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増加而増加,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 没有机械能
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·℃)
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 0.46×103 J/(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Ikg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 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2.73×10°J,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-t)变形可得 =Q/cm+t=2.73×10°J/[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ls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1.0×10kg,水温升高20C,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<C水)则砂石升高的温度20C(选填“大于”、“等于”或“小
B.桌子的比热是 2.4×103 J/(kg·℃) C.铁的比热是 0.46×103 J/(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 2.73×106 J,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=2.73×106 J/[4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg]+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 1.0×107 kg,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<C 水)则砂石升高的温度 2OC(选填“大于”、“等于”或“小 于”)
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 图 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 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 [已知:C水=4.2×10J/(kg·℃)] 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1.5×10°t.若焚烧1t垃圾可放出1.5×10J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3.0×10J/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 几种物质的比热容c/
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=4.2×103 J/(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 1.5×10 8 t.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 3.0×107 J/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 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℃C 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
[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 3.78×105 J 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