初中物理內(nèi)能比熱及熱傳遞計(jì)算復(fù)習(xí)鞏固提高練習(xí)

內(nèi)能、比熱及熱傳遞計(jì)算復(fù)習(xí)鞏固提高練習(xí)【例1】 已知1g甲液體溫度升高1需要2.1J的熱量，1g乙液體溫度升高1需要4.2J的熱量，1g丙液體溫度升高1需要2.8J的熱量分別取甲、乙兩種液體各60g，以相同的熱源加熱，其溫度與加熱時(shí)間的關(guān)系如圖所示若取90g的丙液體，以相同的熱源加熱，則其溫度與加熱時(shí)間的關(guān)系圖像 （ ）A落在區(qū) B落在區(qū) C與甲重疊 D與乙重疊分析 根據(jù)已知條件可以分別確定三種液體的比熱容：， 結(jié)合題意和圖像可知，用相同的熱源加熱相同的時(shí)間，即甲、丙吸收相同的熱量，它們升高的溫度關(guān)系由，得 所以 類似可找出乙和丙升溫的關(guān)系： 所以 ，即丙液體與乙液體升高的溫度相同答案 D【例2】 （湖南長(zhǎng)沙）有質(zhì)量相同、比熱容不同、溫度不同的甲、乙、丙三種液體，甲的溫度是44，乙的溫度是32，丙的溫度是24如將甲和乙混合后，溫度為36；如將乙和丙混合后，溫度為30問(wèn)甲、丙混合后，溫度將變?yōu)槎嗌?？分?本題中一共進(jìn)行了三次熱交換，可寫出三次熱交換的熱平衡方程式，由于甲、乙、丙質(zhì)量相等，可找出甲、乙、丙的熱容關(guān)系，通過(guò)解方程組即可求得甲、丙混合后的溫度當(dāng)甲、乙混合達(dá)到熱平衡時(shí)，有，即得解得當(dāng)乙、丙混合達(dá)到熱平衡時(shí)，有，即得，解得設(shè)甲、丙混合后的最終溫度為t，有，將和代入式得解得t=36【例3】 已知金屬銅與鐵的比熱容，將質(zhì)量和初溫均相等的鐵球和銅球放到冷水中，當(dāng)它們放出相等的熱量后再靠在一起，則熱量會(huì)怎樣傳遞？分析 根據(jù)，即，我們可以得到，越大，則越大（降低的溫度?。?，則大的球?qū)?huì)傳熱給小的球，即鐵球?qū)?huì)傳熱給銅球注意：是因?yàn)榉艧幔?；傳遞的是熱不是溫度，直到它們的溫度相同為止【例4】 有一堆潮濕的石子，它的比熱容為，干燥砂石的比熱容為，求：（1）砂石中水的含量（2）這堆砂石的密度（）分析 （1）設(shè)這堆砂石的質(zhì)量為M，其中水的質(zhì)量為m，當(dāng)吸熱，溫度變化時(shí)，有：，（2）質(zhì)量為M的砂石的體積，注意：砂石體積并不因有水而變大，所以密度只會(huì)變大不會(huì)變小【例5】 （武漢）現(xiàn)有20的涼水和80的熱水可供任意選用，若某人需要50的溫水洗澡該怎樣辦？若在配水的過(guò)程中沒(méi)有熱損失，且希望得到50kg這樣的溫水，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明確切的配水方法分析 （1）當(dāng)熱水和涼水混合時(shí)，由于有溫度差，因而會(huì)發(fā)生傳熱現(xiàn)象，熱水的溫度會(huì)降低，涼 水的溫度會(huì)升高取適當(dāng)?shù)臎鏊蜔崴旌?，可得?0的溫水（2）取熱水和涼水混合時(shí)，容器會(huì)吸熱，同時(shí)也會(huì)向空氣中散熱，這些都稱為熱損失題目中假定沒(méi)有熱損失，即意味著在混合過(guò)程中熱水放出的熱量全部被涼水吸收，有，設(shè)所需熱水的質(zhì)量為，熱水的初溫80；所需涼水的質(zhì)量為，涼水20，熱水與涼水的混合質(zhì)量為，混合溫度50由及質(zhì)量關(guān)系可得 ， 由式得結(jié)合式得即熱水和涼水各取25kg可得50kg、50的溫水【例6】 現(xiàn)有70的熱水50kg，10的冷水50kg，要配置成溫度為36的溫水，問(wèn)最多能配置多少千克？分析 把這兩種溫度的水混合在一起后，熱平衡溫度在1070之間，如果都混在一起，質(zhì)量是100kg，但溫度不一定在36，所以應(yīng)先確定36水中兩種溫度水的質(zhì)量比，然后判斷出哪種溫度的水用得多設(shè)需要熱水，需要冷水，則：，由上式知道冷水用得多，所以：，最多配置36的水的質(zhì)量為：【例7】 將一杯熱水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的溫度升高了10，又向容器內(nèi)倒入同樣的一杯熱水，冷水的溫度又升高了6，如果再向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱水，則冷水的溫度可再升高多少度？分析 三次熱平衡的過(guò)程，根據(jù)熱平衡公式可以列出這三個(gè)熱平衡公式，綜合三式即可以解出：設(shè)容器內(nèi)冷水的質(zhì)量為，初溫度為，每杯熱水的質(zhì)量為，初溫度為，則第一次把熱水倒入冷水中有：第二次把熱水倒入冷水中有：有式和式解得：，第三次再把熱水倒入冷水中：把式代入上式得：再升高的溫度為：【例8】 在一個(gè)密閉的容器中，若有3個(gè)分子在運(yùn)動(dòng)，則下列敘述正確的是( )A3個(gè)分子沒(méi)有機(jī)械能 B3個(gè)分子組成的物質(zhì)具有內(nèi)能C3個(gè)分子組成的物質(zhì)沒(méi)有內(nèi)能 D以上說(shuō)法均不正確解析 因?yàn)榉肿釉谶\(yùn)動(dòng)，所以有機(jī)械能，故A錯(cuò)物質(zhì)內(nèi)能是指大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，3個(gè)分子不是大量分子，所以它們的運(yùn)動(dòng)不是內(nèi)能，故C正確本題應(yīng)選C【例9】 液體蒸發(fā)的快慢是由液體的溫度、液體的表面積和液面空氣流動(dòng)的快慢來(lái)決定的，如何用分子運(yùn)動(dòng)和內(nèi)能的有關(guān)知識(shí)來(lái)解釋?解析 液體蒸發(fā)，實(shí)質(zhì)上是液體內(nèi)部速度較大的分子擺脫其他液體分子的吸引飛離液面的一種現(xiàn)象如果液體溫度越高，內(nèi)能就越大，速度大的分子就越多，飛離液面的分子就越多，蒸發(fā)就越快如果液體的表面積越大，在液面的分子就越多，飛離液面的分子就越多，蒸發(fā)就越快跑出液面的分子若在液面附近運(yùn)動(dòng)，其中一部分又會(huì)回到液體中，如果液面上方空氣流動(dòng)越快，從液面跑出的分子就越快地被吹走，液面附近的蒸發(fā)出來(lái)的分子就越少，返回液體的分子就越少，離開液面分子比返回液體的分子就越多，蒸發(fā)就越快【例10】 對(duì)一個(gè)物體做功，這個(gè)物體的內(nèi)能一定增加，對(duì)嗎?解析 做功可以改變一個(gè)物體的內(nèi)能，那么怎樣確定一個(gè)物體的內(nèi)能是否改變呢?讓一個(gè)鐵塊從外界吸熱，即從外界得到內(nèi)能，會(huì)測(cè)出鐵塊的溫度變化了所以一個(gè)物體的溫度變化了，說(shuō)明它的內(nèi)能變化了讓一塊的冰從外界吸熱，即從外界得到內(nèi)能，會(huì)看到冰熔化成的水，雖然溫度沒(méi)有變化，但這些的水比原來(lái)的冰的內(nèi)能要大所以一個(gè)物體的物態(tài)變化了，說(shuō)明它的內(nèi)能變化了由內(nèi)能的定義知：內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子做規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和如果一個(gè)物體的質(zhì)量減少了，它內(nèi)部分子的數(shù)目也減少了，那么它內(nèi)部分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，即內(nèi)能也隨著減少了所以一個(gè)物體的質(zhì)量變化了，說(shuō)明它的內(nèi)能也變化了綜上所述，可以通過(guò)一個(gè)物體的溫度、狀態(tài)、質(zhì)量來(lái)確定它的內(nèi)能是否改變對(duì)題中的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，拿一段鐵絲來(lái)回彎幾下，用手摸彎折處，感覺(jué)溫度比原來(lái)高了，說(shuō)明彎折處的內(nèi)能增加如果要是把這一段鐵絲從某一處慢慢提到一定高度，雖然外界對(duì)鐵絲做了功，但鐵絲的溫度、狀態(tài)、質(zhì)量都沒(méi)有發(fā)生變化，說(shuō)明它的內(nèi)能也沒(méi)有變化可見(jiàn)題中的說(shuō)法是錯(cuò)誤的【例11】 夏天開啤酒瓶蓋時(shí)，會(huì)聽(tīng)到“嘭”的一聲，瓶口有一股“白氣”，這是為什么？解析 打開啤酒瓶的一瞬間，瓶口上方氣體膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減少，溫度降低，瓶口周圍空氣中的水蒸氣因遇冷而液化成小水滴，這就是我們所看到的“白氣”【例12】 用打氣筒給自行車的車胎打氣，過(guò)一會(huì)兒筒壁會(huì)熱起來(lái)，解釋此現(xiàn)象時(shí)，甲同學(xué)說(shuō)：“這是由于活塞上下移動(dòng)和筒壁摩擦，由于摩擦生熱使筒壁溫度升高引起的”乙同學(xué)說(shuō)：“這是由于活塞壓縮筒內(nèi)空氣做功，使空氣的內(nèi)能增加，溫度升高，又由于熱傳遞筒壁也熱起來(lái)”他們倆誰(shuí)說(shuō)得對(duì)呢?解析 筒壁熱了，說(shuō)明筒壁的溫度升高，內(nèi)能增加了 改變物體的內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞 把一個(gè)物體放在比它的溫度高的環(huán)境中，這個(gè)物體從外界吸熱，它的內(nèi)能就增加；把一個(gè)物體放在比它的溫度低的環(huán)境中，這個(gè)物體就向外界放熱，它的內(nèi)能就減少所以說(shuō)熱傳遞改變內(nèi)能的本質(zhì)是內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體外界消耗某種形式的能對(duì)物體做功，如果把某種形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這個(gè)物體的內(nèi)能就增加；物體對(duì)外界做功，如果是把物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為別的形式的能，這個(gè)物體的內(nèi)能就減少所以說(shuō)做功改變內(nèi)能的本質(zhì)是內(nèi)能和其他形式能的相互轉(zhuǎn)化用打氣筒打氣時(shí)，活塞與筒壁摩擦可以生熱；活塞壓縮空氣做功也可以生熱實(shí)際當(dāng)中用手摸氣筒時(shí)，感覺(jué)氣筒的最下端熱，活塞一般壓不到這個(gè)位置活塞跟氣筒上下的摩擦次數(shù)是一樣的，而氣筒上下不一樣熱，說(shuō)明由于摩擦使氣筒發(fā)熱不是主要原因那么主要原因是活塞越往下壓，對(duì)氣筒內(nèi)空氣做功越多，消耗的機(jī)械能也越多，轉(zhuǎn)化的內(nèi)能也越多，氣筒內(nèi)空氣溫度就越高，由于熱傳遞，氣筒下部的溫度也越高所以乙同學(xué)的講法是對(duì)的【例13】 如圖所示，兩個(gè)相同的球，甲用不傳熱的細(xì)線懸掛，乙放在不傳熱的水平面上，若使它們吸收相等的熱量（且設(shè)它們都不向空間散熱），那么，兩球內(nèi)能的增加量是（ ）A甲球多些 B乙球多些 C一樣