2018年物理热和能.doc

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1、物理热和能例题1：某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是100cm2，做功冲程中活塞移动的距离是50cm，气体的平均压强是5×105Pa．气体一次膨胀对活塞做的功是多少J；若汽油机的飞轮的转速是1200r/min，则汽油机的有用功率是多少W？汽油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g，则汽油机的效率是多大？解：（1）由p=F/S得，燃气对活塞的平均压力：F=pS=5×lO5Pa×100×10﹣4m2=5000N；一个做功冲程中燃气对活塞做的功：W=Fs=5000N×0.5m=2500J；（2）曲轴每转两圈对外做功一次，所以lmin转动1200周，要做功600次，所以P===25000

2、W=25kW；（3）该汽油机每次做功耗汽油产生的热量是：Q=mq=0.2×10﹣3kg×4.6×l07J/kg=9200J；效率：η=×100%=×100%≈27.2%．例题2：有一加热到较高温度的热铜球，现用两种方法对其冷却．第一种方法是用100g的20℃的冷水将球放入其中待热交换彻底后得到温度为t1．第二种方法是现将球放入50g的20℃一杯冷水中待平衡后在取出放入第二杯同样的50g的20℃的冷水中待平衡后得到球的温度为t2．整个过程忽略一切热量的损失．试比较t1、t2的大小（　　）A．t1＞t2B．t1＜t2C．t1=t2D．无法比较分析：当我们把热铜球放入100g20℃的水中，让其充分

3、的热交换，也就是热传递，水的最终温度会远大于20℃，因为在热铜球降温放出热量的同时，水吸收热量，温度升高！而我们两次将热铜球放入50g20℃的水中，第一次热铜球发生热传递，放出热量，其最终温度同样远高于20℃，此时若将第二杯水倒入第一杯水中，第二杯水还会吸收第一杯水放出的热量，但事实是将铜球取出，将铜球放入50g20℃的第二杯水中，发生热传递，所以，水能吸收更多的铜球放出的热量，因此，其最终温度便会更低．:第一种方法与第二种方法的区别在于：第二种方法将铜球的一部分热量传递给里第一杯50g20℃的水中，使其升温更高，吸热更多．故BCD错误．故选A例题3：有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球

4、放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了Δt。把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则甲球比热C甲和乙球比热C乙大小的关系是()　 A．C甲＞C乙    B．C甲＜C乙    C．C甲=C乙      D．以上三种情况都有可能分析：分析解答：设两个金属球的质量为m，温度为t，甲球与热水混合后的温度为t，乙球与热水混合后的温度为t2，则有t2＜t1。根据热平衡方程：Q吸=Q放有c甲m(t1-t)=c水m水Δt            (1)c乙m(t2-t)=c水m水Δt            (2)①÷②得∵t2＜t1，则t2-t＜t1-t∴c甲＜c乙。正确的答案应选B例题3：

5、将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，又向容器内倒入同样的一杯热水，冷水的温度又升高了6℃，如果再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水的温度可再升高摄氏度分析：三次热平衡的过程，根据热平衡公式可以列出这三个热平衡公式，综合三式即可以解出：设容器内冷水的质量为，初温度为，每杯热水的质量为，初温度为，则．第一次把热水倒入冷水中有：……①第二次把热水倒入冷水中有：……②有①式和②式解得：，℃……③第三次再把热水倒入冷水中：把③式代入上式得：再升高的温度为：℃热和能练习训练一、选择题(每题4分，共计40分）图11、三个相同的热源分布在一横放着的圆筒内，如图1圆筒的侧壁和一个底部均绝

6、热，另一个底部开口并被导热膜封住，用另两个导热膜在圆筒内隔出两个竖囱，从而将三个热源互相隔开并形成A、B、C三个独立单元区域，假设周围环境的温度恒定，并且传导的热功率与温差成正比，每个独立单元区域内空气的温度均匀，A、B、C三个独立单元区域的温度与周围环境的温度差分别为△tA，△tB和△tC，则△tA：△tB：△tC为（）A．3：2：1B．6：3：2C．5：3：1D．6：5：32、如图2为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可以在N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（　　）A．外界对气体做功，气体内能增大图2B．外界对气体做功

7、，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小3、现需要12kg，43℃的温水，但只有17℃的冷水和95℃的热水．现用质量为m1的17℃的冷水与质量为m2的95℃的热水混合成12kg的43℃的温水，则（　　）A．m1=2kg，m2=10kgB．m1=4kg，m2=8kgC．m1=6kg，m2=6kgD．m1=8kg，m2=4kg4、如图3所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没