北京高中物理熱學變化主要涉及到熱力學第一定律和熱力學第二定律。以下是一個相關的例題及解答:
例題:一個質量為m的物體,在恒定合外力F的作用下,經歷時間t,從靜止開始運動了距離s。已知物體與地面間的摩擦系數為μ,求在這個過程中物體所吸收的熱量Q。
解:根據動能定理,我們有$Ft - fs = \Delta KE$,其中ΔKE是物體動能的改變量。在這個過程中,物體既受到摩擦力做負功,同時也受到合外力F做正功。因此,物體吸收的熱量可以表示為$Q = \Delta U = mc\frac{\Delta T}{T_0}$,其中ΔT是物體的溫度改變量,T_0是物體的初始溫度。
將動能定理代入,我們有$Ft - fs = mc\frac{\Delta T}{T_0} - \mu fs$。其中,由于物體在運動過程中只受摩擦力作用,所以物體的內能增加量等于摩擦力做的負功。因此,我們有$\Delta U = fs$。將這個結果代入上式,我們得到$Ft - fs = mc\frac{\Delta T}{T_0} - \mu fs + \Delta U = Ft - fs + fs = Ft$。
因此,物體在這個過程中吸收的熱量為$Q = Ft - \mu fs$。
希望這個例子可以幫助你理解熱學變化和相關概念。
高中物理熱學變化主要涉及溫度、熱量、內能等概念,以及熱力學第一定律和第二定律的內容。以下是一個相關例題及解析:
例題:一鐵塊在沸水中加熱一段時間,然后投入到溫度為20℃、質量為50g的清水中,達到平衡時,水溫升高到30℃,求鐵塊的質量。
解析:
1. 鐵塊在沸水中加熱時,溫度與沸水相同,達到沸點,鐵塊和水之間發生熱傳遞,鐵塊內能的一部分傳遞給水,使水的溫度升高。
2. 達到平衡時,鐵塊和水之間熱傳遞停止,兩者溫度相同,即達到了熱平衡。
3. 根據熱力學第一定律,有Q吸=Q放。其中Q吸為鐵塊吸收的熱量,Q放為水放出的熱量。
4. 鐵塊吸收的熱量等于水放出的熱量,即Q吸=c鐵m鐵Δt鐵=c水m水Δt水。其中c鐵和c水分別為鐵和水的比熱容,m鐵和m水分別為鐵塊和水的質量,Δt鐵和Δt水分別為兩者的溫度變化。
5. 已知水的初溫和末溫以及質量,可求出水吸收的熱量。再根據熱平衡方程即可求出鐵塊的質量。
根據以上解析,已知水的初溫為20℃,末溫為30℃,質量為50g,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),可以求出水吸收的熱量。再根據Q吸=c鐵m鐵Δt鐵,其中Δt鐵=30℃-20℃=10℃,可以求出鐵塊的質量。
希望以上解析對你有幫助。
北京高中物理熱學主要講述了熱學的基本概念、熱力學第一定律和熱力學第二定律,以及這些定律在氣體性質和熱力學函數中的應用。以下是一些常見問題及例題:
問題1:什么是理想氣體的狀態方程?它與熱力學第一定律有什么關系?
例題:一個容積為V、質量為m的氣體,其壓強為p,溫度為T。根據理想氣體的狀態方程,我們可以得到pV = nRT,其中n是氣體分子數,R是氣體常數。這個方程說明了氣體壓力、體積和溫度之間的關系。它與熱力學第一定律的關系是,當氣體經歷等壓過程時,其溫度會隨時間變化,滿足熱力學第一定律。
問題2:什么是熱量傳遞的方向和方式?
例題:熱量可以從低溫物體傳向高溫物體,這是熱力學第二定律的基本表現之一。熱量傳遞可以通過傳導、對流、輻射三種方式進行。在傳導過程中,熱量從高溫區域直接傳到低溫區域;在對流過程中,流體由于密度差引起的運動而發生熱量傳遞;在輻射過程中,物體通過電磁波進行熱量交換。
問題3:什么是熱力學循環?它有哪些基本類型?
例題:熱力學循環是一個封閉系統在恒溫恒壓下經歷一系列過程,將少量熱從低溫物體轉移到高溫物體的過程。常見的熱力學循環有逆卡諾循環、蒸汽壓縮循環、布雷頓循環等。這些循環在能源轉換和利用、環境保護等領域有廣泛應用。
以上問題及例題可以幫助你理解北京高中物理熱學的相關內容,但請注意,這只是一個概括性的列表,實際的學習和理解還需要你自己的努力和實踐。
