3、关于晶体和非晶体的熔化,下面说法中错误的是 ( )
A、晶体有熔点,非晶体没有熔点 B、晶体熔化过程中温度不变,非晶体熔化过程中温度不断升高
C、晶体熔化时不需要吸热,非晶体熔化时要吸热 D、晶体和非晶体的熔化都是物质由固态变成液态的过程
2、把0℃的冰放进0℃的水中,若它们与外界不发生热传递,则: ( )
A、冰会增多,水减少 B、冰会减少,水增多
C、冰多则水就会凝固;水多则冰就会熔化 D、冰和水的多少跟原来的相同
1、关于体温计和普通温度计的区别,下列说法中错误的是 ( )
A、体温计与普通温度计的区别仅是长短不同之异 B、体温计内有一特细的弯曲处,普通温度计没有
C、使用体温计需用力甩动,把液柱用到35℃以下,一般温度计不能甩动
D、使用体温计测量体温后,可离开身体观察示数,一般温度计不能离被测物体
在没有物态变化时,由于温度升高,计算物体吸收热量的公式是,其中t表示物体的末温,t0表示物体的初温,用△t表示物体的温度变化,则△t=t-t0,公式可改写为△t。
可见,物体吸收热量的多少跟它的比热、质量和升高温度的多少三个因素有关,并且由它们的乘积所决定,跟物体的初温t0或末温t无关。
在没有物态变化时,由于温度降低,计算物体放出热量的公式是,其中t表示物体的末温,t0表示物体的初温,用△t表示物体的温度变化,则△t=t-t0公式可改写成△t。
可见,物体放出热量的多少跟它的比热、质量和降低温度的多少三个因素有关,并且由它们的乘积所决定,跟物体的初温t0、末温t无关。
[例题选讲]:
例1、一支未刻度的温度计,将它插入冰水混合物中时,水银柱长4cm;将它插入沸入中时,水银柱24厘米,若将它放在40℃的水中时,水银柱的长度应为多少?
答:根据摄氏温标的规定,冰水混合物的温度为0℃,通常情况下沸水温度为100℃,可见该温度计每厘米长度代表的温度值为:
所以插在40℃水中时水银长为:
例2、某同学把温度计放入水中测量沸水温度(如图)当水沸腾一段时间后,把温度计从沸水中取出并观察温度计,记下沸水温度,问该同学在上述实验过程中有哪些错误?
答:在水加热过程中温度计应放入水中(一般放在中央),温度计玻璃绝不能和容器壁或容器底接触,在观察温度计示数时,温度计玻璃泡不能离开待测物体,即应放在水中读数。
例3、怎样看晶体熔化图象?
答:以海波的熔化图象为例,如图所示,通过图象弄清以下几点:
(1)图线上各线段所代表的物理意义
AB线段:代表物质处于固态吸热升温的阶段
BC线段:代表物质处于固液混合状态,虽然吸热,但温度保持不变
CD线段:代表物质处于液态吸热升温的阶段
(2)加热到某一时刻,物质所处的状态和温度可立即查到。
例如:加热到3分种在横轴上找到表示3分钟的点,作过这个点垂直于横轴的直线交图线上AB线段于K点,可知此时海波处于固态,从交点K再作纵轴的垂线交纵轴于温度是40℃的点,可知此时海波的温度是40℃。
(3)从图线上可判定晶体的熔点。图线上BC线段表示晶体吸热但温度保持熔点不变。可从B或C点作纵轴的垂线,交纵轴上的点所标的温度就是晶体的熔点,从图上可知道海波的熔点是48℃。
例4、“物体吸热,它的温度一定升高”,这种说法对吗?
答:这种说法不对。在晶体熔化和液体沸腾过程中,物体吸热但温度保持它的熔点或沸点不变。
例5、“水的温度升高到100℃,水就一定会沸腾起来。”这种说法对吗?
答:不正确。
100℃时水不一定沸腾,只有在一个标准大气压下,水的沸点才是100℃,液体的沸点与气压有关,气压增大,沸点升点;气压减小,沸点降低。另外,即使在一个标准大气压下,水温达到了100℃,水也不一定能沸腾。因为完成液体沸腾,条件有两个:一个是液体的温度达到沸点。二是液体要继续吸热这两个条件缺一不可。因此,不能说,液体达到了沸点,就一定会沸腾。
例6、无论外界气温怎样,为什么冰水混合物温度一定是0℃呢?
答:因为冰是晶体,它在熔化时要不断的吸收热量,当冰未全部熔化时,温度保持0℃不变。同理,水在凝固时要不断对外放热,在未全部凝固时,温度保持0℃不变。而当外界气温高于0℃时,只会促进混合物中的冰熔化,但不能使混合物温度上升。同理,当气温低于0℃时,只会促进冰水混合物中的水凝固,温度仍保持0℃不变。当气温等于0℃,冰水混合物即不能吸热,也不能放热,温度保持0℃不变,所以无论气温怎样,冰水混合物的温度一定是0℃。
例7、冬天,我们在窒外吐出阵阵“白气”;夏天,打开冰糕的包装纸,也会看到冰糕冒“白气”。这些“白气”是什么?它们的形成有什么共同点和不同点?
答:这些“白气”都是小水珠。它们都是水蒸气,遇冷放热而成的,但它们形成小水珠时有所不同,冬天哈出的“白气”是由于嘴里呼出的水蒸气温度比空气温度要高,呼出的水蒸气遇冷的空气就液化放热而成小水珠。夏天冰糕冒“白气”是因为夏天气温比冰糕温度高,冰糕周围空气中的水蒸气对冰糕放热降温而液化成小水珠。
例8、下列说法正确的是 ( )
A、扩散现象说明分子永不停息地做无规则的运动
B、只有气体之间才能扩散
C、固体之间不能发生扩散
D、扩散现象表明分子之间不存在作用力
分析与解:应选择A。扩散现象能很好的说明:一切物体里的分子都在不停的做无规则的运动,气体、液体、固体都能扩散。分子间存在相互的作用力(斥力和引力),这都是分子运动论的基本内容之一。本题只有A正确。
例9、在0°C的房间内,放在地面上的铅球: ( )
A、具有动能 B、没有机械能 C、具有内能 D、没有内能
分析与解:机械能和内能是两种不同形式的能。机械能与物体的机械运动的情况有关。物体由于机械运动,被举高或发生弹性形变,它就具有机械能,如果物体没有运动,物体就没有动能,如果物体在地面上,又没有发生弹性形变,物体就没有势能,没有动能和势能的物体,没有机械能。
由于一切物体不论它的温度高低如何,都具有内能,本题答案是C。
例10、下列事例中,把机械能转化成物体内能的是 ( )
A、用酒精灯加热烧杯里的水 B、用电饭锅做饭
C、点燃的爆竹升到空中 D、用打气筒打气,筒壁会发热
分析与解:把机械能转化成内能,是通过做功的方式改变物体的内能的。选项A是用热传递的方法改变物体内能,应排除;又选项B是电能转化成物体内能,不符合题意,也要排除在外。对物体做功,物体的内能增加;物体对外做功,它的内能减少。选项C是高温高压的燃气对爆竹做功,燃气的内能减少,爆竹的机械能增加,是内能转化成机械能的事例,只有选项D中,打气筒打气时,压缩气体做功和克服摩擦做功,把机械能转化成内能的。应选择答案D。
例11:下列说法中正确的是 ( )
A、一杯煤油用去一半,它的比热减为原来的二分之一
B、吸收热量多的物体比热一定大
C、高温物体放出的热量一定多
D、质量相同的水和煤油吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升长高的温度
分析与解:根据比热是物质的一种特性,选项A是错误的,从比热的定义可知,比较两个物质的比热大小,应当是在质量,升高的温度相同的条件下,比较它们吸热的多少,选项B缺少条件。因此无法判定两种物质的比热大小,物体放热多少是跟它的比热、质量和降低温度的多少三个因素有关。举例来说,一桶质量是100克的水,温度从90°C降低到80°C,放出4200焦的热量,若它从80°C降低到60°C,放出8400焦的热量,可见高温物体放出的热量不一定多。
从热量计算公式得到△,可以看到吸热和质量分别相同时,物体升高温度的多少,跟它的比热成反比,因为,所以△t煤油>△t水,即煤油的升温大于水的升温。本题选D。
例12、把质量为500克,温度为40°C的铝块加热到100°C,铝块吸收了多少热量?如果这些热量用来给水加热,能使多少20°C的水升高到40°C?
解:铝的比热为
铝块从40°C升到100°C吸收的热量为:
=
=2.64×104焦
水的比热为
Q吸=c水m水(t-t0)
由此求出水的质量
=0.31千克
答:铝块吸收了2.64×104焦热量,能使0.31千克的水从20°C升高到40°C。
例13、利用太阳能将2000千克的水从15°C加热到50°C,吸收的热量是多少?相当于完全燃烧多少千克的烟煤?(烟煤的燃烧值为2.9×107焦/千克)
解:水从15°C升高到50°C吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)
=
=2.94×108焦
完全燃烧的煤的质量为
例14、质量不同,初温相等的大、小两个铁块,吸收了相等热量后将它们接触,则大、小铁块之间有没有热传递,为什么?
答:物体之间有没有热传递,要看它们之间有没有温度差,设大小铁块的质量为m1、m2吸热后的温度分别为t1、t2,初温为t0,因为Q1=Q2,得到
∵ m1>m2 ∴(t1-t0)<(t2-t0)
又因为t0相同,∴t1<t2,这就是说小铁块比大铁块的末温高,因此会热传递,内能将从温度高的小铁块传向温度低的大铁块。
第七单元 热现象 内能 专题练习
比热是反映物质的热学特性的物理量,它表示质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同;或者说质量相同的不同物质,吸收相同的热量,它们升高的温度不同的性质。为此,我们取单位质量的不同物质,都升高1°C时所吸收的热量多少,来比较不同物质的这种性质,因此引出了比热的定义,这是每千克的某种物质,温度升高1°C时,所吸收的热量,叫做这种物质的比热。
比热是物质的一种特性,对于某种物质,它的比热是一定的,不同的物质,比热是不同的。因此比热表如同密度表一样,可以供人们查阅。
比热是物质的一种特性,它是物质本身所决定的,虽然某种物质的比热也可以用来计算,但某种物质的比热跟它吸、放热的多少,质量的大小升温或降温的多少无关。
改变物体内能有两种方法:做功和热传递,一个物体温度升高了,如果没有其它已知条件,则无法区别是由于做功还是由于热传递而使它的内能增加,温度升高的。例如:锯条的温度升高了,它既可以是由于摩擦做功,也可以采用放在火上烤的方法(热传递),但不管它通过哪种方法,都达到了使锯条的内能增加,温度升高的效果。也就是说:通过做功和热传递都可以改变物体的内能。因此,对改变物体的内能,做功和热传递是等效的。
温度、内能和热量是三个既有区别,又有联系的物理量。
温度表示物体冷热程度,从分子运动论的观点来看,温度越高,分子无规则运动的速度就越大,分子热运动就越激烈,因此可以说温度是分子热运动激烈程度的标志。这里还得说明一下单个分子的运动是无意义的,我们这里指的都是大量分子的运动情况。
内能是一种形式的能。它是物体内所有分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。它跟温度是不同的两个概念,但又有密切的联系,物体的温度升高,它的内能增大;温度降低,内能减小。
在热传递过程中,传递能量的多少,叫热量。在热传递过程中,热量从高温物体转向低温物体,高温物体放出了多少焦的热量,它的内能就减少了多少焦,低温物体吸收了多少焦的热量,它的内能就增加了多少焦。
温度和热量是实质不同的物理量,它们之间又有一定的联系。在不发生物态变化时,物体吸收了热量,它的内能增加,温度升高;物体放出了热量,它的内能减少,温度降低。
物体内所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。
内能和机械能是两种不同形式的能:两者虽然都与运动相对位置有关,但它们的含义是不相同的。机械能是由物体的整体运动的状态和相对于地面的位置等所决定的,而内能是由物体内分子的热运动和分子间的相对位置所决定的。内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和。
一切物体都具有内能。但是一个物体不一定具有机械能。例如,停在水平地面上的汽车既没有动能,也没有势能,因此它不具有机械能,但它有内能。
物体内能的大小跟物体内分子的个数,分子的质量,热运动的激烈程度和分子间相对位置有关。一个物体它的温度升高,物体内分子运动加快,内能也就增大。
物质内分子之间的引力和斥力是同时存在的,引力和斥力都随分子间的距离增大而
减小。当分子间距离为某一值r0时,引力等于斥力,此时分子间的距离大于r0时,引力和斥力都要减小;但斥力比引力减小得更快,此时引力大于斥力,引力起主要作用。当分子间的距离小于r0时,引力和斥力都将增大,但斥力比引力增大得快,此时斥力大于引力,斥力起主要作用。当分子间的距离大于分子直径的10倍时,分子间的引力和斥力变得十分微弱,此时分子间的作用力可忽略不计。
1、物质由气态变成液态叫液化;物质由固态直接变成气态叫做升华;物质由气态直接变成固态叫凝华。液化、凝华过程放出热量,升华过程吸收热量。
2、液化有两种方法,所有气体温度降低到足够低时,都可以液化;当温度降低到一定温度时,压缩体积可使气体液化。
总结上述的物态变化可知,物质的三态可以互相转化,为便于记忆,可用下图帮助你。
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