【解答】解:烤火是热辐射,即热传递.搓手是摩擦生热,属于做功. 故本题的答案为:(1)热传递;(2)做功.
20.有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油(汽油的热值是4.6×107J/kg).这些汽油完全燃烧产生的热量是 4.6×105 J.若这台汽油机的效率为30%,则一个工作循环中输出的有用机械能为 1.38×105 J.
【考点】热量的计算;热机的效率. 【分析】(1)欲求汽油完全燃烧产生的热量,就需要知道燃料放出热量的计算公式Q=qm,代入数值即可求得;
(2)求有用机械能,首先要考虑用到机械效率的公式,代入数值即可求得. 【解答】解:(1)已知m=10g=0.01kg,Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg=4.6×105J, (2)燃料放出的总热量相当于机械做的总功,即Q=W总, 由机械效率公式η=
,得,
W有=η×W总=30%×4.6×105J=1.38×105J
故答案为 4.6×105J,1.38×105J.
21.2003年的盛夏让身在厦门的市民尝到了酷暑的滋味,小明同学了解到造成高温天气的部分原因是由城市的“热岛效应”引起,小明通过进一步的学习,知道引起热岛的原因是: (1)工厂、交通工具等排放大量的热;
(2)城市建筑材料的 比热容 较小,在相同的日照下温度上升较快; (3)城市水少,水蒸发时 吸收 热量少; (4)建筑物较高,空气难以形成对流.
【考点】蒸发及其现象;比热容解释简单的自然现象.
【分析】引起热岛的原因有工厂、交通工具等排放大量的热;城市建筑材料的比热容较小,在相同的日照下温度上升较快;城市水少,水蒸发时吸收热量少;建筑物较高,空气难以形成对流.
【解答】解:2003年的盛夏让身在厦门的市民尝到了酷暑的滋味,小明同学了解到造成高温天气的部分原因是由城市的“热岛效应”引起,小明通过进一步的学习,知道引起热岛的原因是: (1)工厂、交通工具等排放大量的热;
(2)城市建筑材料的比热容较小,在相同的日照下温度上升较快; (3)城市水少,水蒸发时吸收热量少; (4)建筑物较高,空气难以形成对流; 故答案为:(2)比热容,(3)吸收.
三、实验、简答题(每题6分,共18分) 22.实验探究回顾:
C 段表示冰的熔化过程,(1)如图是对冰加热过程中的温度随时间变化的图线.图中 B、熔点为 0 ℃;
DE段物质温度 不变 ,这是一个 吸 热过程.
(2)在两只完全相同的烧杯中分别放入100g的煤油和 100g 的水,用两个相同的酒精灯分别加热煤油和水,并利用温度计测量它们温度的变化情况,发现 煤油 温度升高得快,从而引入了比热容的概念.
【考点】晶体的熔化和凝固图像;比热容的概念;热量的计算. 【分析】考查晶体的熔化和凝固图象问题,
(1)对于晶体的熔化图象,如图所示,BC段是熔化过程,温度不变,但要吸热; DE段是水的沸腾过程,不断吸热,温度不变. (2)引出比热容概念的实验采用控制变量法. 【解答】解:(1)由图象知,BC段温度不变,但要不断吸热,所以是熔化过程,BC段对应的温度是0℃,即为熔点.
DE段对应为温度不变,但不断吸热,是水的沸腾过程. (2)引出比热容概念的实验采用控制变量法.
保持水与煤油的质量、初温,升高相同的温度,煤油用的时间短; 或者保持水与煤油的质量不变,看二者的温度变化,煤油变化的快. 所以水也是100g,由实验现象可知煤油温度上升快. 故答案为:(1)BC;0;不变;吸.(2)100g;煤油. 23.(1)夏天,突然打开汽水瓶时,随着“嘭”一声响,往往可以看到瓶口处冒“白气”,为什么? 答:这是因为当突然打开瓶盖时,瓶内气体迅速膨胀,对外 做功 ,内能 减少 ,温度 降低 ,瓶口附近的水蒸气遇冷 液化 形成大量的小水珠,就是我们看到的“白气”. (2)夏天,刚从游泳池中出来,让风一吹感到很凉,为什么?
答: 刚从游泳池中走出来让风一吹,加快了皮肤表面的空气流速,加快了液体蒸发,液体蒸发要吸收热量,所以感到很凉 .
【考点】做功改变物体内能;影响蒸发快慢的因素;液化及液化现象.
【分析】解决此题要知道做功可以改变物体的内能,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小,温度降低;
水蒸气遇冷会发生液化现象;液体表面的空气流速会影响液体蒸发的快慢. 【解答】解:(1)瓶内气体膨胀时会对外做功,气体的内能减少,温度降低; 空气中的水蒸气遇冷会发生液化现象,变成小水珠形成白雾现象;
(2)当人从水中走出后,风会加快了皮肤表面的空气流速,加快了液体蒸发,液体蒸发要吸收热量,所以感到很凉; 故答案为:(1)做功、减少、降低、液化;
(2)刚从游泳池中走出来让风一吹,加快了皮肤表面的空气流速,加快了液体蒸发,液体蒸发要吸收热量,所以感到很凉.
24.某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和煤油加热,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少.他得到如下数据 物质 次数 质量m/kg 升高的温度△t/℃ 加热的时间t/min 1 0.1 10 2 水 煤油 2 3 0.2 0.1 10 10 4 1 4 0.2 10 2 (1)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的 质量 有关.
(2)分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出的初步结论是: 质量相同的不同物质升高相同的温度,吸收的热量不相同 . 【考点】探究比热容的实验.
【分析】利用控制变量法分析实验时,其基本思路是先找出相同(保持不变)的实验条件,然后再找出不同的实验条件,最后观察实验结果跟变化的实验条件之间的关系. 【解答】解:(1)第1、2次或第3、4次实验数据,物质的种类和升高温度相同,而物质的质量不同,加热时间也不同,即吸收热量的多少不同,可得同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的质量有关.
(2)分析第1、3次或第2、4次实验数据,可知物质的质量相等,升高的温度相同,而物质吸收的热量不同,因此可以得出的初步结论是:质量相同的不同物质(或水和煤油)升高相同的温度,吸收的热量不相同(或加热的时间不相同). 故答案为:(1)质量;(2)质量相同的不同物质升高相同的温度,吸收的热量不相同.
四、分析、计算题(25题7分,26题8分,27题10分,共25分) 25.质量为100千克的水,温度升高了20℃.求水吸收的热量. 【考点】热量的计算.
【分析】解决此题要结合热量公式Q吸=cm△t进行求解热量.
【解答】解:Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×20℃=8.4×106J;
答:水吸收的热量为8.4×106J.
26.炎热夏天,小丽将装有1kg水的塑料瓶放入电冰箱冷藏室,待水降温后饮用.水由45℃降至15℃过程中放出的热量为多少? 【考点】热量的计算.
【分析】根据热传递过程中放热公式Q放=cm(to﹣t)可计算水由45℃降至15℃过程中放出的热量为多少.
【解答】解:Q放=cm(to﹣t)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(45℃﹣15℃)=1.26×105J
答:水由45℃降至15℃过程中放出的热量为1.26×105J.
27.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤.〔水的比热容是4.2×103J/(kg?℃),无烟煤的热值是3.4×107J/kg〕试求: (1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳? (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳? (3)此锅炉的效率是多少? 【考点】热平衡方程的应用. 【分析】(1)已知水的质量、比热容和温度变化值,利用公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量(有用能量);
(2)已知煤的质量和热值,可利用公式Q放=mq求煤完全燃烧放出的热量(总能量); (3)上面求出了Q吸和Q放,利用效率公式η=【解答】解:(1)锅炉内200kg的水吸收的热量: Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg?℃)×200kg× =6.72×107J;
×100%求锅炉的效率.
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量: Q放=m煤q=4kg×3.4×107J/kg=1.36×108J; (3)此锅炉的效率: η=
×100%=
×100%≈49.4%.
答:(1)水吸收的热量是6.72×107J;
(2)煤完全燃烧放出的热量是1.36×108J; (3)此锅炉的效率是49.4%. 2016年11月6日