第一章 水

1-1 水的三態1-2 水的密度1-3 水溶液1-4 水汙染

物 質 的 三 態

●影響三態變化的最主要因素為溫度，其次是壓力。

三態與熱量的關係 ● 熔化是指固體受熱變成液

體的現象。 ● 汽化是指液體受熱變成氣

體的現象，其方式有蒸發 與沸騰兩種。

◎ 蒸發是指液體在任意溫 度下，表面分子逐漸汽 化為氣體的現象。

◎ 沸騰是指液體在沸點時 ，表面分子與內部分子 同時急遽汽化為氣體的 現象。

三態與熱量的關係 ● 昇華是指固體受熱後

，不經液體過程而直 接變成氣體的現象。 丸、乾冰、碘等 。

● 凝結是指氣體遇冷變 成液體的現象。

● 凝固是指液體遇冷變 成固體的現象。

三態與熱量的關係

● 沉華則是指氣體遇冷 後，不經液體過程而 直接變成固體的現象 ，亦稱為昇華。 丸、乾冰、碘等。

● 液化則是指氣體受高 壓作用變成液體的現 象。

三態與熱量的關係

冷 劑

～可以降低周遭環境溫度的物質～

食鹽與碎冰以 1 ： 3 質量比混合後，溫度可降至－ 22℃。

● 碎冰熔化成水時會吸收熱量。● 食鹽溶於水時也會吸收熱量。

密 度 （Ｄ） ～物體的疏密程度～

～物體單位體積內所含有的質量～～物體的質量（Ｍ）對其體積（Ｖ）的比值～

V

MD

Ｃ . Ｇ . Ｓ制的單位為ｇ／㎝ 3 Ｍ . Ｋ . Ｓ制的單位為㎏／ｍ 3

密 度 的 性 質

密度是物質的一種特性，定溫定壓下為一固定值，其隨物質種類而異

● 同一種物質，其密度必定相同。

● 密度相同者，不一定為同種物質。

密 度 的 性 質

同一質料的物體，其質量與其體積成正比

關係圖形為一條通過原點的直線

2

1

2

1

V

V

M

M

密 度 的 性 質

體積相同的不同物體，其密度與其質量成正比

關係圖形為一條通過原點的直線

2

1

2

1

M

M

D

D

密 度 的 性 質

質量相同的不同物體，其密度與其體積成反比

關係圖形為一條圓滑曲線

1

2

2

1

V

V

D

D

混合物的密度（Ｄ X ）

物體在混合前後，其總質量不變

Ｄ X Ｖ X ＝ Ｄ 1 Ｖ 1 ＋ Ｄ 2 Ｖ 2 ＋ Ｄ 3 Ｖ 3 ＋ ……

混合物的密度必界於其成分物質密度的最大值與最小值之間

......

......

321

321

VVV

MMM

V

MD

X

XX

水 的 密 度

溶 液 ＝ 溶 質 ＋ 溶 劑

溶質──凡能被它物溶解的物質。

溶劑──凡能溶解它物的物質。

溶液──溶質溶於溶劑後所形成的混合物。

溶 液 的 分 類 ●依溶質顆粒大小區分：真溶液

膠態溶液 懸浮溶液

●依溶劑種類區分：水溶液 酒精溶液 ……

●依濃度區分：未飽和溶液 飽和溶液 過飽和溶液

溶 液 的 性 質 ● 異相混合時，以液態者為溶劑；而同相

混合時，則以量多者為溶劑。● 一般而言，溶液的沸點較純溶劑的沸點

為高，且濃度愈大時，其沸點也愈高。● 物質在溶液中發生化學變化的速率遠較

在固態時為快。● 真溶液與膠態溶液中的溶質顆粒均甚小

，故無法以濾紙過濾出溶質。

濃 度 ～溶液中所溶有溶質的多寡程度～

～溶液的濃稀程度～ ● 溶解度 ● 重量百分率濃度 ● 體積百分率濃度 ● 容積莫耳濃度 ● 重量莫耳濃度 ● 當量莫耳濃度 ● 莫耳分率

溶 解 度

～定溫下，每 100 g 溶劑中所能溶解溶質的最大克數～

溶解度亦是指飽和溶液的濃度，其表示法不止一種

100溶劑質量溶質質量

溶解度＝

重量百分率濃度 ～每 100 g 溶液中所溶解溶質的克數，而以百分率表示者～

％ＷＷ

Ｐ％＝溶液

溶質 100

％＋ＷＷ

Ｗ＝

溶劑溶質

溶質 100

容積莫耳濃度 ～每１公升溶液中所溶解溶質的莫耳數，而以Ｍ表示者～

〔Ｍ〕──容積莫耳濃度，單位為Ｍ（ mole ／Ｌ）。 ｎ ──莫耳，單位為 mole 。 w ── 溶質質量，單位為 g 。 ｍ ──溶質分子量，單位為 g ／ mole 。 Ｖ ──溶液體積，單位為Ｌ。 v ── 溶液體積，單位為 m Ｌ。

v

w 1000

ｍｎ

＝Ｖ

＝Ｍ

濃 度 的 性 質 ● 無論採用何種方式表示濃度，溶質與溶劑

、溶液間的量均不改變。● 溶液在稀釋或濃縮前後，其所含有溶質的

量均不改變。● 溶液在混合前後，其所含有溶質的總質量

亦不改變。● 混合溶液的濃度必界於其成分溶液濃度的

最大值與最小值之間。

影響溶解速率與溶解度的因素 ● 溶質本性──不同溶質，其溶解速率與溶解度

均不同。● 溶劑本性──不同溶劑，其溶解速率與溶解度

亦均異。● 溫度高低──溫度愈高，一般固體溶質的溶解

速率愈快，溶解度也愈大。● 是否攪拌──攪拌會增快溶解速率，但溶解度 不變。

● 顆粒大小──顆粒愈小則溶解速率愈快，但溶 解度不變。

● 壓力高低──除氣體溶質外，影響甚微。

水 汙 染 的 來 源

天然汙染源──暴雨逕流沖刷屋頂、街道 、坡地、溝渠等所帶下的 污泥或有機質。

人為汙染源： 家庭汙水 工業廢水 農牧廢水

水 汙 染 的 種 類 ● 餘熱──改變生態。

台北縣金山核一廠出水口之『秘雕魚』。● 清潔劑、動植物屍體及廚餘等──消耗水中氧氣，引

起細菌繁殖，造成水質汙濁、惡臭。● 砷──形成烏腳病。嘉義縣吳鳳鄉山區。● 鎘──高血壓、腎臟病、肌肉組織壞損。

日本痛痛病、桃園縣蘆竹鄉鎘米。● 鉛──腎臟病、中樞神經傷害、生殖功能喪失。

台北縣中和市電池回收廠。● 汞──日本的水侯病事件。● 銅──台南縣綠牡蠣事件。 ● 肥料──藻類過度繁殖，造成優氧化，改變生態，妨

害水利。

水 汙 染 的 防 治

提高環保意識

加強廢水處理

淡 水 河 系 簡 介 淡水河系蜿蜒流經大台北地區，主流自發源地新竹縣品田山至出海口全長約一百五十九公里，是台灣第二大河川。其三條主要支流（基隆河、大漢溪及新店溪）中以大漢溪為第一大支流，發源於品田山北麓之「塔克金溪」；新店溪則發源於自塔曼山及棲蘭山之「南、北勢溪」；基隆河發源於台北縣境之菁桐山。此外，大漢溪在江子翠會合新店溪後，成為淡水河本流，再流至關渡和基隆河匯流後，於淡水鎮油車口附近注入台灣海峽。流域面積總計達二千七百二十六公里，佔全台灣面積的百分之七‧六。

淡 水 河 系 簡 介 淡水河系貫穿台北盆地，流域面積包括：台北市、台北縣及部分基隆市、桃園縣、新竹市、宜蘭縣等，為台灣地區政治、經濟、文化的發展中心，人口聚居約達六百六十萬人。政府推動淡水河系污染整治計畫，以併行推動五大願景：旱季不缺氧，河面無垃圾，水源水質可確保，休閒遊憩去處多，泛舟垂釣環境好，為整治計畫目標最高的指針。

淡水河流域背景概述 ●發 源 地：品田山。 ●流經縣市 : 台北市、台北縣、桃園縣、基

隆市及新竹縣。 ●出 海 地：淡水鎮油車口。 ●流域面積： 2,726km ２。 ●幹流長度： 159km 。 ● 河川用途 :公共給水、農業、工業及環境

保育用水。

淡水河系的主要汙染來源

● 家庭廢水： 71％

●畜牧廢水： 4％

● 工業污水： 23％

● 其　　他： 2％

淡水河系水質變化趨勢 ● 溶氧：淡水河流域各支流的溶氧都呈現隨時間逐

年略降的趨勢，至於本流則沒有明顯的變 化。其範圍約介於 1 ～ 9 mg/l 之間。

●生化需氧量：除了 78年因逢枯水年造成偏高趨勢 外，歷年之年平均值並無顯著變化 ，其範圍約大致介於 0 ～ 45 mg/l 之 間。

●懸浮固體：懸浮固體相對於時間來看並無明顯變 化，但有幾個特定測站的測值明顯偏 高，可見受地域性的影響非常顯著。

●氨氮：氨氮是本河系中明顯有逐年上昇的趨勢， 表示污染量仍未獲得良好的控制。