普考申論題
110年
[天文] 普通物理學概要
第 一 題
📖 題組：
已知一年約為 3.2 × 10^7 秒。 (一)試問一度電的能量等於多少焦耳？（3 分） (二)節能冰箱可以減少用電量、減少氣候變遷的影響，試問年耗電 300 度的節能冰箱，用電的平均功率約為幾瓦？（7 分） (三)海水的比熱比純水小一點，也會隨海溫升高減小，假設室溫的海水比熱約為 C=4 J/g℃，試問該節能冰箱一年的耗電量，可以使多少公斤的海水升高絕對溫度 1 度？（10 分）
已知一年約為 3.2 × 10^7 秒。 (一)試問一度電的能量等於多少焦耳？（3 分） (二)節能冰箱可以減少用電量、減少氣候變遷的影響，試問年耗電 300 度的節能冰箱，用電的平均功率約為幾瓦？（7 分） (三)海水的比熱比純水小一點，也會隨海溫升高減小，假設室溫的海水比熱約為 C=4 J/g℃，試問該節能冰箱一年的耗電量，可以使多少公斤的海水升高絕對溫度 1 度？（10 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
試問一度電的能量等於多少焦耳？
思路引導 VIP
看到這題應立刻聯想「度」是電能的日常商業單位，其物理學定義為「1 千瓦·小時」（1 kWh）。解題時需由作功與能量的基本定義式出發，將功率單位換算為國際標準單位瓦特（W = J/s），時間換算為秒（s），透過因次乘積即可精確得出以焦耳（J）為單位的能量值。
小題 (二)
節能冰箱可以減少用電量、減少氣候變遷的影響，試問年耗電 300 度的節能冰箱，用電的平均功率約為幾瓦？
思路引導 VIP
面對求取平均功率的問題，應首先聯想到功率的定義式 P = E/t。解題核心在於物理單位的統一，需先將日常用語的「度」轉換為標準國際單位制的「焦耳（J）」，並將時間化為「秒（s）」，相除即可得到以「瓦（W）」為單位的功率。
小題 (三)
海水的比熱比純水小一點，也會隨海溫升高減小，假設室溫的海水比熱約為 C=4 J/g℃，試問該節能冰箱一年的耗電量，可以使多少公斤的海水升高絕對溫度 1 度？
思路引導 VIP
本題測驗能量單位的轉換及熱量公式的應用。首先需將冰箱的年耗電量從「度（kWh）」轉換為國際標準單位「焦耳（J）」；接著運用熱量公式 Q = mCΔT，並特別留意將比熱單位由 J/g℃ 轉換為 J/kgK，再將總能量代入即可求得海水的質量。