科技的原理 2006 年 秋季 期中考 參考答案

一、鋼為什麼比鐵堅韌？10%

鋼是鐵之中再摻入約百分之五的碳，原子體積較小的碳能卡在鐵原子排列的空隙中，使鐵原子的滑動不易。如此降低鐵的延展性並提高其硬度。

 

二、以在水泥或石材來建建造拱橋、拱門，在結構上有什麼優越之處。10%

水泥及石材類的建材耐壓不耐拉（尤其是堆砌起來的石塊更是如此，從上面壓下去可承受極大重量，但由上面移天一個石塊則是輕而易舉）。這些建材若以拱型的方式形式建築物，則每一塊的形變會向兩側傳遞到基柱而直到地面，整個結構體內的任向一小部份所承受的力都是擠壓的力量而完全沒有拉開的力量。

三、為什麼從電廠發電機送出來的電，還要再加高電壓才送出？10%

輸送電能是相同量的情況下，電壓越高，其電流越小，所造成的電力耗損越少。

 

四、肥皂、清潔劑、洗衣粉等物質為什麼可以把油污洗乾淨？20%

界面活性分子的一端具有極性（親水），另一端是碳氫分子長鏈不具極性（親油），由於油水不互溶，它們各自喜好與同類聚集。使用足夠量洗衣粉於水中時，界面活性分子的一端與油污表面結合，另一端與水結合，如此相當於把油污包起來而成為水溶性，因此可被大量的水沖走，而達到洗淨油污的目的。

五、微波爐的微波為何能加熱食物？10%

微波爐的微波採用與水分子旋轉共振一樣的頻率（或週期），故照到水時會引發大規槓模的水的轉動，再加上轉動中的水分子之間會因互相碰撞而彈開，如此就有快速的移動，在巨觀的世界就這就是溫度的提昇。

六、試敘述電冰箱運作的原理。20%

冰箱中有壓縮機、冷媒管、散熱片、膨脹閥，與冷媒。冷媒被壓縮機從出口一端壓入管中，受壓液化並變熱，及時通過散熱片把熱排出，到了冷凍庫處冷媒管中有細孔的膨脹閥，使冷媒快速噴出並氣化擴大體積，帶走大量熱量使管子變冷。繞過冷凍庫並帶走熱量之後的冷媒逐漸回溫，最後流回壓縮機之入口，重新被壓縮，如此不斷循環而保持冰箱內的低溫。

七、環保冷媒為什比較環保？10%

因其分子結構中不含氯或含氯的數目較少，因此不會或較不易有因氯而引起的催化消除臭氧的現象。

八、簡述煙霧偵測器的原理。10%

煙霧偵測器內有電池、電流計、蜂鳴器及偵測器本體， 其中偵測器是利用微量放射性物質持續不斷地游離空氣中的分子而形成正離子與電子，各自飛向負極與正極而造成一穩定之電流。火災時，空氣中的煙霧微粒會捕捉這些被游離的離子而使電流變小，如此導致監控的電路去驅動蜂鳴器發出警報。（另一類煙霧偵測器則是利用煙霧會使透光度變差的方法，利用光偵檢器來監控是否有煙霧的存在。）