量:
∵Q吸=Q放 即4.2×10m△t=Q放
由此判断:3和“/min”之间的符号如果是代表质量,它的意义应该是千克(符号kg),考虑到1千克水的体积是1升,所以,这个符号一定是字母L
的小写“l”,而不是数字“1”。因此正确的数字和单位是3升/分(3L/min)。分析温升25℃和55℃两种情况可以印证这个结论。
3.由关系式Q放=cm△t和热水产生率表可知升温25℃时水每分钟吸收的热量和燃气放出的热量:
同理,升温55℃时水吸收的热量: Q吸=4.2×103×2×55=4.62×105(J) 燃气每分钟放出的热量: Q放=6.17×105J
答:升温25℃和55℃时的热效率分别是85%和75%;因为温升较高时,热量损失多,所以热效率较低。
例2 经验表明,自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%;从太阳能手册中查到,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103焦/米2·秒。如果晒水
箱内的水大约有40千克,晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5米2,请计算,要使水温上升30℃需要多长时间。
答案:η─热水器效率,m─水的质量,R─单位面积,单位时间,地面接收的热量, S─晒水箱面积,△T─水的温升,C─水的比热,△t─所用时间。 在△t时间内水所接收的辐射热
使水温上升△T所需热量
由 Q=Q' (3)
把数值代入,得 △t=5333秒 (5) t=1小时29分 比热容辅导
例1 有一堆从河中捞出的温砂子,测得其比热容为1.2×103焦/(千克.℃)。已知干砂子的比热容为0.9×103焦/(千克.℃),则按质量说,这堆砂子含水的百分比是多少?
答案:m1;干砂子的质量,m2;水的质量,m;砂子和水的混合物的质量;
c1;干砂子的比热容,c2;水的比热容,c;砂子和水的混合物的比热容;Q1;干砂子吸收的热量,Q2;水吸收的热量,Q;砂子和水的混合物吸收的热量;
△t;温度差。
砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的热量可以表示为: Q=c(m1+m2)△t (1) Q1=c1m1△t (2) Q2=c2m2△t (3) 由这三个式子可以解出
代入数值后,得
例2 质量和初温都相同的甲、乙两个物体,先把甲放入一杯冷水中,热平衡后水的温度升高了△t℃,把甲取出后立即把乙放入此杯水中,热平衡后水温又升高了△t℃。若忽略热损失,甲、乙两种物质哪个比热大?
答案:甲的比热小于乙的比热。 热机辅导
例1 一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机,汽缸的直径为95毫米,活塞冲程为127毫米,第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛/厘米2,飞轮的转数是1200转/分,这台发动机的功率是多少瓦?
答案:活塞面积S=πr2=3.14×(9.5/2)2=70.85(厘米)2 (1) 活塞受到的压力F=PS=196×70.85≈1.389×104(牛) (2) 燃气对活塞每次做功W=Fh=1.389×104×0.127 ≈1764(焦) (3)
曲轴每转一周两个气缸做功,每分钟发动机做功次数 n=1200×2=2400(次/分) (4)
每次做功所用时间t=1/n=1/2400(分/次) =0.025(秒/次) (5)
例2 热机是将燃料的内能转化为机械能的装置,热机的应用和发展推动了社会的进步。热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量,并且对环境造成一定程度的污染。请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失,同时指出造成哪些环境污染。
答案:热机排出的气体仍有较高的温度,因此要损失一部分内能;燃烧不充分、克服摩擦做功造成能量损失;对大气造成污染。
分子运动及内能
例1炎热的夏天,当你走在晒得发烫的柏油路上时,刚巧来了一辆洒水车,洒湿了路面。这时你会感到更加闷热,产生这种感觉的主要原因是:( ) A. 洒水车中的水经过曝晒,内能增加,温度很高 B. 洒水后空气的湿度增加,身上的汗较难蒸发
C. 地面上的水反射了阳光,使身体得到更多的热量 D. 水蒸发时把地面的热带
到了人的身上
例2小峰想利用电冰箱降低室温:他先将电冰箱的门打开,然后接通电源。他这样做,可以达到降低室温的目的吗?为什么?
答案:不能.因为电冰箱的制冷机工作后,冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低,吸收空气的热量,与此同时,冰箱外部的冷凝器温度升高,将热量传给空气,室内空气的热量只是被冰箱吸收后又被放出,所以室温不会降低.
例3 氧原子的大小约是( )
A 3×10-10埃 B 3埃 C 3×10-10m D 3×1010m 答案:B,C
例4 0℃的冰块全部熔化成0℃的水,体积将有所减少,比较这块0℃的冰和熔化成的水所具有的内能,下列说法中正确的是()
A 它们具有相等的内能 B 0℃的冰具有较大的内能 C 0℃的水具有较大的内能落石出 D 无法确定
答案:C
例5气象站测量气温用的温度计装在百叶箱中。百叶箱是什么颜色的?为什么?如果装在封闭的箱子中会有什么弊病?为什么?如果露天放置会有什么弊病?为什么?
答案:百叶箱是白色的。如果是其他颜色的,阳光照射时会使箱内空气的温度明显高于箱外气体的温度,测出的温度不是环境中空气的温度。如果把温度计装在封闭的箱中,测出的也不是环境的的气温。这是由于空气不流通,箱子内外的气温并不相等。如果把温度计露天放置,测量出来的同样不是气温。这是由于阳光直接照射时,温度计本身的温度不等于周围空气的温度。
例6 我国北方为了室内采暖,用管道将热水从锅炉输往室内。在管道上方的天花板上常可看到被“熏”黑的痕迹。
1.根据你学过的物理知识,解释形成这种黑迹的原因。 2.提出一种观察或实验的方法,用以判断上述解释的正确性。
答案:1.热水管道附近空气温度较高,密度较小,上升,对流加快,空气中的微尘附着在天花板上,形成黑迹。
2.居住单元通往楼道的门比较严实,但门和墙之间仍有小缝,外面的风经常吹进来,这种门缝附近的墙壁上,也有类似黑迹。这种现象支持了上述的解释。
例6 超市里出售的冷冻食品的塑料包装盒通常选用白色的,并在盒子的底部压制出一
些几何图案的凹凸槽,这主要是为了( )
A.既轻便又美观
B.既保温又增强抗形变能力 C.减少食品与包装盒的接触面积 D.避免食品受污染 答案:B
例7 当盛油的厚壁钢瓶内压强很大,相当于大气压的1万到2万倍时,虽然瓶壁无裂良,瓶内的油依然能从进而渗出,这是因为:[ ]
A、金属原子间有空隙;B油分子被压小了;
C油分子不停地做无规则运动;D金属原子不停地做规则运动。 答案:A