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文檔簡介
1、第二章熱傳遞和熱量、溫度知識簡介:本章通過實例講述了熱傳遞現(xiàn)象。通過對實例的分析,闡述了在熱傳遞過程 中,能的變化,改變物體能有兩種方法;做功和熱傳遞。重點是熱傳遞可以改變物體的能及在熱傳遞過程中物體能的變化。知識要求:1、知道什么是熱傳遞現(xiàn)象,知道熱傳遞可以改變物體的能。2、知道什么是熱量,知道熱量的單位是焦耳。3、知道做功和熱傳遞在改變物體的能上是等效的。說明用熱傳遞的方法改變物體的能,其本質是能從一個物體轉移到另一個物體, 是能的轉移。在熱傳遞過程中,高溫的物體放熱,溫度降低,能減少;低溫的物體,溫度 升高,能增加。因此,熱傳遞的實質就是能從高溫的物體向低溫的物體轉移。做 功和熱傳遞在改
2、變物體能上產生的效果是相同的, 所以我們說做功的熱傳遞對改 變物體的能是等效的。2.1熱傳遞熱傳遞,是熱從溫度高的物體傳到溫度低的物體, 或者從物體的高溫部分傳到低溫部分的過程。熱傳遞是自然界普遍存在的一種自然現(xiàn)象。 只要物體之間或同一物體的不同部分之間存在溫度差, 就會有熱傳遞現(xiàn)象發(fā)生,并且將一直繼續(xù)到溫度相同的時候為止。發(fā)生熱傳遞的唯一條件是存在溫度差,與物體的狀態(tài),物體間是否接觸都無關。熱傳遞的結果是溫差消失,即發(fā)生熱傳遞的物體間或物 體的不同部分達到相同的溫度。在熱傳遞過程中,物質并未發(fā)生遷移,只是高溫物體放出熱量,溫度降低,能減少(確切地說是物體里的分子做無規(guī)則運動的平均動能減?。?,
3、低溫物體吸收熱量,溫度升高,能增加。因此,熱傳遞的實質就是能量從高溫物體向低溫物 體轉移的過程,這是能量轉移的一種方式。熱傳遞轉移的是熱量,而不是溫度。用熱傳遞的方式來改變物體能,就是一個物體的一部分能轉移給另一個物體,或者是能從同一物體的高溫部分轉移給低溫部分。(能轉移過程)兩個物體之間或者一個物體的兩部分之間能夠發(fā)生熱條件,那就只有一個原因:存在 溫度差.火焰與水壺之間能發(fā)生熱傳遞,就是因為火焰的溫度比水壺的溫度高 .水 開始燒后不久,就能看到壺中的水在對流,也就是因為下面的水比上面的水的的溫 度高了些.熱傳遞一一改變能的一種方式1. 熱傳遞:當物體或物體的不同部分之間存在溫度差時,就會發(fā)
4、生傳遞。熱傳遞時,能量從從高溫處轉移到低溫處, 直至溫度相同。熱傳遞時改變能的一種方式2. 熱傳遞的條件:物體之間或物體的不同部分之間存在溫度差。3. 熱傳遞的方向:能從高溫物體傳給低溫物體或從物體的高溫部分傳給低溫部分。4. 熱傳遞的方式:傳導(熱沿著物體傳遞)、對流(靠液體或氣體的流動實現(xiàn)熱 傳遞)和輻射(高溫物體直接向外發(fā)射出熱)三種。5. 熱傳遞的結果:發(fā)生熱傳遞的物體最終將達到溫度相同,即熱平衡6. 熱傳遞的實質:熱傳遞時能的轉移,能量的形式并沒有發(fā)生改變。例題解析例1.關于熱傳遞,下列說確的是 ()A. 熱傳遞的實質是溫度的傳遞B. 物體間存在著溫度差,才能發(fā)生熱傳遞C. 可以在任
5、何情況下進行D. 物體能發(fā)生改變,一定是吸收或放出了熱量本題考點:熱傳遞思路分析:熱傳遞的實質是物體間能的轉移,故A錯;熱傳遞的條件是物體間存在著溫度差,若兩物體溫度相同,它們之間便不會發(fā)生熱傳遞,故E對C錯;物體吸收或放出熱量,能會發(fā)生變化,但能變化不一 定是熱傳遞引起的,可以是做功的方式,故D錯.答案:B例2.兩個物體之間發(fā)生熱傳遞,當熱傳遞停止時()A 兩個物體能相等B 兩個物體溫度相等C.兩個物體熱量相等D.以上說法都不正確考點:熱傳遞.分析:要解答本題需掌握:熱傳遞的條件是有溫度差.解答:解:用熱傳遞的方法改變物體的能,實際上是能量從高溫物體轉移到低溫物體的過程,當兩個物體的溫度相等
6、時,熱傳遞停止;故選B.點評:本題主要考查學生對:熱傳遞的條件及實質的了解和掌握.例3.把正在熔化的冰,放到0C的房間(它們與外界不發(fā)生熱傳遞),冰能不能繼續(xù)熔化?解答:冰完成熔化過程需要滿足兩個條件:一是達到它的熔點 0C,二是必 須繼續(xù)吸熱.題中正在熔化的冰,溫度是0 C的冰和0C的房間沒有溫度差,它們 之間不發(fā)生熱傳遞,因此冰不能繼續(xù)吸熱,它不會繼續(xù)熔化.本題常見錯誤是片面認為晶體只要達到了它的熔點, 就會熔化,得出冰能繼 續(xù)熔化的結論.例4.一個物體溫度升高了,則說明().A. 它含有的熱量增加了B. 它吸收了熱量C. 一定對物體做了功D. 它的能增加了選題角度:本題用于考查理解改變物
7、體能的兩種方式, 理解做功和熱傳遞在 改變物體能上是等效的.解析:熱量是表示在熱傳遞的過程中,傳遞能量的多少,因此不能說物體“含 有熱量”,A錯;一個物體溫度升高,它的分子運動一定加快,能增加,D正確;改變物體能的方法有兩種,做功和熱傳遞,兩種方法對改變物體的能是等效的, 因此不能肯定是做功或熱傳遞,B、C也錯.正確答案是D.理解對物體做功和熱傳遞都可以使物體的能發(fā)生改變,而且在改變物體的能 上,這兩種方式是等效的.本題易錯點是不理解改變物體能有兩種方式, 錯認為只有對物體做功,物體的能才能發(fā)生改變.或只有發(fā)生熱傳遞,物體的能才會改變.2.2熱量熱量:1.物體在熱傳遞過程中吸收或放出能量的多少
8、,因此它是物體能變化多少的量度,它表示在熱傳遞過程中物體能改變的數(shù)量 用符號Q表示在熱傳遞的過程中:高溫物體放出熱量,能減小,溫度降低;低溫物體吸收熱量,能增大,溫度升高;2.單位:在國際單位制中,熱量的單位與能量的單位相同,都是焦耳,符號是J(1)有些物體吸收或放出熱量后,溫度不一定改變,如晶體的熔化和凝固。 晶體熔化時吸收熱量,能增加;凝固時放出熱量,能減少。熔化和凝固過程中都 有能量的轉移,但晶體的溫度保持不變。(2)熱量是傳遞過程中能量轉移的多少,離開熱傳遞過程,談熱量是沒有意義的。所以,我們只能說“物體放出或吸收多少熱量”,不能說“物體含有或具有 多少能量”,更不能說“比較兩個物體熱
9、量的大小”。例題剖析例1.質量和溫度均相同的鐵塊和鋁塊,吸收相同的熱量后相互接觸(鐵的比熱v鋁的比熱=,貝9()A 熱從鋁塊傳到鐵塊B 熱從鐵塊傳到鋁塊C.鐵塊和鋁塊之間沒有熱傳遞 D 條件不足,無法判斷精析考查對物體吸、放熱公式的理解,并知道熱是從高溫物體傳向低溫物體.I Q 吸=cm tm相同, c鐵v c鋁t鐵厶t鋁初溫相同,鐵末溫咼.熱從鐵傳向鋁.答案B例2下列說確的是()A. 沒有吸熱過程和放熱過程,說熱量是毫無意義的B. 物質的比熱容與物體吸收的熱量、物體的質量及物體溫度的變化有關C. 兩個物體升高相同的溫度,吸收的熱量也一定相同D. 熱總是從含有熱量多的物體傳遞給熱量少的物體精析
10、:正確理解熱量、能的概念,并知道 Q = cm t.熱量反應的是吸、放熱過程,A選項正確.B選項:比熱容是物質的特性之一,與熱量、質量、溫度變化無關.C選項:根據(jù)Q = cm t,由于c和m沒有給定,Q不能確定.D選項:熱傳遞的過程是能從高溫物體傳到低溫物體的過程.說熱量多、熱量少不正確.答案 A例3質量相等的金屬塊A和B,放在沸水壺中煮10min后取出,馬上分別投入質 量相同、溫度也相同的兩杯水里,到兩杯水的溫度不再升高時,測量發(fā)現(xiàn)放A的水溫高于放B的水溫,貝U ( )A. 金屬塊A的比熱容大B. 金屬塊A原來的溫度高C. 金屬塊A有較多的熱量D. 金屬塊A有較好的導熱性精析:根據(jù)Q = c
11、m t分析.設放A的水吸收熱量為QA,QA= cAm tA (其中m為A的質量)設放B的水吸收熱量為QBQB= cBmA tB題目給出放A的水溫升得高,而A、B初溫相同,可知:AtAQB二cAcB選項A正確.A、B初溫相同,都與沸水溫度相同,B選項不正確.A放出較多的熱量,而不是有較多的熱量,C選項不正確.答案 A2.3溫度溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量,而用來量度物體溫度數(shù)值的標尺叫溫標。 它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起 點(零點)和測量溫度的基本單位。目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標、攝氏溫標、熱力學溫標和國際實用溫標同時溫度也是物體分子間平均平動動
12、能的一種表現(xiàn)形式。分子運動愈快,物 體愈熱,即溫度愈高;分子運動愈慢,物體愈冷,即溫度愈低。從分子運動論觀 點看,溫度是物體分子運動平均平動動能的標志,溫度是分子熱運動的集體表現(xiàn), 含有統(tǒng)計意義。華氏溫標由華倫海特(Fahrenheit 16861736荷蘭)于1714年建立。他最初規(guī)定 氯化銨與冰的混合物為0;人的體溫為100。在標準狀態(tài)下純水與冰的混合物 為32F;水的沸點為212F。兩個標準點之間均勻劃為180等分,每份為1 F。攝氏溫標由攝爾修斯(Celsius 1710 1744瑞典)于1742年建立。最初,他將水的 冰點定為100C;水的沸點定為0C,后來他接受了瑞典科學家林列的建
13、議,把 兩個溫度點的數(shù)值對調了過來。(1960年國際計量大會對攝氏溫標作了新的定義, 規(guī)定它由熱力學溫標導出。攝氏溫度(符號 t)的定義為t/C=T/K-273 .15。) 開氏溫標由開爾文(Lord Kelvin 1824 1907英國)于1848年建立。1954年國際計 量大會規(guī)定水的三相點的溫度為273. 16 K。(這個數(shù)值的規(guī)定有其歷史的原因i) 為了使開爾文溫標每一度的溫度間隔與早已建立并廣為使用的攝氏標度法每一 度的間隔相等;ii)按理想氣體溫標,通過實驗并外推得出理想氣體的熱膨脹率 為1/273 . 15。由此確定-273 . 15 C為絕對溫度的零度,而冰點的絕對溫度為273
14、. 15 K; iii)將標準溫度點由水的冰點改為水的三相點(相差0. 01 C)時,按理想氣體溫標確定的水的三相點的溫度就確定為 273. 16 Ko)兩者關系攝氏溫度和華氏溫度的關系 :T T = 1.8tC + 32(t為攝氏溫度數(shù),T為華氏溫度數(shù))攝氏溫度和開爾文溫度的關系:K=C +273.15按測溫1. 半理論性溫標一一理想氣體溫標理想氣體溫標比起經驗溫標,其優(yōu)點在于它與任何氣體的任何特定性質無關。不論用何種氣體,在外推到壓強為零時,由它們所確定的溫度值都一樣。但是,理想氣體溫標畢竟還要依賴于氣體的共性,對極低溫度(氦氣在低于1 . 01X10 Pa的蒸汽壓下的沸點1 K以下)和高
15、溫(1000 C以上)不適用。并且,理 想氣體溫標在具體操作上也不夠便捷)2. 理論溫標熱力學溫標在熱力學溫標中,熱量 Q起著測溫參量的作用,然而比值 Q1/Q2 (Q1為可逆機從高溫熱源吸收的熱量;Q2為可逆機向低溫熱源放出的熱量)并不依賴于任何物質的特性。因此,熱力學溫標與測溫物質無關)溫度測量熱力學第零定律如果兩個熱力學系統(tǒng)中的每一個都與第三個熱力學系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同),則它們彼此也必定處于熱平衡)這一結論稱做熱力學第零定律”)熱力學第零定律的重要性在于它給出了溫度的定義和溫度的測量方法。定律中所說的熱力學系統(tǒng)是指由大量分子、原子組成的物體或物體系。它為建立溫度概念提供了實驗基礎。
16、這個定律反映出處在同一熱平衡狀態(tài)的所有的熱力學系統(tǒng)都具有一個共同的宏觀特征,這一特征是由這些互為熱平衡系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的一個數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù),這個狀態(tài)函數(shù)被定義為溫度。而溫度相等是熱平衡之必要的條件。例題剖析例1. “水的溫度升高到100C,水就一定會沸騰起來”這種說法對嗎?解答:這是常見的一種錯誤看法在學習了沸騰知識后,要會用它的規(guī)律來 分析.這種說法有兩點錯誤.第一,100 C不一定是水的沸點,只有在標準大氣壓下,水的沸點才是 100C.液體的沸點與氣壓有關,氣壓增大,沸點升高;氣壓減小,沸點降低.第二,即使在標準大氣壓下,水溫達到100C,水也不一定能沸騰.這是因 為完成液體沸騰,條件
17、有兩個:一是液體的溫度達到沸點,二是液體要繼續(xù)吸熱, 這兩個條件缺一不可,因此不能說,水到了 100C,就一定會沸騰.例2.在很冷的地區(qū),為什么常使用酒精溫度計而不使用水銀溫度計測氣溫 ?而在 實驗室中,為什么用煤油溫度計而不使用酒精溫度計測沸水的溫度?解答酒精、水銀及煤油溫度計都是利用液體的熱脹冷縮的性質來測量溫度的.如果酒精、水銀、煤油凝固成了固態(tài)或變成氣體就無法用它來測溫了.查熔 點表可知:酒精的熔點是 一117C,水銀的熔點是一39C .又因為同一物質的凝 固點跟它的熔點相同,也就是說酒精降至 一117C才凝固,而水銀降至一39C就 會凝固,很冷的地區(qū)氣溫可低至 一40一60C,這種情
18、況下水銀凝固,而酒精還是液態(tài)的,可以用來測氣溫又查沸點表可知:酒精的沸點是785C,而煤油的沸點約為150C,凝固點約為一30C,而水的沸點是100C,實驗時若用酒精制 成的溫度計測沸水的溫度,酒精有可能變成氣體而無法進行測量, 而煤油仍是液 體,還可以測高溫.例3.關于熱量、溫度、能之間的關系,下列說確的是()A. 物體溫度升高,能一定增加D. 物體吸收熱量,溫度一定升高C. 物體溫度不變,一定沒有吸熱D. 物體溫度升高,一定吸收熱量方法點撥:了解能變化與什么有關,了解物態(tài)變化的條件.分析 A選項正確.B選項:晶體熔化過程吸收熱量,但溫度不變.C選項:與B相似,不正確.D選項:物體溫度升高,
19、可能吸收了熱量,也可能是外界對 物體做了功.答案 A例4.別指出下列幾句話中“熱”的含義:().A.今天的天氣真熱B物體吸熱,溫度升高C.冬天雙手互相摩擦,會感到暖和,這是摩擦生熱選題角度:本題用于考查理解熱量的物理意義、能的物理意義、溫度的物理意義.解析:今天天氣真熱的“熱”,是表示物體的冷熱程度的,說明氣溫高,指溫度物體吸熱,溫度升高,表示低溫物體吸收熱量,溫度升高,這個“熱”指的是 熱量摩擦生熱,機械能轉化為能,因此這個“熱”表示的是能.明確日常生活中說的“熱”,含義是廣泛的單從熱學角度來理解,有的“熱” 表示物體的溫度高低;有的“熱”表示物體的能;有的“熱”又是表示在熱傳遞過程 中吸收
20、或放出熱的多少,即熱量.理解題目中每一句話所表示的物理容以及其中 的“熱”字表示的物理意義.本題易錯點是不明確“熱”字有溫度、熱量、能三種含義,在不同場合下,它 的含義是不同的另一錯誤原因是不能正確分析題目中每一句話所表示的物理 容.例5.關于溫度、能、熱量三者關系,下列說確的是().A. 物體吸收熱量,溫度一定升高B. 物體溫度升高,一定是吸收了熱量C. 物體溫度不變,就沒有吸熱或放熱D. 物體溫度升高,能增加選題角度:本題用于正確理解熱量、能和溫度的概念,并理解他們之間的關系.解析:物體的能大小的變化從宏觀表現(xiàn)來看,是物體溫度的升高或降低.要因此應 選D.錯選A是不理解物體吸收熱量使物體的
21、能增加,可以是分子的動能增加, 也可以是分子的勢能增加.在物態(tài)變化過程中的晶體的熔化過程和液體的沸騰過 程,物體要吸收熱量,但物體的溫度并不升高,這時物體的能增加主要表現(xiàn)在物 體部分子勢能的增加.錯選B是因為不清楚改變物體能的兩種方式: 做功和熱傳 遞.因此一個物體的能發(fā)生變化,如溫度升高,既可通過做功來實現(xiàn),也可通過 熱傳遞來完成,因為這兩種方式在改變物體能上是等效的. 在沒有明確說明是通 過哪種方式改變物體能的情況下,不能不假思索的做出判斷.錯選C是不理解“溫 度不變”的具體含義,因為“溫度不變”它只能說明物體部分子的動能沒有發(fā)生變 化,并不能說明物體的能沒有發(fā)生變化,因為分子間的勢能可能
22、發(fā)生變化.小結溫度、熱量和能的區(qū)別與聯(lián)系(1) 溫度表示物體的冷熱程度,從分子運動論的觀點來看,溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度就越大,分子熱運動就越激烈,因此可以說溫度是分子熱運動激 烈程度的標志(2) 能是能的一種形式,它是指物體所有分子無規(guī)則運動所具有的動能和分子勢能的總和,它跟溫度是不同的兩個物理量,但它們的聯(lián)系密切,當物體溫度 升高時,它的能增大;溫度降低時,能減小(3) 熱量是在熱傳遞過程中,傳遞的能量的多少,在熱傳遞過程中,能從高溫物體傳向低溫物體,高溫物體放出多少熱量,能就減小多少,低溫物體吸收多 少熱量,它的能就增加多少,溫度和熱量是兩個實質不同的物理量, 它們之間又 有一定的
23、聯(lián)系,物體吸收熱量時,它的能增加,溫度升高 (不發(fā)生物態(tài)變化時); 物體放出熱量時,它的能減小,溫度降低(不發(fā)生物態(tài)變化的).溫度&熱量&能溫度熱量能定義宏觀上:表示物體 的冷熱程度微觀上:反映物體 中大量分 子 無 規(guī)則運動的劇烈程度物體在熱傳遞過程中轉移能量的多少物體所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和性質表達狀態(tài)量“是” “降低”“升過程量高”放出”“吸收”狀態(tài)量“具有”“改變”單位攝氏度(C)焦耳(J)焦耳(J)關系熱傳遞可以改變物體的能,物體吸熱,能增加;物體放熱, 能減小。通常情況下,物體吸熱,能增加,溫度升咼;物體 放熱,能減少,溫度降低。但有些吸熱或放熱過程中,能變 化,溫度不
24、變(如晶體的熔化和凝固)。1.能量從高溫物體傳到低溫物體或者從同一物體的高溫部分傳到低溫部分的過程,就是熱傳遞.2.在熱傳遞過程中,傳遞能的多少叫熱量,高溫物體能減小了,叫做放出熱 量,低溫物體能增加了,叫做吸收了熱量.熱量的多少表示了物體能增加或減小 的數(shù)量.熱量的單位也是焦耳J).定義:熱從高溫物體傳到低溫物體的過程熱傳遞V發(fā)生條件;存在溫度差特征:發(fā)生熱傳遞過程中,物備溫康狀態(tài)一般會發(fā)主變化久熱傳遞峙熱量衣f定文:物休在熱傳遞過:稈中吸收或赧出熱的多少叫做熱量單儻;焦耳、特征熱量是與熱傳遞過程相關逹的物理量熱傳謹和物體內能改變的關蘇毆熱內能增大【放熱內能減小4做功和熱傳遞這兩種方法都可以
25、改變物體的能,對于改變物體能兩種方法是等效的5用熱傳遞的方法改變物體的能,其實質是能從一個物體轉移到另一個物體上,能量的形式不發(fā)生改變習題22.1 一個物體溫度升高,則()A. 它含有的熱量增加B. 它一吸收了熱量C. 一定對物體做了功D. 它的能增加2.2下列事例中,不屬于通過熱傳遞改變物體能的是()A. 用酒精燈加熱杯里的水B. 人曬太陽覺得暖和C. 金屬小勺在熱湯中放一段時間后會燙手D. 用打氣筒打氣,筒壁會發(fā)熱2.3以下所述現(xiàn)象中屬于通過熱傳遞改變了物體能的是()A. 將一段鐵絲反復彎折,彎折處會發(fā)熱B. 放在空氣中的一杯熱水會冷卻C. 在轉動的砂輪上磨車刀,車刀發(fā)熱2.4用打氣筒給自
26、行車車胎打氣,過一會兒氣筒壁會發(fā)熱。解釋其原因。2.5白熾電燈泡通電發(fā)光,從燈絲發(fā)熱直至發(fā)光,其能的改變是通過 現(xiàn)的,燈泡的玻璃泡壁也會發(fā)熱,其熱的改變是通過 徑實現(xiàn)的。2.6.寒冷的冬天,人們的手常常會感到冷.從物理學的角度看,小麗和小亮改 變手能的途徑分別是()A 做功、做功 B做功、熱傳遞 C熱傳遞、熱傳遞 D 熱傳遞、做功2.7使質量相等的銅塊和鐵塊吸收相等的熱量后互相接觸(c銅c鐵)則()A. 熱量從銅塊傳到鐵塊B. 熱量從鐵塊傳到銅塊C. 它們之間不發(fā)生熱傳遞D. 無法確定2.8有一高溫物體被投入質量為10kg、溫度為20C的水中,如果傳給水的熱量 是2.73X10J,貝U水的溫度
27、會升高到多少度。2.9甲物體的質量是乙物體質量的4倍,當甲的溫度從20C升高到70T,乙的 溫度從40C升高到60r時,甲,乙兩物體吸收的熱量之比為 5 : 1,則甲的比熱 與乙的比熱之比是多少?2.10將500克溫度為94C的水兌入2.5千克溫度為15C的水中,熱平衡后的 水溫是多少攝氏度?假設沒有熱量損失。2.11 質量相等的鋁塊和鐵塊,在吸收了相等的熱量后,它們升高的溫度 A相同B. 鋁塊升高的溫度較多C. 鐵塊升高的溫度較多D 不能確定2.11質量均為m的水和酒精,各向外釋放了相同的熱量 Q放,溫度降得較多的 是 。_2.12在溫度為25C的房間,將20 C的水1千克與10 C的水2千
28、克混合,由于裝置不夠精密,與周圍物體有 8.4 千焦的熱量交換,求混合后的溫度是多少?2.13下列溫度中,約在3637C之間的是()A. 人的正常體溫 B. 標準大氣壓下沸水的溫度C. 冰箱冷藏室的溫度 D. 人感覺舒適的環(huán)境的溫度2.14根據(jù)比熱的定義式:c= Q/m戲得:例1甲、乙兩物體的質量相等,甲物 體溫度升高10 C時吸收的熱量恰好等于乙物體溫度升高 20C時吸收的熱量,則 甲、乙兩物體的比熱之比為()A. 1 : 2B. 2 : 1C. 1 : 4D. 4 : 12. 同類變式:甲物體的質量是乙物體質量的 4倍,當甲的溫度從20C升高 到70C,乙的溫度從40C升高到60C時,甲、
29、乙兩物體吸收的熱量之比為5 : 1,則甲的比熱與乙的比熱之比是 .3. 思維延伸:有甲、乙兩個金屬球,它們的比熱之比3 : 2,吸收的熱量之 比4 : 1,那么甲、乙兩金屬球的質量之比和升高的溫度之比分別是 A. 2:1,4:1B. 3:2,4:1C. 4:5,3:10D. 4:5,10:32.15 鐵的比熱大于銅的比熱,質量相等的鐵塊和銅塊吸收了相等的熱量,那么 A. 鐵塊的溫度升高得多B. 鐵塊和銅塊升高相同的溫度C. 銅塊的溫度升高得多D .由于初溫未知,所以不能判斷2. 同類變式:將質量相同的銅塊和鐵塊,放入沸水中加熱足夠長時間,取出讓它們放出相同的熱量后相互接觸,則A. 熱量從鐵塊傳
30、到銅塊B. 銅塊和鐵塊之間不發(fā)生熱傳遞C. 熱量從銅塊傳到鐵塊D. 條件不足,無法判斷3. 思維延伸:把質量相等的兩鐵塊從沸水中取出,并立即分別放入質量相 等、初溫相同的酒精和水中,則 A. 酒精和水溫度升高相同B. 酒精的溫度升得高C. 水的溫度升得高D. 無法判斷2.16 質量是500克的鋁壺里裝有5千克的水,把這壺水從 15 C加熱到100 C,鋁壺吸收的熱量占鋁壺和水總共吸收熱量的百分之幾?(鋁的比熱5 = 8.88 X102 焦/(千克2 .同類變式:質量是0.5千克的鋁壺中裝有10 C的水3千克,要把壺中的 水燒到100 C需要多少焦的熱量? c水=4.2X103焦/(千克, c鋁
31、=0.88 X 103焦/(千克C3.思維延伸:質量為1千克的水溫度升高50 C需要吸收多少熱量?這些熱量可使多少千克干泥土的溫度也升高50C ?干泥土的比熱容為0.84X103焦/(千克C2.17將200克、80C的熱水和20 C的水相混合,混合后水的溫度為 40 C,不計熱量損失,求:(1)混合過程中熱水放出的熱量是多少?(2)混合時加入的冷水是多少克?2同類變式:取0.1千克的煤油,測得它的溫度是 20C,把80克3.思維延伸:為要測出火爐0C的水中,的溫度,將一鋼塊放入火爐中加熱 一段時間后取出,立即投入到1結果水的溫度升高到50C ;再將鋼塊取出, 第二次加熱到130 C,投入到與前
32、次等量的水中,結果水的溫度從 20 C升高 到25 C .求火爐的溫度為多少.習題解析2.1分析:熱量是表示在熱傳遞的過程中,傳遞能量的多少,因此不能說物體“含 有熱量”,A錯。一個物體溫度升高,它的分子運動一定加快,能增力卩,D正確。改變物體能的方法能兩種,做功和熱傳遞,兩種方法對改變物體的能是等效的,因此不能肯定是做功或熱傳遞。B、C也錯。答案 D2.2分析:改變物體的能有做功和熱傳遞兩種方式。A、B、C三項都是通過熱傳遞將一個物體的能轉移到另一物體D中,打氣筒打氣時,壓縮氣體做功和克服摩擦做功,把機械能轉化成能,不屬于通過熱傳遞改變物體的能。答案 D2.3分析: 不論物體是發(fā)熱或是冷卻,
33、物體的溫度都發(fā)生了變化,都是能的改變,彎折鐵絲是用力對物體做功,在轉動的砂輪上磨車刀是摩擦 力對車刀做功,所以都是通過做功改變物體熱能,熱水放在空氣中, 通過熱輻射以及對流等方式向外傳遞了熱能,而使自身的熱能減 少,溫度下降,它是通過熱傳遞方式改變能的,所以應選B答案 B2.4分析氣筒壁發(fā)熱說明溫度升高了,溫度升高了說明能增加,物體能增加有兩個途徑,一是通過熱傳遞,另一個是做功,這兩種方式在使物體能發(fā)生變化方面是等效的,當用氣筒給車胎打氣時,由于氣筒的活塞與筒壁有摩擦,在推拉活塞時要克服摩擦做功,此功主要轉換為熱能,使氣筒壁的溫度升高。當然,用力推動活塞時壓縮了氣筒封閉的空氣,對這部分空氣做了
34、功,使空氣溫度升高、能增加,空氣增加的能會不會傳遞一部分給氣筒壁呢?我們知 道,打氣時氣筒中的空氣壓縮后通過車胎上的氣嘴(單向閥門)進 入了車胎,打氣筒每進入一部分空氣在筒中被壓縮的時間是較短 的,向打氣筒壁傳遞熱能很少,可以忽略不計。2.5分析:電流具有電能,電流通過用電器時也要做功,電流所做的功通常稱為電功,根據(jù)焦耳定律,當電流通過電阻時,電能將轉化為能使電阻的溫度升高,而白熾電燈泡的燈絲是鎢絲繞制的,實質上是一個電阻,所以通電時發(fā)熱、能增加是由于電流做功的結果。 一般燈泡都將空氣抽去了,連接燈絲與泡壁的都是玻璃,玻璃是熱的 不良導體,燈泡壁的燈絲通電時發(fā)熱是由于高溫燈絲通過熱輻射方 式將
35、能傳遞給了它。答案:做功,熱傳遞。2.6考點:做功改變物體能;熱傳遞在生活中的應用。分析:要知道屬于哪種改變物體能的方法,應該知到熱傳遞和做功的特點,熱傳遞是能量的轉移,做功是能量由一種形式轉化成另外一種 形式;“呵氣”是能的轉移,“搓手”是做功.解答:用嘴向手上呵氣,熱量會從口中轉移到手上,是通過熱傳遞的方式改變手的能,故該過程是能的轉移;雙手搓擦克服摩擦做功,機 械能會轉化為手的能,此過程是靠做功改變手的能,故該過程 是能的轉化.故選D.2.7.分析發(fā)生熱傳遞的條件是兩物體存在溫度差,要確定銅塊和鐵塊之間是 否有熱量傳遞,決定于它們吸收了相同的熱量后,各自的末溫是否 相等,如果相等,則不發(fā)
36、生熱傳遞;如果不相等,那么熱量就從高 溫物體傳到低溫物體,根據(jù)熱量公式Q 吸=cm tz升得物體升髙的溫度企廠江當它們吸收的熱量相等、 cm質量相等時,由于c銅VC鐵,因此At銅 &鐵升。如果它們的初溫相同,顯然銅塊的末溫高于鐵塊的末溫,由于題中沒有指出銅塊和鐵塊的初溫,所以就無法確定哪個物體的末溫高。2.8分析將熱量的計算公式變形,然后代入數(shù)值即可求解。解 由公式Q吸=cm(tto)變形可得Q + _273xlOJ”廠cm42xlO3J/(kg* CJ x 10kg= 65t+20C=85to答水的溫度會升高到85C2.9解析【分祈根據(jù)比熱公式亡=可直接求比值口 At解由比熱分式可得m At
37、Q甲收I:甲HL甲*址甲井Q甲鞍血乙濃色上兀片=:=:X 匚乙Q兀皐口甲*包甲升Qiflt叫*吐斬51x(60-40)-一:x4x(70-20)11=2答甲、乙兩物體的比熱之比是1 : 22.10分析 兩個物體的溫度相同,它們之間不會產生熱傳遞,在物理學上稱這 兩個物體處于熱平衡狀態(tài);當高溫物體向低溫物體放出熱量時,高 溫物體的溫度將降低,低溫物體的溫度要升高,這個過程一直要到兩物體的溫度相等為止,即進行到兩物體達到熱平衡狀態(tài)為止;在 沒在熱量損失的情況下,高溫物體放出的熱量等于低溫物體所吸收 的熱量。設本題中冷熱水兌混合后的熱平衡溫度是 t,咼溫水初始溫度是ti=94 C,質量是mi=0.5
38、千克,放出的熱量是:Q 放=cmi(tit)低溫水的初始溫度是t2=15 C,質量是m2=2.5千克,吸收的熱量是:Q 吸=cm 2(tt2)熱平衡時,Q放=Q吸,所以有cmi(ti t)=cm 2(tt2)經整理后得:t=(m iti+m 2t2)/(m i+m 2)=(0.5 X94+2.5 X15)/(0.5+2.5)=28.2 C2.11分析 在物體狀態(tài)不變的情況下,一個物體吸收熱量的多少取決于物體的質量m、比熱c以及吸熱終了的溫度t2與吸熱開始時的溫度ti之差(t2 ti),可用下面的代數(shù)式表達:Q 吸=cm(t2ti)式中的溫度差(t2廿)越大,說明升高的溫度越高,顯然對于同一個物
39、體,由于質量m相同,比熱c也相同,則升高的溫度越高(溫度 差t2 ti越大),所需吸收的熱量也越多;反之,物體吸收的熱量越多,其溫度上升的也越多,(t2 ti)只是物體在吸熱時的一個數(shù)量上 的差值,將上式作變換:t2 ti=Q 吸/(cm)可見在Q吸、c和m都已確定的情況下,溫度是(t2 ti)也是定值,開始溫度沒有關系,因此選項 D是錯誤的。如果有兩個同種材料制成的物體,向它們供給相同的熱量 Q吸。比熱是物質固有特性之一,兩物體材料相同就是說兩物體的比熱相同,從可看出,這時溫度差決定于兩物體的質量大小,質量大的上升的溫度低,因為鋁塊與鐵塊不是同種物質,所以據(jù)此尚無法判斷哪個選項正確。 從式還
40、可分析出,對于質量相同的不同物質,在吸收了相同的熱量后,其溫度的升高與物質的比熱成反比,比熱大的溫度上升較低,查物質比熱表知道,鋁的比熱為c鋁=1.2 X102焦/(千克鐵的比熱是c鐵=4.6 X102 焦/(千克鐵的比熱大于鋁的比熱,所以鐵升高的溫度比鋁升咼的溫度低,選項B是正確的,選項A和C都是錯誤的。2.11分析 因為這是放熱現(xiàn)象,所以初溫度高于末溫度,根據(jù)放熱的代數(shù)式并將其變換形式寫成:ti t2=Q 吸/(cm)水和酒精的質量相同,放出的熱量也相同,但查比熱表知道, 水的比熱大于酒精的比熱,故根據(jù)式可判斷出水降低的溫度的 多少。2.12分析 題目中告訴“由于裝置不夠精密,與周圍物體有
41、8.4千焦的熱量交換”沒有說明是混合水從周圍物體中吸熱,還是放熱給周圍物體,但題目中告訴房間溫度為25 C,而混合前溫水和涼水的溫度均低于25 C,根據(jù)熱傳遞的特點,應該是混合水從周圍物體上吸收了8.4千焦的熱量。解這道題,不僅要用到熱量計算公式 Q吸=cm(t to),Q放=(to t),以及熱傳遞等知識,還要求學生會運用能量守恒定律解決實際問題??疾榱藢W生綜合物理知識的能力,因此是一道較好的題目。解法一:由于溫水和涼水的溫度都低于房間溫度, 所以可以認為溫水和涼水都從房間的物體上吸熱,根據(jù)能量守恒定律:溫水和涼水吸收的總熱量等于混合水從周圍 物體中吸收的熱量即:Q=Q溫+Q涼=c水m溫(t
42、to溫)+c水m涼(t to涼)把 Q=8.4 X103焦,C=4.2X1O3焦/(千克m 溫=1 千克,m涼=2千克,to 溫=20 C,to涼=10 C代入上式,解得t=14 C,即:混合后水的溫度為14C。解法二:由于溫水和涼水溫度均低于房間溫度, 所以涼水的溫水中吸熱的過程中,還 從周圍物體上吸熱,根據(jù)能量守恒定律,涼水吸收的熱量(Q吸)等于溫水放出的熱 量(Q放)加上Q 熱交換。 即Q吸=Q 放+Q 熱交換。c水m涼=(t-t o涼)=c水m溫(to溫 t)+Q熱交換把已知條件(同解法一)代入上式解得t=14 C解法三:先假定溫水與涼水與周圍物體無熱交換,混合后溫度為t,則Q吸=c水
43、m涼(t -t o涼)Q放=c水m溫(to溫 t根據(jù)能量守恒定律有:Q吸=Q放即c水m涼(t-to涼)=c水m溫(to溫 t)把已知條件(同解法一),代入上式解得t=13.33 C,然后,混合水又從周圍 物體上吸收了 8.4千焦的熱量,溫度升高到t oQ=cm(t t)其中 Q=8.4 X103 焦,C=4.2X1O3 焦 / 千克C,m=3 千克,t=13.33 C,把已 知條件代入上式,解得t=14 Co即:混合后水的溫度為14Co2.13考點:溫度專題:應用題。分析: 估測法是通過自己在生產和生活中的了解,結合物理概念、規(guī)律、 物理常數(shù)和常識對物理量的數(shù)值、數(shù)量級進行快速做出合理估測的
44、方法解答:解:A、人的正常體溫為37C,正確,符合題意.B、標準大氣壓下沸水的溫度為100 C,錯誤,不合題意.C、冰箱冷藏室的溫度為10 C以下,錯誤,不合題意.D、人感覺舒適的環(huán)境的溫度為25 C,錯誤,不合題意.故選 A點評: 考查估測能力,需要在平時的學習與生活中多積累,將物理 知識與社會生活聯(lián)系起來.2.14 策略 利用甲物體和乙物體吸收熱量相等的關系和吸熱公式建立等式.求 出兩物體的比熱之比.或者利用已知條件和比熱公式求比值.分析1 根據(jù)公式Q甲=c甲m At甲 Q乙=c乙m乙蟲 由于 Q甲=Q乙 At甲=10 CAt乙=20C,則有:c 甲 m X10C = c 乙 m X20
45、C 貝U: c 甲:c乙=2 : 1.c甲=Q甲/m甲A 甲c乙=Q乙/m乙盤乙由于有:At甲=10 C A乙=20C Q甲=Q乙 m甲=At 乙:At 甲=2 : 1m 乙 則有:c甲:c乙=(Q甲/m甲A甲):(Q2/m2At乙)解答B(yǎng).總結1 易錯分析:本題出錯主要有兩個原因:一是物體的吸放熱公式使用錯誤,或在公式變形時,將比熱的表 示式寫錯,導致解題錯誤.二是比例方法使用 錯誤.不會利用比例方法求兩物體比熱之比或 約不去能約掉的物理量,或者在計算時出錯.2. 答案:1 : 23. 答案:D2.15策略 根據(jù)比熱的物理意義,比熱不同、質量相同的不同物質吸收相同的熱量,比較升高的溫度,找出正確答案或者利用公式變形Q為At =,分析A t與c的關系而找出正確答案.cm分析1根據(jù)比熱的概念,兩個物體的比熱不同,表示質量相同的兩個物體,它們升高(或降低)相同的溫度,吸收(或放出)的熱量不同, 比熱大的吸收(或放出)的熱量多,據(jù)此判斷選項 C正確.分析2根據(jù)公式Q = cm At得:At = Q/cm,由于鐵塊和銅塊的質量相 同,吸收相等的熱量,則比熱大者,其升高的溫度少,比熱小 者,升高的溫度多.解答C.總結1 易錯分析:錯選
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