初中物理热学难点辨析及计算题示例

　　1.在高温下用一把铁皮尺测量一根铜棒的长度，比在低温情况下用同一把铁皮尺测量所得结果()
　　
　　答:铁与铜的热胀冷缩的程度有所不同(线胀系数（K-1）铁1.2×10-5铜1.7×10-5).在高温下铜热胀更大，尺子上的数字由于跟着膨胀的线条跑而使得单位长度比真实值要大,也比铁尺的单位长度要大,这时它显示的数据比真实值大,比用铁尺测量的数值小,误差大;反之如果在低温下,铜冷缩更加厉害所以它比铁尺的单位长度要短一些,比用铁尺测量显示的数据要大,但是误差要小
　　
　　2.为什么沿海地区的昼夜温差比内陆地区的小？

　　答:沿海地区因为靠近海而多水，水的比热容较大,夏天在吸收相同热量的情况下，温度上升得少,而到了冬天,在同样冷却的情况下,温度下降得少,水就起了一个天然的‘空调’的作用,它在夏天吸收大量的热而使得温度不致升得太高,在冬季则把夏季因吸热而储备的能量释放出来以阻止温度过度下降,所以沿海地区的四季温差小,昼夜温差也小。
　　
　　内地因为远离海洋，多沙石和泥土,其比热容比水小得多，所以易升温也易降温,就导致昼夜温差大,四季温差也大.
　　
　　3.有一支科学考察队到新疆罗布泊进行考察。当时是阴天,气温约为负15摄氏度，周围沙漠的沙丘上覆盖着约5—10cm厚的积雪，然而过了大约20min雪不见了，而脚下却是干爽的沙地，这一现象令在场的科学考察队员瞠目,这是什么原因造成的?
　　
　　答:这是由于雪直接升华为气态的水蒸气而形成的,雪升华时由固态直接变为气态,没有经过变为"水"这一步,所以地面不会变湿,脚下肯定是干爽的,在不知不觉这之中,雪已经消失,所以他用会目瞪口呆.
　　
　　4.氮气是无色无味的气体，液态氮发生泄漏是为什么会冒白气?
　　
　　答:液态氮温度很低,它的温度低于-197摄氏度,液态氮发生泄漏后迅速汽化,而氮在汽化时从周围吸收大量的热量,使空气中的水蒸气液化形成白气,我们看到的"白气"是水蒸气雾化后的产物,而不是液态氮的产物,液态氮汽化而成的氮气是无色无味的,我们既无法看到,也无法闻到.
　　
　　5.有两位同学制作了一台简易太阳能热水器。在夏天，这台热水器可将60kg水的温度由20°C升高至70°C，如果由电热水器产生这些热量，则要消耗多少kW·h的电能？
　　
　　解:水的比热为4.2×10^3焦耳/(千克?℃)
　　
　　热水器吸收的热量:Q=CM△t=60×4.2×10^3×50=1.26×10^7焦耳,
　　
　　1千瓦时＝1000瓦×3600秒=3.6×10^6焦耳
　　
　　故需要电能为：126/36＝3.5kwh
　　
　　6.用一张光滑的厚纸盛些水放到火上加热，过一会水就会沸腾，而纸锅不会燃烧这是为什么?
　　
　　答:水有一个很重要的特点,即它在沸腾时温度始终保持不变(虽然继续加热,但它的温度却无法升高,一直固定在沸点温度),而在一标准大气压下,水的沸点为100摄氏度,纸的着火点为187摄氏度,此时纸与沸水的温度基本相等,大致为100摄氏度,由于纸的温度未达到它的着火点,所以它不会燃烧.
　　
　　7.把一盆0摄氏度的水放入0摄氏度的房间内()A.水一定会结冰B.水一定不结冰C.水的质量减小D.水的质量不变
　　
　　辨析:不论是冰的熔化还是水的凝固,都会保持温度为零摄氏度不变,此题中水的温度达到了它的凝固点,初学者常会误认为水就开始凝固,这种判断的错误在于忽略了水凝固所需要的其他条件,水要凝固,除了温度要达到凝固点之外,还有一个条件,就是水要向外放热,但在0摄氏度的房间内这盆0摄氏度的水不能向外放热(因为热传递的重要任条件是要有温度差,在温度相同的两个物体之间不会发生热传递),因而水不会发生凝固,所以选D.(水的质量不变),
　　
　　8.将试管口朝下放在酒精灯火焰上方加热3至5秒钟后，立即竖直插入盛水的容器中某深度不动。产生的现象是_____.原因是_____
　　
　　分析:产生的现象是试管中水液面逐渐上升,直到某一位置为止,因为试管被加热后空气膨胀,管内空气被赶走一部分,当把它竖直插入盛水的容器中后,管内热空气逐渐变冷，气压变小，外界大气压将容器中的水压进试,
　　
　　9.为什么在冬季要用水和酒精的混合物当发动机的冷却液？
　　
　　辨析:通常我们用水来做为发动机的冷却液,这是因为水的比热容大;如果在寒冷地区或寒冷季节则不用水而用水和酒精的混合液,这是因为水和酒精的混合液的凝固点低,不至于在低温下因凝固而失去通过对流作用带走热量的能力.
　　
　　10.为什么柴油机比汽油机效率大?
　　
　　辨析:汽油机燃烧室热效率转化较低，且燃料消耗率大。柴油机燃烧室热效率转化高，燃料消耗率小，但结构复杂。柴油发动机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。
　　
　　着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火，其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。它是燃烧过程的一个重要参数，对燃烧放热过程的特性有直接影响。在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料，在速燃期内几乎是同时燃烧的，所以放热速度很高，压力升高也特别快,压缩也特别强烈,"压缩比"比汽油机大得多,就使得柴油机效率很高.
　　
　　11.壶中水烧开时，壶嘴冒出的白气与冰棒冒出的白气原因相同吗？为什么？
　　
　　辨析:二者都是液化的现象,但学还是有区别的.壶中水烧开时，壶中的水大量地汽化,生成大量的水蒸汽,水蒸气冲出来后由于遇到冷的空气而液化成雾状的小液滴,这就是我们看到的壶嘴冒白气的原因.冰棒很凉！它自己不会"冒出"水蒸气.而是空气中原本就存在的水蒸气遇到冷的冰棒发生液化所形成的.这样结论就比较明确了:二者从物态变化的种类来说是相同的，但从水蒸气的来源来说是不相同的.
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