一、初中物理热学问题求解方法
1.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高( ) A.9℃ 【答案】C 【解析】 【详解】
设一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,因不计热损失,所以,由Q=cm△t可得:Q放=Q吸,即:
c
解得:
△t热=2△t冷=2×21℃=42℃,
据此可设t冷=0℃,则t=21℃,
t热=21℃+42℃=63℃,
若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒则:
c
B. 8℃
C. 6℃
D. 5℃
1m△t热=cm△t冷, 23杯热水,43m(t热-t′)=cm(t′-t冷) 4即
3(63℃-t′)=t′-0 4t′=27℃,
解得:
所以,冷水温度将再升高:
△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
故C符合题意。
2.水是人类生存环境的重要组成部分。水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。以下关于水的说法错误的是( ) ..
A.相同质量0℃水的体积大于0℃冰的体积 B.相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能
C.水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力 D.今年12月11日我县第一次出现霜林尽染的美景,说明气温已经低于0℃ 【答案】A 【解析】 【详解】
A.根据??合题意;
m和?水??冰得质量相同的0℃水的体积小于0℃冰的体积,故A错误,符V
B.0℃水放热凝固成相同质量的0℃冰,所以相同质量0℃水的内能大于0℃冰的内能,故B正确,不符合题意;
C.水蒸气很容易被压缩,说明气体分子之间的距离很远,几乎没有作用力,故C正确,不符合题意;
D.霜是水蒸气遇冷凝华而成的,在标准大气压下水的凝固点是0℃,而霜的形成需要的温度更低,所以霜的形成,说明气温已经低于0℃,故D正确,不符合题意。
3.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。根据图像分析,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两种物质可能是松香和萘 B.甲物质在a、b两点时,温度和内能都相同 C.甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多 D.甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A.从图象可以看出,甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变,所以均为晶体。松香是非晶体,萘是晶体,所以甲、乙不可能是松香,故A错误;
B.甲物质在a点开始熔化,b点熔化完成,在熔化过程中温度保持不变,但是继续吸热,所以b点的内能大于a点的内能,故B错误; C.读图可知,甲熔化持续的时间为
20min?10min=10min
乙熔化持续的时间为
27min?17min=10min
二者时间相同,说明吸收热量相同,故C错误;
D.甲、乙两种物质在固态时,同样加热10min,吸收相同的热量,甲的温度高于乙的温
Q吸 ,在吸收热量和质量相等时,比热容和温度成反比,所以甲的比热容m?t小于乙的比热容,故D正确。 故选D。
度,根据c?4.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得(已知c水?c液体)
A.乙物质是水 ℃) (kg·
C.甲的放热能力比乙强 【答案】C 【解析】 【详解】
B.另一种液体的比热容为8.4×103J/D.乙比甲更适合作汽车发动机的冷却液
A.由题意可知,在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,由题中的图象可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据热量的计算公式Q放?cm?t可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,温度降低得多的比热容小;所以甲液体的比热容大,所以甲液体是水;故A项不符合题意;
B.由题图可知:甲乙两种液体的初温是60℃,放热15分钟后甲液体的末温是40℃,乙液体的末温是20℃,则水放出的热量:
Q水放?c水m水?t水?4.2?103J/(kg?℃)?m水?(60℃?40℃);
乙放出的热量:
Q乙放?c乙m乙?乙t?c乙?m乙?(60℃?20℃);
而水和乙液体的质量相同,即m水?m乙;在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,则有:
4.2?103J/(kg?℃)?m水?(60℃?40℃)?c乙?m乙?(60℃?20℃);
3解得,c乙?2.1?10J/(kg?℃);故B项不符合题意;
C.由于甲液体的比热容大,所以甲的放热能力比乙强,故C项符合题意;
D.由于水的比热容比较大,所以水比较适合用作发动机的冷却液;即甲比乙更适合作汽车发动机的冷却液;故D项不符合题意。