图像与热学计算题

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1、图像与热学计算题连云港师专附中王睿秋用热量公式Q=cm△t分析某些问题时，涉及温度的状态量和变化量较多，此时，若将抽象的逻辑推演用直观的图线表示，将物理量间的代数关系转化为几何关系，便可化繁为简。温度随时间的变化，可反映在坐标图像上，图像在热学中应用很广泛。认识图像、绘制图像、分析图像是很有必要的。一、认识图像，看懂温度随时间变化的规律例1将装有热奶的奶瓶放入室温的水中没，温度随时间变化的图像如图1，问热奶和水的初温各是多少？它们的温度后来发生了怎样的变化？分析因为热奶的温度高于水的温度，所以上、下方曲线分别是热奶和水的温度随时间变化曲线。热奶的初温是90℃，水的初温是20℃

2、。在最初10min，热奶放热，温度下降，水吸热，温度升高。10min后，二者温度相同，达到平衡状态，保持40℃不变。二、绘制图像，使物理过程清晰例2向100g、50℃的水中投入50g、0℃的冰，最终得到7℃的水。请作出整个过程温度随时间变化的大致图像，并求出冰全部溶化成0℃的水时吸收的热量。分析温度随时间变化的图像大致如图2，包含两种物质（水和冰）的三种物理过程。DB段是水的降温过程，放出的热量QDB=c水m水（50℃－70℃）＝18060JOA段是冰的溶化过程，吸收的热量为QOA；AB段是冰全部溶化成水后的升温过程，吸收的热量QAB=c冰m冰（50℃－70℃）＝1470J,

3、由Q吸＝Q放，得QOA+QAB=QDB,所以，冰全部溶化成0℃的水时吸收的热量QOA=QDB–QAB=16590J一、分析图像，获取信息进行计算例2质量和初温都相同的某种液体和水，分别盛在薄壁容器中，用两个同样的酒精灯对它们加热，温度随时间变化图像如图3，假设热量全部被该液体和水吸收，求该液体的比热。分析因为热源相同，且热量全部吸收，所以经过相同的时间，该液体和水吸收的热量相同。由图像知，该液体和水的温度随时间变化关系均呈线性，即温度图3与时间成正比，所以在任何相同的一段时间内，该液体的温度变化量都是水的温度变化量的2倍。由C液m液△t液＝C水m水△t水，得C液=C水△t水/

4、△t液=C水=2.1×103J/(Kg.℃)四、绘制图示，巧解热学题例4质量和初温都相等的铜块和铅块，将它们分别加热，吸收相等的热量后，使它们互相接触，则（）A.热量由铅向铜传递B.热量由铜向铅传递C.不发生热传递D.无法确定图4分析铜块和铅块的质量和吸收的热量相同，由C铜>C铅，根据Q=cm△t可知△t铅>△t铜，如图4，用一条横线表示某一温度，温度高的在上方，温度低的在下方；用向上的箭头表示温度升高，用向下的箭头表示温度降低，由图4可知，吸收相等的热量后，t铅末>t铜末，选（A）例2两个温度和质量都相同的金属球甲和乙，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了△t，把

5、甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了△t，则两球比热的大小关系是（）图5A.C甲>C乙B.C甲△t乙，根据Q吸＝Q放及Q=Cm△t得，C甲

6、够长时间，如果不计热量损失，比较甲、乙两杯水的温度变化，则（）A.△t甲>△t乙B.△t甲<△t乙C.△t甲=△t乙D.无法确定图6图7分析把20℃的球放入60℃的甲杯水中，达到热平衡后，水温下降△t甲，球的温度升高到（60℃－△t甲），即球的温度升高了（40℃－△t甲）作出图6；然后把温度为（60℃－△t甲）的球放入20℃的乙杯水中，达到热平衡后，水温升高△t乙，球的温度降低到（20℃＋△t乙），即球的温度下降了（40℃－△t甲－△t乙），作出图7。对前一过程，根据Q球吸＝Q水放，得C球m球（40℃－△t甲）＝C水m水△t甲⑴对后一过程，Q水吸＝Q球放，即C水m水△t乙＝C

7、球m球（40℃－△t甲－△t乙）⑵由⑴、⑵，得即△t甲>△t乙,应选（A）.