题目列表(包括答案和解析)
3、两个系统达到了热平衡是指
[说明]热平衡概念不仅适用于相互作用的系统,也适用于两个原来没有发生过作用的系统。因此可以说,只要两个系统在接触时他们的状态不发生变化,我们就说这两个系统原来是
2、 平衡态与非平衡态 (可以举例说明什么是平衡态与非平衡态)
[补充说明]
① 在外界影响下,系统也可以处于一种宏观性质不随时间变化的状态,但这不是平衡态。比如:一根长铁丝,一端插入1000C的沸水中,另一端放在00C恒温源中,经过足够长时间,温度随铁丝有一定的分布,而且不随时间变化,这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外界的影响,当撤去外界影响,系统各部分的状态参量就会变化。
② 热力学系统的平衡态是一种动态平衡,组成系统的分子仍在做无规则运动,只是分子运动的平均效果不随时间变化,表现为系统的宏观性质不随时间变化。而力学中的平衡是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动
③ 平衡态是一种理想情况,因为任何系统完全不受外界影响是不可能的。系统处于平衡态时,由于涨落,仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。
1、 状态参量:在研究系统的各种性质(包括几何性质、力学性质、热学性质、电磁性质等等)时需要用到一些物理量,例如,用体积描述它的几何性质,用压强描述力学性质,用温度描述热学性质,等等。这些 ,叫做系统的状态参量。
5、掌握温度的定义,知道什么是温标、热力学温标,以及热力学温度的表示。理解摄氏温度与热力学温度的转换关系。
重点难点: 热平衡定律又叫热力学第零定律是本节的重点
学习方法: 自主学习,合作完成、教师点拨
学习过程:
[导读与导思]仔细反复研读教材初步掌握本节内容,完成下列任务
4、知道常见温度计的构造,会使用常见的温度计
3、理解温度的意义
2、理解热平衡的概念及热平衡定律,体会生活中的热平衡现象。了解热力学温度的应用
11.(江苏) 电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,它们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同.图14-5-8甲为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝 R1、R2?和自动开关S.
图14-5-8
(1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态?
(2)用电器由照明电路供电(U=220 V),设加热时用电器的电功率为 400 W,保温时用电器的电功率为 40 W,则 R1和 R2分别为多大?
(3)若将图甲中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图乙所示,其他条件不变,求该用电器工作1小时消耗的电能.
解析:(1)S闭合,处于加热状态,S断开,处于保温状态.
(2)由甲功率公式得
联立以上两式得R1=121ΩR2=1 089 Ω.
(3)W=P1+P2
=0.22 kW·h(或7.92×105J).
10.(重庆理综) 三只灯泡L1、L 2和L 3的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V,它们的额定电流都为0.3 A.若将它们连接成图14-5-7 甲、乙所示电路,且灯泡都正常发光.
图14-5-7
(1)试求图甲电路的总电流和电阻R2消耗的电功率;
(2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能.
解析:(1)由题意,在图甲电路中:
电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9 A
U路端=E-I总r=2.55 V
U R2=U路端-UL3=0.55 V
IR2=I总=0.9 A
电阻R2消耗功率PR2=IR2UR2=0.045W.
(2)图甲电源提供的电功率:P总=I总E=0.9×3 W=2.7 W
图乙电源提供的电功率:P总′=I总′E′=0.3×6 W=1.8 W
由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而P总′<P总
所以图乙比图甲电路节能.
9.电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具,某厂生产的一种电动自行车,设计质量(包括人)为m=80 kg,动力电源选用能量存储为“36 V10 Ah”(即输出电压为36 V,工作电流与工作时间的乘积为10 Ah)的蓄电池(不计内阻),所用电动机的输入功率有两挡,分别为P1=120 W和P 2=180 W,考虑到传动摩擦以及电机发热等各种因素造成的损耗,电动自行车行驶时的功率为输入功率的80%,如果电动自行车在平直公路上行驶时所受阻力与行驶速率和自行车对地面的压力都成正比,即Ff = kmgv,其中k=5.0×10-3S·m -1,g取10 m/S 2.求:
(1)该电动自行车分别选用两挡行驶时,行驶的最长时间分别是多少?
(2)电动自行车在平直公路上能到达的最大速度;
(3)估算选用“功率高挡”时电动自行车在平直公路上的最大行程.
解析:(1)根据公式P=IU,可得两挡电流分别为:,I2=5
A
再根据电池容量可得:,
.
(2)当电动自行车以最大功率行驶且达匀速运动时速度最大,有F牵=kmgvm
而
联立以上两式得:.
(3)忽略电动自行车的启动和减速过程,可认为电动自行车能以最大速度行驶2 h,即sm=vmt=6×3 600×2m=43.2km.
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