統測
114年
[化工群] 專業科目(1)
第 20 題
📖 題組：
一位學生想利用實驗室中的幾種金屬片製作雙金屬溫度計，表 ( 一 ) 列出這些金屬在 $20 ^\circ\text{C}$ 至 $30 ^\circ\text{C}$ 的膨脹係數，其單位相同。
表(一)
金屬: 鋁, 鐵, 銅, 錫, 鈦, 鋅
膨脹係數: 23, 12, 16, 23, 12, 36
一位學生想利用實驗室中的幾種金屬片製作雙金屬溫度計，表 ( 一 ) 列出這些金屬在 $20 ^\circ\text{C}$ 至 $30 ^\circ\text{C}$ 的膨脹係數，其單位相同。
表(一)
金屬: 鋁, 鐵, 銅, 錫, 鈦, 鋅
膨脹係數: 23, 12, 16, 23, 12, 36
已知某些金屬之膨脹係數如表(一)（20℃ 至 30℃ 的膨脹係數，其單位相同）。
表(一)
學生挑選兩種不同的金屬焊接在一起，製成雙金屬溫度計，之後從 $20^\circ\text{C}$ 加熱到 $25^\circ\text{C}$，依據表(一)，則下列預測何者正確？
表(一)
| 金屬 | 鋁 | 鐵 | 銅 | 錫 | 鈦 | 鋅 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 膨脹係數 | 23 | 12 | 16 | 23 | 12 | 36 |
- A 鋁片與鋅片製成的溫度計會彎向鋅片
- B 銅片與鋅片製成的溫度計會彎向銅片
- C 鐵片與鈦片製成的溫度計會彎向鈦片
- D 鋁片與錫片製成的溫度計會彎向鋁片
思路引導 VIP
請運用熱膨脹的核心觀念思考：當溫度上升時，熱膨脹係數 $\alpha$ 的大小如何影響金屬片的伸長量 $\Delta L$？當兩片伸長程度不同的金屬焊接在一起受熱時，為了適應長度的差異，整體結構會向『伸長量較大』的一側還是『伸長量較小』的一側彎曲？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你的物理直覺非常敏銳！
你能準確判斷出「雙金屬片」受熱彎曲的方向，代表你對熱膨脹與膨脹係數的關聯性掌握得非常紮實。老師為你的表現感到驕傲！ 【觀念驗證】
▼ 還有更多解析內容
雙金屬片的熱膨脹
💡 利用金屬膨脹程度不同產生彎曲，差值越大則靈敏度越高。
| 比較維度 | 膨脹係數大者 | VS | 膨脹係數小者 |
|---|---|---|---|
| 受熱長度變化 | 伸長量較多 | — | 伸長量較少 |
| 受熱彎曲位置 | 位於外圈（凸面） | — | 位於內圈（凹面） |
| 冷卻彎曲位置 | 位於內圈（凹面） | — | 位於外圈（凸面） |
💬受熱向小彎，冷卻向大彎；兩者係數差值越大，彎曲程度越劇烈。
