專題十三熱和能

1、專題十三熱和能專題十三、熱和能一、選擇題 典例3：解析：設(shè)在穩(wěn)定狀態(tài)下，D處的溫度為T,則對(duì)于長(zhǎng)度為L(zhǎng)1的細(xì)棒，2=勺5(4。-/)4 ,對(duì)于長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的細(xì)棒，2=使"3叫4,聯(lián)立解得T=375K,選項(xiàng)A正確。七典例4.解答：加熱器在2分鐘內(nèi)所供應(yīng)的總熱量，等于水溫升高所吸收的熱量，加上散失到周 圍環(huán)境的熱量，即Pt=cm(TiTi)+Q若水溫變化不大，則散失到周圍環(huán)境的熱量與時(shí)間成正比。因此加熱器關(guān)掉1分鐘，從熱水散失 的熱量等于Q/2,此熱量等于熱水溫度下降1.0C所放出的熱量，即Q/2KmZkT從以上兩式可以解得Pt=cm(T2-Ti+2AT)Pt500x120.m=；kg=2

2、.0kgoc(T2 -7；+2A7') 4.2x10 x(5.0+2x 1.0)1 .答案：C解析：由于柏油路被曬得發(fā)燙，灑水后路面上水蒸發(fā)，使路面附近的空氣濕度增加, 身上的汗液蒸發(fā)變慢，使他感到更加悶熱，選項(xiàng)C正確。2 .答案：B解析：鏗毛的兩個(gè)表面的表面積增大，涂上膠水，增大內(nèi)胎和橡膠補(bǔ)丁接觸的表面積, 以充分發(fā)揮膠水的粘合作用，選項(xiàng)B正確。3 .答案：C解析：水泥路面暴露在太陽(yáng)下，冬夏溫度相差約50度，水泥路面熱脹冷縮。用長(zhǎng)木 條將水泥路面割斷成一塊一塊的，是為了防止由于熱膨脹導(dǎo)致路面損壞，選項(xiàng)C正確。4 .答案：B暖濕氣體遇冷液化，水蒸氣液化為小水珠，看似白煙，選項(xiàng)B正確。5

3、 .答案：C解析：使雪形成“含融雪鹽的雪”，“含融雪鹽的雪”熔點(diǎn)低于當(dāng)?shù)販囟龋寡┤刍? 選項(xiàng)C正確。6 .答案：C供熱管道每隔一段距離總呈現(xiàn)，-型的目的是為了避免管道因熱脹冷縮導(dǎo)致的損 壞，選項(xiàng)C正確。7 .答案：B解析：物體溫度均勻升高，物體均勻增大，a角不變，選項(xiàng)B正確。8.答案：B解析：灑水后地面溫度降低，但空氣的濕度增加，身上的汗較難蒸發(fā)，你會(huì)感到更加 悶熱，選項(xiàng)B正確。9 .答案：B解析：設(shè)一杯熱水質(zhì)量m,初始水溫為乃，容器內(nèi)冷水質(zhì)量M,初始水溫為乃，則 有m (Ti-n10*C) =McXl(TC, nic (71r216'C) = (M+m) cX6C, me (TiT

4、216*C- fC) = (M+2m) XtC,聯(lián)立解得fC=4C,選項(xiàng)B正確。10 .答案：A解析：選用沸點(diǎn)較高的豆油烹炸食品可在豆油溫度低于沸點(diǎn)時(shí)烹炸食品，減少油的蒸 發(fā)，節(jié)約用油。二.填空題L.答案：熱值 2500解析：“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可達(dá)煤氣的數(shù)十倍，這說(shuō)明“可燃冰”的 熱值很大。由Q=cmAt解得m=2500kgo2、答案：1062解析：冰的密度0.9乂10”8/式冰的熔化熱3.33乂10號(hào)/1。底面積為11112、 厚度為30米的冰山質(zhì)量為m= P Sh= 0.9X108 kg/msXlm2X30m=2. 7X104 kg,熔化需要熱量 Q=qm=3. 33X 105J

5、/kgX2. 7X104 kg=9X 109 J,由 98 瓦/米 2XnX24X3600X lm=9X 109 J 解得 n=1062 天。三.簡(jiǎn)答題1 .解析：（D為了維持座艙內(nèi)的氣壓與地面大氣壓接近，需要壓縮機(jī)不斷地將空氣壓入座艙 內(nèi)，在這一過(guò)程中，壓縮機(jī)對(duì)空氣做功，使空氣的內(nèi)能增大，溫度升高.（2）為了保持座艙內(nèi)適宜的溫度，還需要空調(diào)機(jī)來(lái)降溫.2.答案三個(gè)要點(diǎn)：（1）物體表面顏色越淺，反射熱輻射的能力越強(qiáng)，進(jìn)行熱輻射的能力越差；物 體表面顏色越深，反射熱輻射的能力越差，進(jìn)行熱輻射的能力越強(qiáng)。（2）石油液化氣在罐中貯存, 本身不產(chǎn)生熱。其溫度升高主要是因?yàn)槲諄?lái)自環(huán)境中通過(guò)熱輻射傳遞的熱

6、量。因此，為了避免 溫度升得過(guò)高，而將表面漆成銀白色，增強(qiáng)其反射熱輻射能力，減少吸收的熱量。（3）正常運(yùn)行 中的電力變壓器，會(huì)有極少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導(dǎo)致其溫度升高。當(dāng)變壓器的溫度比環(huán)境溫度高時(shí)，將其漆成顏色很深的灰黑色，有利于將熱量通過(guò)熱輻射的方式傳遞到環(huán)境中，從而避免自 身溫度升得過(guò)氤3.答案三個(gè)要點(diǎn)：（1）鍋體兩側(cè)火焰相同，在相同時(shí)間內(nèi)，湯料吸收的熱量近似相同。（2）但由于紅湯一側(cè)液面上方有一層油，使蒸發(fā)減慢，帶走的熱量較少。（3）兩邊湯料的質(zhì)量、主要成分以及初溫度幾乎相同，所以紅湯溫度升高得快，首先沸騰。4.答案：有三個(gè)要點(diǎn)：（D水結(jié)冰后，體積變大。（2）豆腐中含有水，冰凍以后，豆腐

7、中的小冰 塊把豆腐擠壓成蜂窩形狀。（3）待冰熔化成水后，豆腐中就留下了許多孔洞。四.綜合應(yīng)用題1解：（1）.減慢蒸發(fā)，從而減慢熱量損失。（2）.因?yàn)槿馄仨氈辽僭诖笥?0C的湯中保持2min, 在此期間，整體溫度將下降約2C,所以湯和肉混合后的溫度至少為廿82t.根據(jù)Q ir=Q故以及Q=crnAt可得c肉加肉("肉)=c湯(f M)至少需要湯的質(zhì)量加而kg=0.67kgoC肉加肉（f-f肉）_ 3.5 X 03 X 0.2X（82-22）%（%一）= 4.2x103x（97-82）2.解析：(1) .該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變。因?yàn)榧訜峁β拾l(fā)生改變后，水溫并 不會(huì)改變

8、，與周圍環(huán)境的溫度差也將不變，而其它條件也都未發(fā)生變化，所以散熱功率不會(huì)變化。(2) .由能量守恒定律可知：P電仁P"+0吸=P敗/+加根據(jù)題意可得：UIt= PU1I212= P tt/2+；H2z；代入數(shù)據(jù)，解得：；.=2.25X106J/kg«(3.)增大加熱功率(或電壓)、增大汽化水的質(zhì)量、換用更保溫的容器(減小散熱功率)、適當(dāng)增 大環(huán)境溫度、減小測(cè)量時(shí)間、多測(cè)幾組數(shù)取平均值。3.解析：(1),由這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性曲線可以看出在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為10005000r/min范圍內(nèi)，它 的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致成正比。(2) .設(shè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)為p。，發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V

9、禱，做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞的平均壓力F=poS,每個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞做的功Wo=FL=poSL=oV £4發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí)燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率P=W/t=2n poV ,4= poV辟所以，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為明做功沖程氣缸平均壓強(qiáng)P。大致相同時(shí)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率P與發(fā) 動(dòng)機(jī)排量V排成正比。(3) .由這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性曲線可知，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=200i7mh】時(shí)，其輸出功率約為37kV。PsPsX100%=504%oxioo%= xioo%=xioo%=唯。放q汽油機(jī)夕汽油0油%2P由 P= poV 可得po=L11X 106Pa。4 .解：攪拌機(jī)每秒鐘使水增加的內(nèi)能：E=Pt

10、n =900xlx0.8J=720J.BJ水吸收熱量Q=E,n 7?0由Q=cmt可知，這些能量可以使水溫度升高：1r=-C=0.3可3cm 4.2xl0. x0.5只需在圖中找出水冷卻時(shí)溫度隨時(shí)間變化的快慢等于0.343C/秒的位置，對(duì)應(yīng)的點(diǎn)所表示的溫度即 為水的最終溫度。在圖中作直線AB,使沿AB的溫度變化快慢等于0.343C /秒，作AB的平行 線"B，與圖線相切，讀出切點(diǎn)P的縱坐標(biāo)，可知水的最終溫度為30C。說(shuō)明根據(jù)作圖的情況，答案在27933c均給分。 (4分)5 .解答：(9分)該發(fā)動(dòng)機(jī)每秒鐘做功：Wi=P.t=120千焦w每秒鐘曲軸完成6000 / 60= 100轉(zhuǎn)飛輪

11、每轉(zhuǎn)動(dòng)半周里，發(fā)動(dòng)機(jī)做的功w=- =600Jo100x2每個(gè)氣缸工作容積V=0.5L,每個(gè)做功沖程里，氣體做功為、V= p4V= px0.5L=600焦可得p=L2xl()6帕6 .解析：由能量守恒定律知加熱系統(tǒng)產(chǎn)生的功率P="Q+Po.t其中in為300秒內(nèi)收集到的水的質(zhì)量，Q為每千克100攝氏度的水汽化所需吸收的熱量，Po為損失的功率。利用表中數(shù)據(jù)可以得到兩個(gè)方程：285X 10-3=空4匚。+20.100X 10-3=與"_。+尸0.聯(lián)立解得 Q=2.3125X106Jo3007 .解析：(1.這些水需要吸收熱量：Q=cm(t2ti)= 4.2X l(PX3X(100

12、20)J=1.0X 106J»(2). 1.0X106J=0.28®,可以節(jié)省電費(fèi)：0.28X(0.480.30)X30元=15元。8 解析：(1).灶前沼氣的壓強(qiáng)。水gh 水=L0X 103kg/m3X 10N/kgX0.06m=6.0X 102Pa=0.6kPa 因?yàn)閜>0.5kPa,因此可以使用這個(gè)沼氣池中的沼氣來(lái)正常燒火做飯。(2) .可采取的措施有：通過(guò)進(jìn)料口向沼氣池中加水、加料或向水壓池中加水等。如果通過(guò)進(jìn) 料口向沼氣池中加適量的熱水，則效果更佳。(3) .一般說(shuō)來(lái)，燃?xì)庠钫９ぷ鲿r(shí)，燃?xì)獾娜紵呛艹浞值模覀兛梢砸暈槿細(xì)馔耆紵?；?把當(dāng)時(shí)的大氣壓看作是

13、1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。水吸收的熱量。啜R 水用水，水=4.2X103x2.5X (10020)J=8.4X105J.燃?xì)庠钏懦龅臒崃縌放=Pt=4.0X KPx 10X 60J=2.4X 106右爐燒水的效率。=久 x 100% = -SX1(), X 100%=35% o。放2.4X106(4)提高燃?xì)庠顭嵝实脑O(shè)想如下：適當(dāng)選用額定流量較大的爐具以縮短加熱時(shí)間，從而縮短向環(huán)境散熱時(shí)間，以減少熱損失；及時(shí)清除水壺底部的水垢，以加快熱傳遞；燒水時(shí)，水壺最 好加蓋。9、(18分)解答：(1).通常情況下，由于濕棉紗上的水蒸發(fā)吸熱，使?jié)駵囟扔?jì)的測(cè)溫泡溫度低于周圍大氣溫度，進(jìn)而濕溫度計(jì)的示數(shù)比干溫度計(jì)的示

14、數(shù)稍低。(2).先分別讀取干、濕兩支溫度計(jì)的示數(shù)門、 然后轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)盤，當(dāng)內(nèi)盤上的溫度值h與 外盤上的溫度值f2對(duì)準(zhǔn)時(shí)，“相對(duì)濕度”的箭頭所指數(shù)值即為相對(duì)濕度值。(3)C理由如下：中午將內(nèi)盤干溫度計(jì)26C刻度轉(zhuǎn)到濕溫度計(jì)22c刻度線對(duì)齊，內(nèi)盤 轉(zhuǎn)過(guò)的角度為例，晚上將內(nèi)盤干溫度計(jì)16，C刻度轉(zhuǎn)到與濕溫度計(jì)12刻度線對(duì)齊，內(nèi)盤轉(zhuǎn)過(guò)的角 度為仍，由圖4丙可得，&仍，所以表示相對(duì)濕度的箭頭在中午指示的相對(duì)濕度較大。10.解：(1)該型號(hào)熱量表能測(cè)量的最大供熱功率= 4.2xl(/j/(kgoC)xl03kg/m3x2.5m3x50oC_ 16x0、W3600s(2)平均每小時(shí)從暖氣中得到的熱量Q

15、=水夕水V4=4.2xlJ/(kg )xlG'kg/nr x0.777m3 x(52.5-49.7)=9.14xl06J o 4 分相當(dāng)于完全燃燒天然氣的體積為：462：需煮明雙心4分(3)分析原理可知，為了提高房間內(nèi)暖氣片放出熱量的速度，只需調(diào)節(jié)“水量調(diào)節(jié)閥”，加大熱水瞬時(shí)流量即可-2分(4)熱量表的耗電功率為n W UQ 3.6V x2Ax 3600s -益.Ph = = = 1.6xlOW2 分f f 5 x 365 x 24 x 3600s(5)相當(dāng)于節(jié)約的天然氣體積為4x 109m3x30%x20% =2.4x 108m32分 11解析：1、實(shí)驗(yàn)步驟：(1)用調(diào)好的天平測(cè)量小燒杯的質(zhì)量mi；2分(2)用小燒杯盛取足量的水，再用天平測(cè)量小燒杯和水的質(zhì)