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1、圖像與熱學計算題連云港師專附中王睿秋用熱量公式Q=cm△t分析某些問題時，涉及溫度的狀態(tài)量和變化量較多，此時，若將抽象的邏輯推演用直觀的圖線表示，將物理量間的代數(shù)關系轉(zhuǎn)化為幾何關系，便可化繁為簡。溫度隨時間的變化，可反映在坐標圖像上，圖像在熱學中應用很廣泛。認識圖像、繪制圖像、分析圖像是很有必要的。一、認識圖像，看懂溫度隨時間變化的規(guī)律例1將裝有熱奶的奶瓶放入室溫的水中沒，溫度隨時間變化的圖像如圖1，問熱奶和水的初溫各是多少？它們的溫度后來發(fā)生了怎樣的變化？分析因為熱奶的溫度高于水的溫度，所以上、下方曲線分別是熱奶和水的溫度隨時間變化曲線。熱奶的初溫是90℃，水的初溫是20℃
2、。在最初10min，熱奶放熱，溫度下降，水吸熱，溫度升高。10min后，二者溫度相同，達到平衡狀態(tài)，保持40℃不變。二、繪制圖像，使物理過程清晰例2向100g、50℃的水中投入50g、0℃的冰，最終得到7℃的水。請作出整個過程溫度隨時間變化的大致圖像，并求出冰全部溶化成0℃的水時吸收的熱量。分析溫度隨時間變化的圖像大致如圖2，包含兩種物質(zhì)（水和冰）的三種物理過程。DB段是水的降溫過程，放出的熱量QDB=c水m水（50℃－70℃）＝18060JOA段是冰的溶化過程，吸收的熱量為QOA；AB段是冰全部溶化成水后的升溫過程，吸收的熱量QAB=c冰m冰（50℃－70℃）＝1470J,
3、由Q吸＝Q放，得QOA+QAB=QDB,所以，冰全部溶化成0℃的水時吸收的熱量QOA=QDB–QAB=16590J一、分析圖像，獲取信息進行計算例2質(zhì)量和初溫都相同的某種液體和水，分別盛在薄壁容器中，用兩個同樣的酒精燈對它們加熱，溫度隨時間變化圖像如圖3，假設熱量全部被該液體和水吸收，求該液體的比熱。分析因為熱源相同，且熱量全部吸收，所以經(jīng)過相同的時間，該液體和水吸收的熱量相同。由圖像知，該液體和水的溫度隨時間變化關系均呈線性，即溫度圖3與時間成正比，所以在任何相同的一段時間內(nèi)，該液體的溫度變化量都是水的溫度變化量的2倍。由C液m液△t液＝C水m水△t水，得C液=C水△t水/
4、△t液=C水=2.1×103J/(Kg.℃)四、繪制圖示，巧解熱學題例4質(zhì)量和初溫都相等的銅塊和鉛塊，將它們分別加熱，吸收相等的熱量后，使它們互相接觸，則（）A.熱量由鉛向銅傳遞B.熱量由銅向鉛傳遞C.不發(fā)生熱傳遞D.無法確定圖4分析銅塊和鉛塊的質(zhì)量和吸收的熱量相同，由C銅>C鉛，根據(jù)Q=cm△t可知△t鉛>△t銅，如圖4，用一條橫線表示某一溫度，溫度高的在上方，溫度低的在下方；用向上的箭頭表示溫度升高，用向下的箭頭表示溫度降低，由圖4可知，吸收相等的熱量后，t鉛末>t銅末，選（A）例2兩個溫度和質(zhì)量都相同的金屬球甲和乙，先把甲球放入盛有熱水的杯中，熱平衡后水溫降低了△t，把
5、甲球取出，再將乙球放入杯中，熱平衡后水溫又降低了△t，則兩球比熱的大小關系是（）圖5A.C甲>C乙B.C甲△t乙，根據(jù)Q吸＝Q放及Q=Cm△t得，C甲6、夠長時間，如果不計熱量損失，比較甲、乙兩杯水的溫度變化，則（）A.△t甲>△t乙B.△t甲<△t乙C.△t甲=△t乙D.無法確定圖6圖7分析把20℃的球放入60℃的甲杯水中，達到熱平衡后，水溫下降△t甲，球的溫度升高到（60℃－△t甲），即球的溫度升高了（40℃－△t甲）作出圖6；然后把溫度為（60℃－△t甲）的球放入20℃的乙杯水中，達到熱平衡后，水溫升高△t乙，球的溫度降低到（20℃＋△t乙），即球的溫度下降了（40℃－△t甲－△t乙），作出圖7。對前一過程，根據(jù)Q球吸＝Q水放，得C球m球（40℃－△t甲）＝C水m水△t甲⑴對后一過程，Q水吸＝Q球放，即C水m水△t乙＝C
7、球m球（40℃－△t甲－△t乙）⑵由⑴、⑵，得即△t甲>△t乙,應選（A）.
