高二物理能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)歷程(更新版)
【正文】 1 g水為研究系統(tǒng) ,把大氣視作外界.1 g沸騰的水變成同溫度的水汽需要吸收熱量 ， 同時由于體積膨脹 ， 系統(tǒng)要對外做功 ， 所以有 ΔUQ吸 ． (1)氣體在等壓 (大氣壓 )下膨脹做功： W＝ p(V2－ V1)＝ [ 105 (1676－ ) 10－ 6]J＝ J. (2)氣體吸熱： Q＝ mL＝ (1 ) J＝ J. (3)根據(jù)熱力學第一定律： ΔU＝ Q＋ W＝ J＋ (－ )J＝ J. 【 答案 】 見精講精析 【 方法總結 】 對熱力學第一定律的理解應注意： (1)要明確研究的對象是哪個物體或者說是哪個熱力學系統(tǒng) ． (2)應用熱力學第一定律計算時 ， 要依照符號規(guī)則代入數(shù)據(jù) ， Q、 W這兩個量只要有助于增加系統(tǒng)內(nèi)能均取正值 ， 如吸熱 、 受壓壓縮 ， Q、 W就取正值；反之就取負值 ． 水能不產(chǎn)生污染物，是一種清潔能源，位于美國和加拿大交界處的尼亞加拉瀑布流量可達到每秒 6000 m3，而且是一年四季流量穩(wěn)定，瀑布落差50m，若利用這一資源發(fā)電，設其效率為 50%，估算發(fā)電機的輸出功率． (g取 10m/s2) 【 思路點撥 】 水下落過程重力勢能轉化為電能 ，求解時可取單位時間內(nèi)的水為研究對象 ． 能量轉化過程的分析與計算 例 3 【 自主解答 】 水力發(fā)電的基本原理是水的機械能轉化為電能 ． 每秒鐘流下的水的質量為： m＝ ρV＝ 1 103 6000 kg＝ 6 106kg. 每秒鐘水減少的機械能為： E＝ mgh＝ 6 106 10 50 J＝ 3 109J. 設發(fā)電機的輸出功率為 P， 則由能量定律可得： Eη＝ P. 解得： P＝ 3 109 50%W＝ 109W. 【 答案 】 109W 變式訓練 如圖 4－ 1－ 4所示 ， 一個小鐵塊沿半徑為R＝ m的半球形內(nèi)壁自上端由靜止下滑 ， 當滑至半球底部時 ， 速度為 1 m/s， 設此過程中損失的機械能全部變?yōu)閮?nèi)能 ， 并有 40%被鐵塊吸收 ． 已知鐵的比熱容 c＝ 103J/(kg℃ )， 重力加速度 g取 10 m/ ． 圖 4－ 1－ 4 答案： 10－ 3℃ 解析： 鐵塊滑到底部產(chǎn)生的內(nèi)能 Δ E ＝ m g h －12m v2＝ 1 . 5 m . 升高溫度 Δ t＝Δ E 40%mc≈ 1 . 3 10－ 3℃ . 知能優(yōu)化訓練 本部分內(nèi)容講解結束 點此進入課件目錄 按 ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用
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