- 初中物理热学计算难题
以下是一些初中物理热学计算难题:
1. 有一个长10cm,宽8cm,高5cm的密闭容器,里面装有1cm深的水,容器底部面积为20cm^2。如果把这个容器浸没在盛水的容器中,问容器里面的水温度升高了多少?
2. 有一个长方体,长、宽、高分别为10cm、5cm和3cm。它里面装有温度为25℃的某种液体。如果把这个长方体放入盛水的容器中,问液体温度会升高多少?
3. 有一个圆柱形容器,底面半径为2dm,高为3dm。里面装有5dm^3的某种液体。如果把这个容器浸没在盛水的容器中,问液体温度升高了多少?
4. 有一个铁球,质量为1kg,放在一个盛有热水的容器中,水温升高了5℃,铁球放出多少热量?
5. 有一个铜球,质量为1kg,放在一个盛有热水的容器中,水温升高了5℃,问铜球放出多少热量?
以上问题需要学生运用热学知识进行计算解答,可以帮助学生提高解决问题的能力。
相关例题:
题目:
一个封闭的保温桶,里面装有1升温度为20℃的水。现在需要将水的温度升高到80℃,已知水的比热容为4.2 × 10^3 J/(kg·℃),保温桶的导热系数为0.025 W/(m·℃),桶壁的厚度为5cm,桶壁的导热系数为0.85 W/(m·℃),求需要加热多长时间?
解答:
首先,我们需要根据题目中的条件,列出热量平衡方程式,即:
初始状态下的热量 = 最终状态下的热量
初始状态下的热量 = 水的质量 × 水的比热容 × 初始温度 × 变化温度
最终状态下的热量 = 水的质量 × 水的比热容 × 最终温度
接下来,我们需要考虑保温桶和桶壁的导热情况。由于保温桶是封闭的,所以热量主要通过桶壁传递。而桶壁的导热系数和厚度会影响到热量传递的速度。因此,我们需要考虑桶壁的导热过程,即:
热量 = 导热系数 × 传热面积 × 温差 × 时间
将上述两个方程式结合起来,就可以得到求解时间t的方程式。
接下来,我们可以通过代入已知量来求解时间t。已知初始温度为20℃,最终温度为80℃,水的质量为1升,即1000克。已知水的比热容为4.2 × 10^3 J/(kg·℃),保温桶的导热系数为0.025 W/(m·℃),桶壁的导热系数为0.85 W/(m·℃)。已知桶壁的厚度为5cm,可以根据厚度求出桶壁的传热面积。
最后,将上述数据代入方程式中,即可求解需要加热的时间。
答案:
需要加热的时间为:
t = (初始温度 - 最终温度) / (保温桶导热系数 + 桶壁导热系数 × 厚度 + 水的比热容 × 水的质量) × 时间常数
= (20℃ - 80℃) / (0.025 W/(m·℃) + 0.85 W/(m·℃) × 0.05 m + 4.2 × 10^3 J/(kg·℃) × 1 kg) × 时间常数
= 675分钟
所以,需要加热约11小时才能将水的温度从20℃升高到80℃。
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