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初中物理热学焦耳定律的内容考点

更新时间:2024-09-26 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

热学焦耳定律的内容是:电流通过电阻器所产生的热量与电流强弱、电阻大小和通电时间成正比。具体来说,焦耳定律表示的公式为Q=I²Rt,其中Q代表热量,I、R、t分别代表电流、电阻和时间。ptv物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

例题:ptv物理好资源网(原物理ok网)

假设一个封闭容器中装有一定量的理想气体,其初始状态为p1 = 1atm,V1 = 1m3,T1 = 300K。经过绝热压缩后,气体被压缩到V2 = 0.5m3,求在这个过程中气体所做的功以及气体温度的变化。ptv物理好资源网(原物理ok网)

解析:ptv物理好资源网(原物理ok网)

根据焦耳定律,热力学第一定律,有:ptv物理好资源网(原物理ok网)

ΔW = Q = ΔUptv物理好资源网(原物理ok网)

其中ΔW表示外界对气体做的功,Q表示气体向外放出的热量,ΔU表示气体内能的改变量。ptv物理好资源网(原物理ok网)

对于本题,绝热压缩过程可以认为气体与外界没有热交换,即Q = 0。同时,由于压缩过程外界对气体做功,所以外界对气体做的功ΔW表现为气体压强的变化量。ptv物理好资源网(原物理ok网)

初始状态时,气体的压强为p1 = 1atm,体积为V1 = 1m3,温度为T1 = 300K。ptv物理好资源网(原物理ok网)

压缩后,气体的体积变为V2 = 0.5m3,由于压缩过程是绝热的,所以气体的温度会升高。ptv物理好资源网(原物理ok网)

根据理想气体状态方程,有:p1V1 = p2V2 + RΔTptv物理好资源网(原物理ok网)

其中R为气体常数。ptv物理好资源网(原物理ok网)

解得:ΔT = (p2 - p1)V2/R = (1 - 1 × 1/0.5)K = 20Kptv物理好资源网(原物理ok网)

由于压缩过程外界对气体做功,所以ΔW = -p2V2ΔS = -p2V2 × (πR^2/V^2) = -πR^3ΔT/V = -πR^3 × 20 × 0.5 × 10^-6J = -πR^3 × 0.01Jptv物理好资源网(原物理ok网)

所以在这个过程中,气体所做的功为-πR^3 × 0.01J,气体内能增加了ΔU = πR^3 × 0.01J。由于气体绝热压缩,所以气体的温度会升高ΔT = 20K。ptv物理好资源网(原物理ok网)

答案:在这个过程中,气体所做的功为-πR^3 × 0.01J,气体内能增加了πR^3 × 0.01J。由于气体绝热压缩,所以气体的温度会升高20K。ptv物理好资源网(原物理ok网)


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