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北京高中物理热学变化和相关例题

2025-12-01 08:02:00辅导探讨823

北京高中物理热学变化主要涉及到热力学第一定律和热力学第二定律。以下是一个相关的例题及解答:BfZ物理好资源网(原物理ok网)

例题:一个质量为m的物体,在恒定合外力F的作用下,经历时间t,从静止开始运动了距离s。已知物体与地面间的摩擦系数为μ,求在这个过程中物体所吸收的热量Q。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

解:根据动能定理,我们有$Ft - fs = \Delta KE$,其中ΔKE是物体动能的改变量。在这个过程中,物体既受到摩擦力做负功,同时也受到合外力F做正功。因此,物体吸收的热量可以表示为$Q = \Delta U = mc\frac{\Delta T}{T_0}$,其中ΔT是物体的温度改变量,T_0是物体的初始温度。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

将动能定理代入,我们有$Ft - fs = mc\frac{\Delta T}{T_0} - \mu fs$。其中,由于物体在运动过程中只受摩擦力作用,所以物体的内能增加量等于摩擦力做的负功。因此,我们有$\Delta U = fs$。将这个结果代入上式,我们得到$Ft - fs = mc\frac{\Delta T}{T_0} - \mu fs + \Delta U = Ft - fs + fs = Ft$。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

因此,物体在这个过程中吸收的热量为$Q = Ft - \mu fs$。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

希望这个例子可以帮助你理解热学变化和相关概念。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

高中物理热学变化主要涉及温度、热量、内能等概念,以及热力学第一定律和第二定律的内容。以下是一个相关例题及解析:BfZ物理好资源网(原物理ok网)

例题:一铁块在沸水中加热一段时间,然后投入到温度为20℃、质量为50g的清水中,达到平衡时,水温升高到30℃,求铁块的质量。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

解析:BfZ物理好资源网(原物理ok网)

1. 铁块在沸水中加热时,温度与沸水相同,达到沸点,铁块和水之间发生热传递,铁块内能的一部分传递给水,使水的温度升高。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

2. 达到平衡时,铁块和水之间热传递停止,两者温度相同,即达到了热平衡。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

3. 根据热力学第一定律,有Q吸=Q放。其中Q吸为铁块吸收的热量,Q放为水放出的热量。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

4. 铁块吸收的热量等于水放出的热量,即Q吸=c铁m铁Δt铁=c水m水Δt水。其中c铁和c水分别为铁和水的比热容,m铁和m水分别为铁块和水的质量,Δt铁和Δt水分别为两者的温度变化。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

5. 已知水的初温和末温以及质量,可求出水吸收的热量。再根据热平衡方程即可求出铁块的质量。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

根据以上解析,已知水的初温为20℃,末温为30℃,质量为50g,水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃),可以求出水吸收的热量。再根据Q吸=c铁m铁Δt铁,其中Δt铁=30℃-20℃=10℃,可以求出铁块的质量。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

希望以上解析对你有帮助。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

北京高中物理热学主要讲述了热学的基本概念、热力学第一定律和热力学第二定律,以及这些定律在气体性质和热力学函数中的应用。以下是一些常见问题及例题:BfZ物理好资源网(原物理ok网)

问题1:什么是理想气体的状态方程?它与热力学第一定律有什么关系?BfZ物理好资源网(原物理ok网)

例题:一个容积为V、质量为m的气体,其压强为p,温度为T。根据理想气体的状态方程,我们可以得到pV = nRT,其中n是气体分子数,R是气体常数。这个方程说明了气体压力、体积和温度之间的关系。它与热力学第一定律的关系是,当气体经历等压过程时,其温度会随时间变化,满足热力学第一定律。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

问题2:什么是热量传递的方向和方式?BfZ物理好资源网(原物理ok网)

例题:热量可以从低温物体传向高温物体,这是热力学第二定律的基本表现之一。热量传递可以通过传导、对流、辐射三种方式进行。在传导过程中,热量从高温区域直接传到低温区域;在对流过程中,流体由于密度差引起的运动而发生热量传递;在辐射过程中,物体通过电磁波进行热量交换。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

问题3:什么是热力学循环?它有哪些基本类型?BfZ物理好资源网(原物理ok网)

例题:热力学循环是一个封闭系统在恒温恒压下经历一系列过程,将少量热从低温物体转移到高温物体的过程。常见的热力学循环有逆卡诺循环、蒸汽压缩循环、布雷顿循环等。这些循环在能源转换和利用、环境保护等领域有广泛应用。BfZ物理好资源网(原物理ok网)

以上问题及例题可以帮助你理解北京高中物理热学的相关内容,但请注意,这只是一个概括性的列表,实际的学习和理解还需要你自己的努力和实践。BfZ物理好资源网(原物理ok网)