第13章内能与热机例题与习题.docx
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第13章内能与热机例题与习题
第13章 内能与热机例题与习题
【例1】分别指出下列几句话中“热”的含义:
A.今天的天气真热;
B.物体吸热,温度升高;
C.用打气筒给自行车打气,气筒壁热了。
【分析】今天天气真热的“热”,是表示物体的冷热程度的,说明气温高,指温度。
物体吸热,温度升高,表示低温物体吸收热量,温度升高,这个“热”指的是热量。
C题说的气筒壁热了的“热”,是由于打气时,压缩气体做功,机械能转化为热能。
因此这个“热因此这个“热”表示的是热能。
【解答】A.中的“热”指温度;
B.中的“热”指热量;
C.中的“热”指热能。
日常生活中说的“热”,含义是广泛的。
单从热学角度来理解,有的“热”表示物体的温度高低;有的“热”表示物体的内能;有的“热”又是表示在热传递过程中吸收或放出热的多少,即热量的。
因此,要注意区分。
【例2】下列说法中不正确的是[]
A.温度为0℃的物体没有内能
B.温度高的物体内能一定多
C.物体的内能增加,它的温度一定升高
【分析】由于组成物质的分子永不停息地做无规则热运动,因此一切物体都有内能,即使在0℃,物体的分子仍在运动,且分子间仍有相互作用力,它们之间仍有动能和势能,也即仍有内能。
A错。
内能的多少并不能简单地由温度高低来判断,必须同时考虑到物体所含的分子数以及分子间的势能等。
某一物体虽然温度较低,但如果分子数多,内能也可以较大,某一物体温度虽高,但如果分子数少,内能也不一定大。
B错。
物体的温度升高,分子运动速度加快,分子的动能增加,因此物体的内能也增加。
但不等于说物体的内能增加,它的温度一定升高。
因为内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,若分子势能增加了,即使物体的温度不升高,分子动能不增加,物体的内能仍能随分子势能的增加而增加,例如,冰在熔点熔化或同温度的水,温度保持不变,但内能增加。
故C也错。
【解答】A,B,C。
【例3】在0℃的房间内,放在地面上的铅球[]
A.具有机械能 B.没有机械能
C.具有内能 D.没有内能
【分析】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,以没有弹性形变,物体就没有势能,没有动能和势能的物体,没有机械能。
一切物体不论它的温度高低如何,都具有内能。
【解答】C。
【例4】一个物体温度升高,则[]
A.它含有的热量增加 B.它一吸收了热量
C.一定对物体做了功 D.它的内能增加
【分析】热量是表示在热传递的过程中,传递能量的多少,因此不能说物体“含有热量”,A错。
一个物体温度升高,它的分子运动一定加快,内能增加,D正确。
改变物体内能的方法能两种,做功和热传递,两种方法对改变物体的内能是等效的,因此不能肯定是做功或热传递。
B、C也错。
【解答】D。
【例5】下列事例中,不属于通过热传递改变物体内能的是[]
A.用酒精灯加热杯里的水
B.人晒太阳觉得暖和
C.金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手
D.用打气筒打气,筒壁会发热
【分析】改变物体的内能有做功和热传递两种方式。
A、B、C三项都是通过热传递将一个物体的内能转移到另一物体内。
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,不属于通过热传递改变物体的内能。
【解答】D。
【例6】以下所述现象中属于通过热传递改变了物体内能的是[]
A.将一段铁丝反复弯折,弯折处会发热
B.放在空气中的一杯热水会冷却
C.在转动的砂轮上磨车刀,车刀发热
【分析】不论物体是发热或是冷却,物体的温度都发生了变化,都是内能的改变,弯折铁丝是用力对物体做功,在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力对车刀做功,所以都是通过做功改变物体热能,热水放在空气中,通过热辐射以及对流等方式向外传递了热能,而使自身的热能减少,温度下降,它是通过热传递方式改变内能的,所以应选B
【例7】下列说法中,哪些不是规范的物理语言[]
A.铁钉的比热是0.46×103J/(kg·℃)
B.桌子的比热是2.4×103J/(kg·℃)
C.铁的比热是0.46×103J/(kg·℃)
D.1kg铁的比热比lkg铜的比热大
【分析】 比热是表示物质的特性,而不是物体的特性。
铁钉、桌子都是物体。
比热本身就是指单位质量温度升高1℃吸收的热量,显然是1千克某种物质的比热,从比热的意义上说是错误的。
【解答】A、B中的“铁钉”、“桌子”;D中的“1kg铁”、“1kg”都是不规范的物理语言。
【例8】判断下列说法中正确的是[]
A.物质吸收的热量越多,它的比热就越大
B.物质的温度变化越小,它的比热就越大
C.把一个铁块分开,用其中一块测铁的比热,因为质量小了,所以测得的比热值就大了
D.单位质量的某种物质,温度升高1℃吸收的热量越少,比热就越小
【分析】 比热是物质的特性,同种物质无论如何分割,外部条件如何变化,比热的值都是一个定值。
因此答案A、B、C都是错误的。
【解答】正确的选项是D。
【例9】有一高温物体被投入质量为10kg、温度为20℃的水中,如果传给水的热量是2.73×106J,则水的温度会升高到多少度。
【分析】将热量的计算公式变形,然后代入数值即可求解。
[解]由公式Q吸=cm(t-t0)变形可得
t=Q/cm+t0=2.73×106J/[4.2×103J/(kg·℃)×10kg]+20℃
=65℃+20℃=85℃
【解答】水的温度会升高到85℃。
【例10】一柴油机的飞轮转速为2400转/min,由此可推断,该柴油机每秒做功多少次?
【分析】柴油机曲轴每转动2周完成一个工作循环,而柴油机每个工作循环只做功一次。
【解答】因该柴油机飞轮转速为2400转/min=40转/s,即1s内完成20个工作循环,所以每秒做功20次。
填空题
1.我国许多城市中建有大型绿地,绿地中的人工湖具有“吸热”功能,盛夏时节能大大减弱周围地区的“热岛效应”若某一人工湖湖水的质量为1.0×107kg,水温升高2OC,则湖水吸收的热量为 J。
若这些热量被同等质量的砂石吸收(C砂石 2.做功和热传递都可以改变物体的内能。 给自行车轮胎打气的气筒连续使用一段时间就会发热,这是由于 使气筒的内能 (第二空选填“减少”或“增加”) 3.冬天手冷时,我们经常将两只手相互搓搓使手感到暖和,这是利用 的方法使手的内能增加的;用热水袋使身体变暖,是利用 的方法使人身体的内能增加的。 4.如图1所示,在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲出,图中情景演示的是“四冲程”热机工作过程中的 冲程,这个情景中是 能转化为 . 5.将一块生石灰放入装有水的烧杯中,生石灰与水发生剧烈反应并产生大量的热,此时 能转化为热能。 如果这一过程中有2千克的水,温度从20℃升高到25℃,则水吸收的热量是 J。 [已知: C水=4.2×103J/(kg·℃)] 图1 6.焚烧生活垃圾放出的热量用来发电,是综合利用垃圾的一种方法,据资料显示,仅2001年全国城市生活垃圾就达1.5×108t.若焚烧1t垃圾可放出1.5×1010J的热量,如果将2001年我国的城市生活垃圾全部焚烧,则放出的热量是 J,它相当于 kg煤炭完全燃烧放出的热量(煤炭的热值为3.0×107J/kg). 7.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为: 汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则它的机械效率为 。 选择题 1.甲物体的比热容大于乙物体的比热容,若( ) A.甲、乙质量相等,则甲吸收的热量一定多 B.甲、乙吸收的热量相等,则乙升高的温度一定多 C.甲、乙质量相等,它们升高的温度相同,则甲吸收的热量一定多 D.甲、乙质量相等,它们放出的热量也相等,则甲降低的温度一定多 2.铜块的质量与铅块质量之比是2∶1,如果它们升高的温度之比是2∶3,则它们吸收的热量之比是( ) A.1∶4 B.4∶1 C.4∶9 D.9∶1 几种物质的比热容c/[J/(kg·℃)] 煤油 2.1×103 钢铁 0.46×103 铜 0.39×103 铅 0.13×103 3.近期煤价节节攀升,少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售,客户为了不上当,最恰当的方法是检测下列物理量的中(A) A.热值 B.比热容 C.温度 D.质量 4.在标准大气压下,1kg20℃的水吸收了3.78×105J的热量后,其温度为( ) A.80℃ B.90℃ C.100℃ D.110℃ 5.关于温度、内能、热量三者之间的关系,下列说法正确的是( ) A.温度高的物体,内能一定大B.物体温度升高,一定吸收了热量 C.物体吸收了热量,温度一定升高D.物体温度升高,内能一定增加 6.下列事例中物体内能减少的是( ) A.金属汤勺放进热汤中后会变得烫手 B.放入电冰箱中的食物温度降低 C.一块0℃冰全部熔化成0℃的水 D.“神舟”五号飞船返回舱进入大气层后表面升温 7.单缸四冲程汽油机工作时,有些冲程是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成,只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的,这个冲程是( ) A.压缩冲程B.做功冲程 C.吸气冲程D.排气冲程 15下列事例中,做功改变物体内能的是( ) A.用酒精灯加热烧杯中的水 B.冬天室内使用暖气取暖 C.用锯锯木板,锯条发热D.盆中的热水温度逐渐降低 8.2003年10月15日,“神舟”5号载人飞船在震天的轰鸣声中腾空而起,飞向太空。 完成任务后于次日凌晨准确降落在内蒙古中部预定地区。 返回舱进入大气层一段时间后,由于受空气阻力做匀速运动。 返回舱匀速下降过程中( ) A.重力势能减少,动能增加,内能增加 B.机械能减少,动能不变,内能增加 C.重力势能减少,动能增加,内能不变 D.机械能不变,动能不变,内能增加 9.将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后,放到表面平整石蜡上。 经过一定时间后,观察到的现象如图所示。 则三块金属的比热( ) A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大 图2 10.下列事例中利用热传递改变内能的是( ) A.太空中的陨石,坠入地球大气层,成为流星 B.从滑梯上滑下时,臀部有灼热的感觉 C.冬天手冷时,搓搓手就暖和了 D.夏天,广场上的石凳因太阳照射而发烫 11.在研究物体放出热量多少跟物质种类是否有关的实验中,提供的材料: (1)0.1千克的铜块; (2)0.1千克的铝块;(3)0.2千克的铜块;(4)0.3千克的铝块。 应选用的材料是( ) A (1)与 (2) B (1)与(3) C (2)与(4) D(3)与(4)。 12.(04山东青岛)将图3中的矿泉水从20℃加热到70℃,吸收的热量是( ) A.5×105J B.4.2×103J C.9×103J D.1.26×105J 图3 13.下列现象中,利用内能做功的是( ) A.冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和 B.车刀在砂轮的高速磨擦之下溅出火花 C.在烈日之下柏油路面被晒熔化了 D.火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起 1
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