初中物理熱學難點辨析及計算題示例

　　1.在高溫下用一把鐵皮尺測量一根銅棒的長度，比在低溫情況下用同一把鐵皮尺測量所得結果(   )
　　 答:鐵與銅的熱脹冷縮的程度有所不同(線脹系數（K-1） 鐵 1.2×10-5 銅 1.7×10-5) . 在高溫下 銅熱脹更大，尺子上的數字由于跟著膨脹的線條跑而使得單位長度比真實值要大,也比鐵尺的單位長度要大,這時它顯示的數據比真實值大,比用鐵尺測量的數值小,誤差大 ;反之如果在低溫下,銅冷縮更加厲害 所以它比鐵尺的單位長度要短一些,比用鐵尺測量顯示的數據要大,但是誤差要小

　　2.為什么沿海地區的晝夜溫差比內陸地區的小？                                                                                         答:沿海地區因為靠近海而多水，水的比熱容較大,夏天在吸收相同熱量的情況下，溫度上升得少,而到了冬天,在同樣冷卻的情況下,溫度下降得少,水就起了一個天然的‘空調’的作用,它在夏天吸收大量的熱而使得溫度不致升得太高,在冬季則把夏季因吸熱而儲備的能量釋放出來以阻止溫度過度下降,所以沿海地區的四季溫差小,晝夜溫差也小。
　　內地因為遠離海洋，多沙石和泥土,其比熱容比水小得多，所以易升溫也易降溫,就導致晝夜溫差大,四季溫差也大.

　　3.有一支科學考察隊到新疆羅布泊進行考察。當時是陰天,氣溫約為負15攝氏度，周圍沙漠的沙丘上覆蓋著約5—10cm厚的積雪，然而過了大約20min雪不見了，而腳下卻是干爽的沙地，這一現象令在場的科學考察隊員瞠目,這是什么原因造成的?

　　答:這是由于雪直接升華為氣態的水蒸氣而形成的,雪升華時由固態直接變為氣態,沒有經過變為"水"這一步,所以地面不會變濕,腳下肯定是干爽的,在不知不覺這之中,雪已經消失,所以他用會目瞪口呆.

　　4.氮氣是無色無味的氣體，液態氮發生泄漏是為什么會冒白氣?

　　答:液態氮溫度很低,它的溫度低于-197攝氏度,液態氮發生泄漏后迅速汽化,而氮在汽化時從周圍吸收大量的熱量,使空氣中的水蒸氣液化形成白氣 ,我們看到的"白氣"是水蒸氣霧化后的產物,而不是液態氮的產物,液態氮汽化而成的氮氣是無色無味的,我們既無法看到,也無法聞到.

　　5.有兩位同學制作了一臺簡易太陽能熱水器。在夏天，這臺熱水器可將60kg水的溫度由20°C升高至70°C，如果由電熱水器產生這些熱量，則要消耗多少kW。h的電能？

　　解:水的比熱為4.2×10^3 焦耳/(千克?℃)
　　熱水器吸收的熱量:Q=CM△t=60×4.2×10^3 ×50=1.26×10^7焦耳 ,
　　1千瓦時＝1000瓦×3600秒=3.6×10^6 焦耳
　　故需要電能為：126/36＝3.5kwh

　　6.用一張光滑的厚紙盛些水放到火上加熱，過一會水就會沸騰，而紙鍋不會燃燒 這是為什么?

　　答:水有一個很重要的特點,即它在沸騰時溫度始終保持不變(雖然繼續加熱,但它的溫度卻無法升高,一直固定在沸點溫度),而在一標準大氣壓下,水的沸點為100攝氏度,紙的著火點為187攝氏度,此時紙與沸水的溫度基本相等,大致為100攝氏度,由于紙的溫度未達到它的著火點,所以它不會燃燒.

　　7.把一盆0攝氏度的水放入0攝氏度的房間內(    )                                                                                          A .水一定會結冰     B .水一定不結冰    C .水的質量減小       D. 水的質量不變

　　辨析:不論是冰的熔化還是水的凝固,都會保持溫度為零攝氏度不變,此題中水的溫度達到了它的凝固點,初學者常會誤認為水就開始凝固,這種判斷的錯誤在于忽略了水凝固所需要的其他條件,水要凝固,除了溫度要達到凝固點之外,還有一個條件,就是水要向外放熱,但在0攝氏度的房間內這盆0攝氏度的水不能向外放熱(因為熱傳遞的重要任條件是要有溫度差,在溫度相同的兩個物體之間不會發生熱傳遞),因而水不會發生凝固,所以選 D.(水的質量不變),

　　8.將試管口朝下放在酒精燈火焰上方加熱3至5秒鐘后，立即豎直插入盛水的容器中某深度不動。產生的現象是_____.原因是_____

　　分析:產生的現象是試管中水液面逐漸上升,直到某一位置為止,因為試管被加熱后空氣膨脹,管內空氣被趕走一部分,當把它豎直插入盛水的容器中后,管內熱空氣逐漸變冷，氣壓變小，外界大氣壓將容器中的水壓進試,

　　9.為什么在冬季要用水和酒精的混合物當發動機的冷卻液？

　　辨析:通常我們用水來做為發動機的冷卻液,這是因為水的比熱容大;如果在寒冷地區或寒冷季節則不用水而用水和酒精的混合液,這是因為水和酒精的混合液的凝固點低,不至于在低溫下因凝固而失去通過對流作用帶走熱量的能力.

　　10.為什么柴油機比汽油機效率大?

　　辨析:汽油機燃燒室熱效率轉化較低，且燃料消耗率大。 柴油機燃燒室熱效率轉化高，燃料消耗率小，但結構復雜。 柴油發動機的燃燒過程一般分為著火延遲期、速燃期、緩燃期和后燃期四個階段。
　　著火延遲期是指從燃料開始噴射到著火，其間經過噴散、加熱蒸發、擴散、混合和初期氧化等一系列物理的和化學的準備過程。它是燃燒過程的一個重要參數，對燃燒放熱過程的特性有直接影響。在著火延遲期內噴入燃燒室的燃料，在速燃期內幾乎是同時燃燒的，所以放熱速度很高，壓力升高也特別快,壓縮也特別強烈,"壓縮比"比汽油機大得多,就使得柴油機效率很高.

　　11.壺中水燒開時，壺嘴冒出的白氣與冰棒冒出的白氣原因相同嗎？為什么？

　　辨析:二者都是液化的現象,但學還是有區別的.壺中水燒開時，壺中的水大量地汽化,生成大量的水蒸汽,水蒸氣沖出來后由于遇到冷的空氣而液化成霧狀的小液滴,這就是我們看到的壺嘴冒白氣的原因. 冰棒很涼！它自己不會"冒出"水蒸氣.而是空氣中原本就存在的水蒸氣遇到冷的冰棒發生液化所形成的.這樣結論就比較明確了: 二者從物態變化的種類來說是相同的，但從水蒸氣的來源來說是不相同的.

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