热平衡方程:
在热传递过程中,如果没有热量损失,则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸,即Q放=Q吸,把这个关系叫热平衡方程。
热平衡方程式:
两个温度不同的物体放在一起,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,当两个物体温度达到相同时,如果没有热量损失,则有Q吸=Q放,称为热平衡方程。
在热量计算题中,常采用此等式。
例1:吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热如图所示的袋装牛奶。
为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃,妈妈至少要用60℃的热水多少千克?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),设该牛奶的比热容为2.5 ×103J/(kg·℃),不计热量损失]
解析:根据热传递的条件,热水的最终温度等于牛奶的最终温度,同为42℃,由于不计热量损失,所以牛奶吸收的热量Q吸等于热水放出的热量Q放,根据Q吸=Q放即可求出。
牛奶升温时吸收的热量Q放=c1m1(t一t0)=2.5×103J/(kg·℃)× 0.25kg×(42℃-12℃)=18750J,
热水由60℃降低到42℃放出的热量Q放=c2m2(t0’一t),Q吸=Q放,
至少需要60℃的热水约0.248kg。
实验室中有质量、温度分别相等的甲、乙两金属块和一杯冷水.先将甲放入这杯冷水中,热平衡后水温升高10℃;将甲取出后,再将乙放入这杯水中,热平衡后水温又升高10℃;若不计各种热损失,则下列判断正确的是
A.杯中的水先后两次吸收的热量相等
B.甲、乙放出的热量相等,甲的比热容大于乙的比热容
C.甲、乙降低的温度不同,甲放出的热量多于乙放出的热量
D.甲、乙降低的温度不同,甲的温度变化大于乙的温度变化
先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中,水升高的温度相同,水吸收的热量相同,故A正确;∵不计热量损失,∴Q吸=Q放,∴甲乙两金属块放出的热量相同;由题知,将甲取出后,再将乙放入这杯水中,热平衡后水温又升高,即甲金属块降低的温度多;由上述分析可知,质量相同的甲乙两金属块,放出相同的热量,甲金属块降低的温度多,所以甲的比热容小,故BC错、D正确.故选A、D.
光直线传播的应用:
1.激光准直:在开凿大山隧道时,T程师们常常用激光束引导掘进机,使掘进机沿直线前进,保证隧道方向不出偏差。
(如图)
2.射击时利用“三点一线”进行瞄准。
(如图)
3.站队成直线:前面的人挡住了后面人的视线,使后面的人只能看到前面相邻人的后脑勺。
4.木工检测木料的表面是否平滑。
考点名称:温度、热量与内能的关系
区别:温度是用来表示物体冷热程度的物理量,内能是物体内部所包含的总能量,即所有分子动能和分子势能的和,物体的内能跟温度的高低、体积大小都有关系。
热量指热传递过程中内能的改变量。
因此与内能是一个状态量不同,热量是一个过程量。
一个物体有内能,但不能说其具有热量或者含有热量。
在热传递过程中物体内能变化的多少只能用热量来表示;
联系:物体温度的变化可以改变一个物体的内能,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。
物体吸收或放出热量,它的内能将发生改变,但它的温度不一定改变。
,内能增加,但温度却保持在0℃不变;同样,物体放出热量时,温度也不一定降低。
可以总结为一个物体温度改变了,其内能就一定改变,但内能改变时,其温度不一定改变。
概念辨析法区分温度、内能、热量三者的关系:方法指南:
①一个物体温度升高了,不一定吸收了热量,也有可能是外界对物体做功,但它的内能一定增加。
②一个物体吸收了热量,温度不一定升高,但它的内能一定增加(物体不对外做功),如晶体熔化、液体沸腾等。
③一个物体内能增加了,它的温度不一定升高,如0℃的冰变成0℃的水;也不一定吸收了热量,有可能是外界对物体做了功。
④物体本身没有热量。
只有发生了热传递,有了内能的转移时,才能讨论热量问题。
⑤热量是在热传递过程中,传递内能的多少,是一个过程量,不能说“含有”或“具有”热量。
⑥热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。