原创热学计算题
例题:一个容积为3×10^{3}m^{3}的保温瓶,原来装有0℃的1kg水,加热到90℃,水的温度升高了多少?需要吸收多少热量?水的比热容为4.2×10^{3}J/(kg \cdot℃)
计算题原创
【题目】
一个保温瓶的质量为0.5kg,保温瓶里面装满温度为-5℃的冰水混合物,当瓶子里的冰全部熔化成水后,水的温度升高了5℃,求保温瓶里面装了多少千克的水?已知冰的比热容为2.1×10^{3}J/(kg \cdot℃)
相关例题
【题目】
一个保温瓶的质量为0.5kg,保温瓶里面装满温度为-5℃的开水后,瓶内水的温度升高了5℃,求保温瓶里面装了多少千克的开水?水的比热容为4.2×10^{3}J/(kg \cdot℃)
【解析】
已知保温瓶的质量和体积,可以求得保温瓶里面的水的质量,再根据比热容公式可以求得吸收的热量。
已知保温瓶里面装满温度为-5℃的冰水混合物,当瓶子里的冰全部熔化成水后,水的温度升高了5℃,求出冰熔化成水所吸收的热量,再根据质量守恒定律求出水的质量。
【分析】
本题考查了学生对吸热公式、质量守恒定律的理解与掌握,是一道基础题目。
【解答】
解:保温瓶里面的水的质量:m_{水} = \frac{m_{总}}{\rho_{水}} = \frac{m_{总}}{1 × 10^{3}kg/m^{3}} = \frac{m_{总}}{m_{水}} × 1 × 10^{3}kg/m^{3} = \frac{m_{总}}{4.2 × 10^{3}J/(kg \cdot^{\circ}C)} × 4.2 × 10^{3}J/(kg \cdot^{\circ}C) = \frac{m_{总}}{9.8 × 10^{3}J/(kg \cdot^{\circ}C)} × 9.8 × 10^{3}J/(kg \cdot^{\circ}C) = \frac{m_{总}}{98} × 98kg = \frac{m_{总}}{10}kg;
吸收的热量:Q_{吸} = cm_{水}(t - t_{0}) = 4.2 × 10^{3}J/(kg \cdot^{\circ}C) × \frac{m_{总}}{10}kg × (98^{\circ}C - 5^{\circ}C) = 4.2 × 10^{4}J;
答:保温瓶里面装了$\frac{m_{总}}{10}$千克的水;需要吸收$4.2 \times 10^{4}$J的热量。
以下是一道高中物理热学计算题的原创和相关例题:
原创计算题:
已知一个绝热容器被隔板隔开,两边分别装有相同温度的氢气和氧气。初始时隔板未动,经过一段时间后,由于某种原因,隔板开始移动,导致两边的气体开始混合。已知氢气和氧气的摩尔质量分别为$2g/mol$和$32g/mol$,初始温度均为$300K$。求混合后气体的温度。
相关例题:
题目:
假设有一绝热容器被隔板隔开,两边分别装有相同温度的氢气和氧气。初始时隔板未动,经过一段时间后,由于某种原因,隔板开始移动,导致两边的气体开始混合。已知氢气和氧气的摩尔质量分别为$2g/mol$和$32g/mol$,初始温度均为$300K$。求混合后气体的温度变化。
答案:
混合后气体的温度将升高。这是因为氢气和氧气在混合过程中发生了热交换,导致两边的气体温度都升高。由于容器是绝热的,所以这个热交换不会受到外界的影响。因此,混合后气体的温度将达到一个新的平衡值,比初始温度高。
注意:由于气体之间的热交换是复杂的物理过程,需要使用相关的物理公式进行计算。具体来说,可以使用理想气体状态方程和热交换的公式进行计算。
原创高中物理热学计算题
例题:一个保温杯中装有质量为m=50g的某种液体,加热一段时间后温度升高了Δt=20℃,求这种液体的比热容。
常见问题:
1. 什么是比热容?
2. 如何根据比热容的定义求出液体的质量?
3. 如何根据热量公式求出液体的温度变化?
4. 如何根据热平衡方程求出液体的比热容?
解题思路:
1. 根据比热容的定义,可得到比热容公式:c = \frac{Q}{mΔt},其中Q为吸收或放出的热量,m为质量,Δt为温度变化。
2. 根据题目给出的质量m和温度变化Δt,代入公式即可求出液体的比热容。
3. 题目中给出了保温杯中装有某种液体,因此可以假设保温杯是绝热的,即没有热量损失。因此,液体的温度升高或降低,必然是由于液体吸收或放出的热量引起的。根据热量公式,可得到热量Q = mcΔt。
4. 由于保温杯是绝热的,因此液体的温度变化与外界无关,只与液体的吸放热情况有关。根据热平衡方程,可得到Q = mcΔt = mc(t - t0),其中t为最终温度,t0为初始温度。
解题过程:
根据题目给出的条件,可得到Q = mcΔt = 0.05kg × c × 20℃ = 0.1kJ。由于题目中没有给出比热容的具体数值,因此无法求出比热容。但是可以根据Q、m和Δt的值,求出液体的最终温度t。代入公式Q = mcΔt中,可得到t = \frac{Q}{mc\Delta t} = \frac{0.1kJ}{0.05kg × c × 20℃}。因此,只要知道液体的最终温度t和初始温度t0,就可以求出液体的比热容c。
例题答案:由于题目中没有给出具体的数值,因此无法求出液体的比热容。但是可以根据已知条件求出液体的最终温度t和初始温度t0,从而得到液体的比热容。
