例题:
一壶水在炉火上加热,水温升高,从微观的角度解释此过程:
水分子获得能量,运动加快。
根据上述解释,并结合你所掌握的知识,解释水沸腾的现象。
答案:
水分子获得能量,运动加快,水分子之间的间隔变大,形成水蒸气。
计算题:
在标准大气压下,水的沸点是100℃,如果当水面上方的气压增大到2大气压时,水的沸点是多少?
解:根据查理定律可知:水面上方的气体压强增大到2大气压时,水的沸点在标准大气压下将升高。
设水的沸点升高到t℃,则有:
p0 + ρgh + ρgΔh = p2 + ρgh = 1.2 × 1013Pa + 1.0 × 103kg/m3 × 9.8N/kg × 0.076m = 1.3 × 1013Pa
t℃ = 1.3 × 1013Pa × (1/1.3)Pa/g × (h/ρg) = 1.3 × 10℃ = 132℃。
答:水的沸点升高到132℃。
以下是一道初中物理热学计算题及解答:
题目:一个保温杯装满温度为60℃的热水,现将保温杯放入温度为20℃的冷水中,问经过多长时间保温杯中的水才能与冷水温度相等?已知水的比热容为4.2 × 10³J/(kg·℃),水的质量为0.5kg,不计热损失。
解:热水放出的热量:Q_{放} = cm(t - t_{0}) = 4.2 × 10^{3}J/(kg cdot℃) × 0.5kg × (60℃ - 20℃) = 1.05 × 10^{5}J,
由于不计热损失,所以Q_{吸} = Q_{放},即m_{冷}(t - t_{冷}) = Q_{吸} = 1.05 × 10^{5}J,
因为m_{冷} = 0.5kg,所以t = frac{Q_{吸}}{m_{冷}(t - t_{冷})} + t_{冷} = frac{1.05 × 10^{5}J}{0.5kg × (t - 20℃)} + t_{冷} = frac{Q_{吸}}{m_{冷}(t - t_{冷})} + 20℃ = frac{1.05 × 10^{5}J}{0.5kg × (60℃ - 20℃)} + 20℃ = 35min。
答:经过35分钟保温杯中的水才能与冷水温度相等。
初中物理热学计算题和相关例题常见问题包括以下几种:
1. 热传递的方向:热量总是从高温部分传到低温部分。
2. 热量的概念:热量是物体通过热传递方式所改变的内能。
3. 比热容的概念:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1摄氏度所吸收(或放出)的热量。
4. 水的比热容较大的应用:水可以用来冷却物体,因为它的比热容较大,在相同情况下,水能吸收更多的热量。
5. 热量的计算公式:Q=cmΔt,其中Q代表热量,c是比热容,m是质量,Δt是温度变化量。
以下是一个关于热学计算题的例题及其解答:
题目:一个质量为5kg的铁球,加热到100℃,然后投入到温度为20℃、质量为3kg的水中,混合后的温度为30℃。求铁球的初温?
解答:
首先我们需要知道热量计算公式Q=cmΔt,其中Q代表热量,c是比热容,m是质量,Δt是温度变化量。
设铁球的初温为t,则有Q水吸=Q球放,即c水mΔt水=c铁m铁Δt铁,其中水的初温为20℃,末温为30℃,所以Δt水=30-20=10℃;已知水的质量为3kg,铁球的质量为5kg;带入公式可得c铁5(100-t)=c水310,解得t=85℃。
所以,铁球的初温为85℃。