的熱管包含利用高導熱係數金屬材質（如黃銅或鋁、鎳、不銹鋼等等）所做成的中空、密閉管子，並利用真空幫浦將所有流體（液體與氣體）排到管子外面，使其幾近真空；之後，依據工作溫度挑選適合的冷卻劑或工作液體(working medium)灌入管中。使用的工作液體包括水、乙醇、丙酮、水銀甚至鈉等等。若工作溫度在 $$0$$ 到攝氏 $$130$$ 度，可以選用乙醇；工作溫度在 $$600$$ 到 $$1000$$ 度，可以採用鈉。因為管內仍保有部分真空，所以內部壓力略低於液體的蒸汽壓，所以管內有部分的工作液體會以氣體的形式存在。

熱管(Heat pipe) (一)
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

熱管是 1963 年為美國加州大學拉斯阿拉摩斯研究所 (Los Alamos Lab.) 的格魯佛氏 (Grover) 所發明，目的是為了將機器運轉過程中產生的高熱迅速移走，以維持機器能處於正常的工作溫度。

熱管是種熱傳輸的裝置，可以利用微小的溫差，將大量的熱能由高溫物體傳遞到低溫物體上。如下圖所示，熱管利用在高溫介面的液體吸熱後變成蒸汽，隨即在管內流動至低溫處，並在低溫介面凝結，凝結的液體會經由毛細構造的作用流回高溫部分，再次吸熱蒸發並不斷的循環。

矽能隙溫度計(Silicon Bandgap Temperature Sensor)
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

矽半導體外層電子大多數是以價電子的形式存在，在室溫時，部分電子獲得足夠的能量而從價電帶躍遷到導電帶而形成自由電子，在價電帶留下一些帶正電的空位稱為電洞，當電子從導電帶再度躍遷回到價電帶會與電洞結合。導電帶與價電帶間能量差，就是「能隙」。

三相點(Triple Point)
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

三相點是指一種物質在某一個溫度和壓力的數值時，可使其三相（氣相，液相，固相）同時存在。但三相共存不一定就是三相點，所以更嚴格的說是密閉系統中，ㄧ種物質三相可以互相達到平衡的唯一溫度及壓力。舉例來說，水的三相點在 $$0.0098^\circ C~(273.1598~K)$$ 及$$611.73~Pa$$（約 $$0.0060373057$$ 大氣壓）；而汞的三相點是在 $$-38.8344^\circ C$$ 及 $$0.2~MPa$$。