2、把0℃的冰放進(jìn)0℃的水中,若它們與外界不發(fā)生熱傳遞,則: ( )
A、冰會增多,水減少 B、冰會減少,水增多
C、冰多則水就會凝固;水多則冰就會熔化 D、冰和水的多少跟原來的相同
1、關(guān)于體溫計(jì)和普通溫度計(jì)的區(qū)別,下列說法中錯誤的是 ( )
A、體溫計(jì)與普通溫度計(jì)的區(qū)別僅是長短不同之異 B、體溫計(jì)內(nèi)有一特細(xì)的彎曲處,普通溫度計(jì)沒有
C、使用體溫計(jì)需用力甩動,把液柱用到35℃以下,一般溫度計(jì)不能甩動
D、使用體溫計(jì)測量體溫后,可離開身體觀察示數(shù),一般溫度計(jì)不能離被測物體
在沒有物態(tài)變化時(shí),由于溫度升高,計(jì)算物體吸收熱量的公式是,其中t表示物體的末溫,t0表示物體的初溫,用△t表示物體的溫度變化,則△t=t-t0,公式可改寫為△t。
可見,物體吸收熱量的多少跟它的比熱、質(zhì)量和升高溫度的多少三個因素有關(guān),并且由它們的乘積所決定,跟物體的初溫t0或末溫t無關(guān)。
在沒有物態(tài)變化時(shí),由于溫度降低,計(jì)算物體放出熱量的公式是,其中t表示物體的末溫,t0表示物體的初溫,用△t表示物體的溫度變化,則△t=t-t0公式可改寫成△t。
可見,物體放出熱量的多少跟它的比熱、質(zhì)量和降低溫度的多少三個因素有關(guān),并且由它們的乘積所決定,跟物體的初溫t0、末溫t無關(guān)。
[例題選講]:
例1、一支未刻度的溫度計(jì),將它插入冰水混合物中時(shí),水銀柱長4cm;將它插入沸入中時(shí),水銀柱24厘米,若將它放在40℃的水中時(shí),水銀柱的長度應(yīng)為多少?
答:根據(jù)攝氏溫標(biāo)的規(guī)定,冰水混合物的溫度為0℃,通常情況下沸水溫度為100℃,可見該溫度計(jì)每厘米長度代表的溫度值為:
所以插在40℃水中時(shí)水銀長為:
例2、某同學(xué)把溫度計(jì)放入水中測量沸水溫度(如圖)當(dāng)水沸騰一段時(shí)間后,把溫度計(jì)從沸水中取出并觀察溫度計(jì),記下沸水溫度,問該同學(xué)在上述實(shí)驗(yàn)過程中有哪些錯誤?
答:在水加熱過程中溫度計(jì)應(yīng)放入水中(一般放在中央),溫度計(jì)玻璃絕不能和容器壁或容器底接觸,在觀察溫度計(jì)示數(shù)時(shí),溫度計(jì)玻璃泡不能離開待測物體,即應(yīng)放在水中讀數(shù)。
例3、怎樣看晶體熔化圖象?
答:以海波的熔化圖象為例,如圖所示,通過圖象弄清以下幾點(diǎn):
(1)圖線上各線段所代表的物理意義
AB線段:代表物質(zhì)處于固態(tài)吸熱升溫的階段
BC線段:代表物質(zhì)處于固液混合狀態(tài),雖然吸熱,但溫度保持不變
CD線段:代表物質(zhì)處于液態(tài)吸熱升溫的階段
(2)加熱到某一時(shí)刻,物質(zhì)所處的狀態(tài)和溫度可立即查到。
例如:加熱到3分種在橫軸上找到表示3分鐘的點(diǎn),作過這個點(diǎn)垂直于橫軸的直線交圖線上AB線段于K點(diǎn),可知此時(shí)海波處于固態(tài),從交點(diǎn)K再作縱軸的垂線交縱軸于溫度是40℃的點(diǎn),可知此時(shí)海波的溫度是40℃。
(3)從圖線上可判定晶體的熔點(diǎn)。圖線上BC線段表示晶體吸熱但溫度保持熔點(diǎn)不變?蓮腂或C點(diǎn)作縱軸的垂線,交縱軸上的點(diǎn)所標(biāo)的溫度就是晶體的熔點(diǎn),從圖上可知道海波的熔點(diǎn)是48℃。
例4、“物體吸熱,它的溫度一定升高”,這種說法對嗎?
答:這種說法不對。在晶體熔化和液體沸騰過程中,物體吸熱但溫度保持它的熔點(diǎn)或沸點(diǎn)不變。
例5、“水的溫度升高到100℃,水就一定會沸騰起來。”這種說法對嗎?
答:不正確。
100℃時(shí)水不一定沸騰,只有在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點(diǎn)才是100℃,液體的沸點(diǎn)與氣壓有關(guān),氣壓增大,沸點(diǎn)升點(diǎn);氣壓減小,沸點(diǎn)降低。另外,即使在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水溫達(dá)到了100℃,水也不一定能沸騰。因?yàn)橥瓿梢后w沸騰,條件有兩個:一個是液體的溫度達(dá)到沸點(diǎn)。二是液體要繼續(xù)吸熱這兩個條件缺一不可。因此,不能說,液體達(dá)到了沸點(diǎn),就一定會沸騰。
例6、無論外界氣溫怎樣,為什么冰水混合物溫度一定是0℃呢?
答:因?yàn)楸蔷w,它在熔化時(shí)要不斷的吸收熱量,當(dāng)冰未全部熔化時(shí),溫度保持0℃不變。同理,水在凝固時(shí)要不斷對外放熱,在未全部凝固時(shí),溫度保持0℃不變。而當(dāng)外界氣溫高于0℃時(shí),只會促進(jìn)混合物中的冰熔化,但不能使混合物溫度上升。同理,當(dāng)氣溫低于0℃時(shí),只會促進(jìn)冰水混合物中的水凝固,溫度仍保持0℃不變。當(dāng)氣溫等于0℃,冰水混合物即不能吸熱,也不能放熱,溫度保持0℃不變,所以無論氣溫怎樣,冰水混合物的溫度一定是0℃。
例7、冬天,我們在窒外吐出陣陣“白氣”;夏天,打開冰糕的包裝紙,也會看到冰糕冒“白氣”。這些“白氣”是什么?它們的形成有什么共同點(diǎn)和不同點(diǎn)?
答:這些“白氣”都是小水珠。它們都是水蒸氣,遇冷放熱而成的,但它們形成小水珠時(shí)有所不同,冬天哈出的“白氣”是由于嘴里呼出的水蒸氣溫度比空氣溫度要高,呼出的水蒸氣遇冷的空氣就液化放熱而成小水珠。夏天冰糕冒“白氣”是因?yàn)橄奶鞖鉁乇缺鉁囟雀,冰糕周圍空氣中的水蒸氣對冰糕放熱降溫而液化成小水珠?/p>
例8、下列說法正確的是 ( )
A、擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子永不停息地做無規(guī)則的運(yùn)動
B、只有氣體之間才能擴(kuò)散
C、固體之間不能發(fā)生擴(kuò)散
D、擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子之間不存在作用力
分析與解:應(yīng)選擇A。擴(kuò)散現(xiàn)象能很好的說明:一切物體里的分子都在不停的做無規(guī)則的運(yùn)動,氣體、液體、固體都能擴(kuò)散。分子間存在相互的作用力(斥力和引力),這都是分子運(yùn)動論的基本內(nèi)容之一。本題只有A正確。
例9、在0°C的房間內(nèi),放在地面上的鉛球: ( )
A、具有動能 B、沒有機(jī)械能 C、具有內(nèi)能 D、沒有內(nèi)能
分析與解:機(jī)械能和內(nèi)能是兩種不同形式的能。機(jī)械能與物體的機(jī)械運(yùn)動的情況有關(guān)。物體由于機(jī)械運(yùn)動,被舉高或發(fā)生彈性形變,它就具有機(jī)械能,如果物體沒有運(yùn)動,物體就沒有動能,如果物體在地面上,又沒有發(fā)生彈性形變,物體就沒有勢能,沒有動能和勢能的物體,沒有機(jī)械能。
由于一切物體不論它的溫度高低如何,都具有內(nèi)能,本題答案是C。
例10、下列事例中,把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成物體內(nèi)能的是 ( )
A、用酒精燈加熱燒杯里的水 B、用電飯鍋?zhàn)鲲?/p>
C、點(diǎn)燃的爆竹升到空中 D、用打氣筒打氣,筒壁會發(fā)熱
分析與解:把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能的。選項(xiàng)A是用熱傳遞的方法改變物體內(nèi)能,應(yīng)排除;又選項(xiàng)B是電能轉(zhuǎn)化成物體內(nèi)能,不符合題意,也要排除在外。對物體做功,物體的內(nèi)能增加;物體對外做功,它的內(nèi)能減少。選項(xiàng)C是高溫高壓的燃?xì)鈱Ρ褡龉,燃(xì)獾膬?nèi)能減少,爆竹的機(jī)械能增加,是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的事例,只有選項(xiàng)D中,打氣筒打氣時(shí),壓縮氣體做功和克服摩擦做功,把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的。應(yīng)選擇答案D。
例11:下列說法中正確的是 ( )
A、一杯煤油用去一半,它的比熱減為原來的二分之一
B、吸收熱量多的物體比熱一定大
C、高溫物體放出的熱量一定多
D、質(zhì)量相同的水和煤油吸收了相同的熱量,煤油升高的溫度大于水升長高的溫度
分析與解:根據(jù)比熱是物質(zhì)的一種特性,選項(xiàng)A是錯誤的,從比熱的定義可知,比較兩個物質(zhì)的比熱大小,應(yīng)當(dāng)是在質(zhì)量,升高的溫度相同的條件下,比較它們吸熱的多少,選項(xiàng)B缺少條件。因此無法判定兩種物質(zhì)的比熱大小,物體放熱多少是跟它的比熱、質(zhì)量和降低溫度的多少三個因素有關(guān)。舉例來說,一桶質(zhì)量是100克的水,溫度從90°C降低到80°C,放出4200焦的熱量,若它從80°C降低到60°C,放出8400焦的熱量,可見高溫物體放出的熱量不一定多。
從熱量計(jì)算公式得到△,可以看到吸熱和質(zhì)量分別相同時(shí),物體升高溫度的多少,跟它的比熱成反比,因?yàn)?sub>,所以△t煤油>△t水,即煤油的升溫大于水的升溫。本題選D。
例12、把質(zhì)量為500克,溫度為40°C的鋁塊加熱到100°C,鋁塊吸收了多少熱量?如果這些熱量用來給水加熱,能使多少20°C的水升高到40°C?
解:鋁的比熱為
鋁塊從40°C升到100°C吸收的熱量為:
=
=2.64×104焦
水的比熱為
Q吸=c水m水(t-t0)
由此求出水的質(zhì)量
=0.31千克
答:鋁塊吸收了2.64×104焦熱量,能使0.31千克的水從20°C升高到40°C。
例13、利用太陽能將2000千克的水從15°C加熱到50°C,吸收的熱量是多少?相當(dāng)于完全燃燒多少千克的煙煤?(煙煤的燃燒值為2.9×107焦/千克)
解:水從15°C升高到50°C吸收的熱量
Q吸=c水m水(t-t0)
=
=2.94×108焦
完全燃燒的煤的質(zhì)量為
例14、質(zhì)量不同,初溫相等的大、小兩個鐵塊,吸收了相等熱量后將它們接觸,則大、小鐵塊之間有沒有熱傳遞,為什么?
答:物體之間有沒有熱傳遞,要看它們之間有沒有溫度差,設(shè)大小鐵塊的質(zhì)量為m1、m2吸熱后的溫度分別為t1、t2,初溫為t0,因?yàn)镼1=Q2,得到
∵ m1>m2 ∴(t1-t0)<(t2-t0)
又因?yàn)閠0相同,∴t1<t2,這就是說小鐵塊比大鐵塊的末溫高,因此會熱傳遞,內(nèi)能將從溫度高的小鐵塊傳向溫度低的大鐵塊。
第七單元 熱現(xiàn)象 內(nèi)能 專題練習(xí)
比熱是反映物質(zhì)的熱學(xué)特性的物理量,它表示質(zhì)量相同的不同物質(zhì),升高相同的溫度,吸收的熱量不同;或者說質(zhì)量相同的不同物質(zhì),吸收相同的熱量,它們升高的溫度不同的性質(zhì)。為此,我們?nèi)挝毁|(zhì)量的不同物質(zhì),都升高1°C時(shí)所吸收的熱量多少,來比較不同物質(zhì)的這種性質(zhì),因此引出了比熱的定義,這是每千克的某種物質(zhì),溫度升高1°C時(shí),所吸收的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱。
比熱是物質(zhì)的一種特性,對于某種物質(zhì),它的比熱是一定的,不同的物質(zhì),比熱是不同的。因此比熱表如同密度表一樣,可以供人們查閱。
比熱是物質(zhì)的一種特性,它是物質(zhì)本身所決定的,雖然某種物質(zhì)的比熱也可以用來計(jì)算,但某種物質(zhì)的比熱跟它吸、放熱的多少,質(zhì)量的大小升溫或降溫的多少無關(guān)。
改變物體內(nèi)能有兩種方法:做功和熱傳遞,一個物體溫度升高了,如果沒有其它已知條件,則無法區(qū)別是由于做功還是由于熱傳遞而使它的內(nèi)能增加,溫度升高的。例如:鋸條的溫度升高了,它既可以是由于摩擦做功,也可以采用放在火上烤的方法(熱傳遞),但不管它通過哪種方法,都達(dá)到了使鋸條的內(nèi)能增加,溫度升高的效果。也就是說:通過做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。因此,對改變物體的內(nèi)能,做功和熱傳遞是等效的。
溫度、內(nèi)能和熱量是三個既有區(qū)別,又有聯(lián)系的物理量。
溫度表示物體冷熱程度,從分子運(yùn)動論的觀點(diǎn)來看,溫度越高,分子無規(guī)則運(yùn)動的速度就越大,分子熱運(yùn)動就越激烈,因此可以說溫度是分子熱運(yùn)動激烈程度的標(biāo)志。這里還得說明一下單個分子的運(yùn)動是無意義的,我們這里指的都是大量分子的運(yùn)動情況。
內(nèi)能是一種形式的能。它是物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運(yùn)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概念,但又有密切的聯(lián)系,物體的溫度升高,它的內(nèi)能增大;溫度降低,內(nèi)能減小。
在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少,叫熱量。在熱傳遞過程中,熱量從高溫物體轉(zhuǎn)向低溫物體,高溫物體放出了多少焦的熱量,它的內(nèi)能就減少了多少焦,低溫物體吸收了多少焦的熱量,它的內(nèi)能就增加了多少焦。
溫度和熱量是實(shí)質(zhì)不同的物理量,它們之間又有一定的聯(lián)系。在不發(fā)生物態(tài)變化時(shí),物體吸收了熱量,它的內(nèi)能增加,溫度升高;物體放出了熱量,它的內(nèi)能減少,溫度降低。
物體內(nèi)所有分子做無規(guī)則運(yùn)動所具有的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能:兩者雖然都與運(yùn)動相對位置有關(guān),但它們的含義是不相同的。機(jī)械能是由物體的整體運(yùn)動的狀態(tài)和相對于地面的位置等所決定的,而內(nèi)能是由物體內(nèi)分子的熱運(yùn)動和分子間的相對位置所決定的。內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的分子動能和分子勢能的總和。
一切物體都具有內(nèi)能。但是一個物體不一定具有機(jī)械能。例如,停在水平地面上的汽車既沒有動能,也沒有勢能,因此它不具有機(jī)械能,但它有內(nèi)能。
物體內(nèi)能的大小跟物體內(nèi)分子的個數(shù),分子的質(zhì)量,熱運(yùn)動的激烈程度和分子間相對位置有關(guān)。一個物體它的溫度升高,物體內(nèi)分子運(yùn)動加快,內(nèi)能也就增大。
物質(zhì)內(nèi)分子之間的引力和斥力是同時(shí)存在的,引力和斥力都隨分子間的距離增大而
減小。當(dāng)分子間距離為某一值r0時(shí),引力等于斥力,此時(shí)分子間的距離大于r0時(shí),引力和斥力都要減;但斥力比引力減小得更快,此時(shí)引力大于斥力,引力起主要作用。當(dāng)分子間的距離小于r0時(shí),引力和斥力都將增大,但斥力比引力增大得快,此時(shí)斥力大于引力,斥力起主要作用。當(dāng)分子間的距離大于分子直徑的10倍時(shí),分子間的引力和斥力變得十分微弱,此時(shí)分子間的作用力可忽略不計(jì)。
1、物質(zhì)由氣態(tài)變成液態(tài)叫液化;物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)叫做升華;物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)叫凝華。液化、凝華過程放出熱量,升華過程吸收熱量。
2、液化有兩種方法,所有氣體溫度降低到足夠低時(shí),都可以液化;當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí),壓縮體積可使氣體液化。
總結(jié)上述的物態(tài)變化可知,物質(zhì)的三態(tài)可以互相轉(zhuǎn)化,為便于記憶,可用下圖幫助你。
2、沸騰是在液體內(nèi)部和表面上同時(shí)進(jìn)行的劇烈的汽化現(xiàn)象,液體在一定的溫度下才能沸騰。
液體沸騰時(shí)的溫度叫沸點(diǎn),不同液體的沸點(diǎn)不同,液體的沸點(diǎn)跟氣壓有關(guān),壓強(qiáng)增大,沸點(diǎn)升高,壓強(qiáng)減小,沸點(diǎn)降低。
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