6.电热器工作时.能量的转化是: . 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1)小明认为:电风扇工作时,电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、摩擦等产生的内能。其中转化为机械能所做的功是__________,转化为内能所做的功是__________。(选填“有用功”或“额外功”)为了粗略探测电风扇正常工作的电能转化效率,小明用一个铭牌上标有额定电压为U,但其它字迹不清的小型直流电风扇来进行实验,实验设计如下:
(2)按如图所示连接好电路(图中为电风扇),闭合开关,叶片转动,移动变阻器滑片至某一位置时,叶片刚好不转动,读出此时电压表和电流表的示数分别为U0、I0,则线圈导体的电阻为_________;
(3)向_________(选填“左”或“右”)移动变阻器滑片,使电压表示数为额定电压U,读出此时电流表的示数为I;
(4)若忽略摩擦,只考虑线圈发热损耗,则电风扇正常工作时电能转化效率的表达式η=______________(用测出的已知量表示)。

查看答案和解析>>

焦耳

  焦耳(James Prescort Joule,1818~1889)英国杰出的物理学家。1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德。父亲是个富有的啤酒厂厂主。焦耳从小就跟父亲参加酿酒劳动,学习酿酒技术,没上过正规学校。16岁时和兄弟一起在著名化学家道尔顿门下学习,然而由于老师有病,学习时间并不长,但是道尔顿对他的影响极大,使他对科学研究产生了强烈的兴趣。1838年他拿出一间住房开始了自己的实验研究。他经常利用酿酒后的业余时间,亲手设计制作实验仪器,进行实验。焦耳一生都在从事实验研究工作,在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均作出了卓越的贡献。他是靠自学成为物理学家的。

  焦耳是从磁效应和电动机效率的测定开始实验研究的。他曾以为电磁铁将会成为机械功的无穷无尽的源泉,很快他发现蒸汽机的效率要比刚发明不久的电动机效率高得多。正是这些实验探索导致了他对热功转换的定量研究。

  从1840年起,焦耳开始研究电流的热效应,写成了《论伏打电所生的热》、《电解时在金属导体和电池组中放出的热》等论文,指出:导体中一定时间内所生成的热量与导体的电流的二次方和电阻之积成正比。此后不久的1842年,俄国著名物理学家楞次也独立地发现了同样的规律,所以被称为焦耳-楞次定律。这一发现为揭示电能、化学能、热能的等价性打下了基础,敲开了通向能量守恒定律的大门。焦耳也注意探讨各种生热的自然“力”之间存在的定量关系。他做了许多实验。例如,他把带铁芯的线圈放入封闭的水容器中,将线圈与灵敏电流计相连,线圈可在强电磁铁的磁场间旋转。电磁铁由蓄电池供电。实验时电磁铁交替通断电流各15分钟,线圈转速达每分钟600次。这样,就可将摩擦生热与电流生热两种情况进行比较,焦耳由此证明热量与电流二次方成正比,他还用手摇、砝码下落等共13种方法进行实验,最后得出:“使1磅水升高1°F的热量,等于且可能转化为把838磅重物举高1英尺的机械力(功)”(合460千克重米每千卡)。总结这些结果,他写出《论磁电的热效应及热的机械值》论文,并在1843年8月21日英国科学协会数理组会议上宣读。他强调了自然界的能是等量转换、不会消灭的,哪里消耗了机械能或电磁能,总在某些地方能得到相当的热。这对于热的动力说是极好的证明与支持。因此引起轰动和热烈的争议。

  为了进一步说服那些受热质说影响的科学家,他表示:“我打算利用更有效和更精确的装置重做这些实验。”以后他改变测量方法,例如,将压缩一定量空气所需的功与压缩产生的热量作比较确定热功当量;利用水通过细管运动放出的热量来确定热功当量;其中特别著名的也是今天仍可认为是最准确的桨叶轮实验。通过下降重物带动量热器中的叶片旋转,叶片与水的摩擦所生的热量由水的温升可准确测出。他还用其他液体(如鲸油、水银)代替水。不同的方法和材料得出的热功当量都是423.9千克重·米每千卡或趋近于423.85千克重·米每千卡。

  在1840~1879年焦耳用了近40年的时间,不懈地钻研和测定了热功当量。他先后用不同的方法做了400多次实验,得出结论:热功当量是一个普适常量,与做功方式无关。他自己1878年与1849年的测验结果相同。后来公认值是427千克重·米每千卡。这说明了焦耳不愧为真正的实验大师。他的这一实验常数,为能量守恒与转换定律提供了无可置疑的证据。

  1847年,当29岁的焦耳在牛津召开的英国科学协会会议上再次报告他的成果时,本来想听完后起来反驳的开尔文勋爵竟然也被焦耳完全说服了,后来两人合作得很好,共同进行了多孔塞实验(1852),发现气体经多孔塞膨胀后温度下降,称为焦耳-汤姆孙效应,这个效应在低温技术和气体液化方面有广泛的应用。焦耳的这些实验结果,在1850年总结在他出版的《论热功当量》的重要著作中。他的实验,经多人从不同角度不同方法重复得出的结论是相同的。1850年焦耳被选为英国皇家学会会员。此后他仍不断改进自己的实验。恩格斯把“由热的机械当量的发现(迈尔、焦耳和柯尔丁)所导致的能量转化的证明”列为19世纪下半叶自然科学三大发现的第一项。

选自:《物理教师手册》

打印本文


查看答案和解析>>

如图33是空气能热水器的原理图。给空气能热水器供电,压缩机工作,压缩从蒸发器流出的制热气体,气体温度升高到120℃以上,高温气体流入冷凝器,加热冷凝器内的冷水,冷水温度升高到60℃,流入保温桶,同时流入冷凝器内的高温气体,放出热量液化,再进入蒸发器吸收空气中的热量而汽化。根据以上内容完成以下题目

(1)冷水流过空气能热水器的冷凝器,水温度升高,这是利用________方式增加水的内能。从蒸发器流出的制热气体,流经压缩机,气体温度升高,_______能转化为内能。

(2)利用功率为1000W的电热水器,工作70分钟理想情况下能将20kg18℃的水加热到68℃。

①求:电热水器电流做功(W=Pt)和水吸收的热量,从计算的结果你发现了什么规律?

②若用1000W的空气能热水器,加热同样多的水只需工作20分钟,蒸发器从空气中吸收的热量是多少(电流经压缩机做的功W,蒸发器从空气吸收的热量Q1,冷水从冷凝器吸收的热量Q2,存在这样的规律:Q2=W+Q1,热量损失不计)?

③从空气吸收的热量由完全燃烧焦炭来提供,相当于节约需要多少焦炭?(焦炭的热值为3×107J/kg)

       

                                                  

查看答案和解析>>

电冰箱已经是普遍使用的家用电器。

(1)下图是居民家电冰箱的插头和插座。冰箱正常工作时插头上标有字母L、N的两脚间的电压是 V

(2)某冰箱的输入总功率为200W,如果该冰箱压缩机每天工作8h,那么每天的耗电量是      度。请你说出一条有关冰箱安全用电的具体措施:                          。

(3)夏天打开冰箱门时,在冰箱门附近常常出现“白气”,形成“白气”的物态变化过程是       ,这一过程要         热量(选填“吸收”或“放出”)。

(4)冰箱工作时虽然能够把冰箱内的内能从低温环境转移到高温环境,但这一过程必需消耗        能。这说明能量转移和转化是有            性的。

(5)现代冰箱使用的是R134a、环丙烷等新式制冷剂替代氟利昴,可以避免对地球大气层上部的           造成破坏,从而阻止阳光中过多的            到达地面,避免地球生态环境的进一步恶化。

 

查看答案和解析>>

电冰箱已经是普遍使用的家用电器。
(1)下图是居民家电冰箱的插头和插座。冰箱正常工作时插头上标有字母L、N的两脚间的电压是 V

(2)某冰箱的输入总功率为200W,如果该冰箱压缩机每天工作8h,那么每天的耗电量是      度。请你说出一条有关冰箱安全用电的具体措施:                          。
(3)夏天打开冰箱门时,在冰箱门附近常常出现“白气”,形成“白气”的物态变化过程是       ,这一过程要        热量(选填“吸收”或“放出”)。
(4)冰箱工作时虽然能够把冰箱内的内能从低温环境转移到高温环境,但这一过程必需消耗       能。这说明能量转移和转化是有           性的。
(5)现代冰箱使用的是R134a、环丙烷等新式制冷剂替代氟利昴,可以避免对地球大气层上部的          造成破坏,从而阻止阳光中过多的           到达地面,避免地球生态环境的进一步恶化。

查看答案和解析>>


同步练习册答案