全國中學(xué)生物理競(jìng)賽集錦(熱學(xué))答案(編輯修改稿)
2025-07-16 21:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 熱量 （2）假設(shè)不計(jì)鋁球使冰熔化過程中向外界散失的熱量，則有 （3）解得 （4）即與成線形關(guān)系．此式只對(duì)時(shí)成立。將表中數(shù)據(jù)畫在圖中，得第1，2，…，8次實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、…、。數(shù)據(jù)點(diǎn)、五點(diǎn)可擬合成一直線，如圖預(yù)解1862所示。此直線應(yīng)與（4）式一致．這樣，在此直線上任取兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)，代人（4）式，再解聯(lián)立方程，即可求出比熱的值．例如，在直線上取相距較遠(yuǎn)的橫坐標(biāo)為8和100的兩點(diǎn)和，它們的坐標(biāo)由圖預(yù)解1862可讀得為 將此數(shù)據(jù)及的值代入（4）式，消去，得圖預(yù)解 1862 （5）2. 在本題作的圖預(yù)解1862中，第1，7，8次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)偏離直線較遠(yuǎn)，未被采用．這三個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖上的點(diǎn)即、．點(diǎn)為什么偏離直線較遠(yuǎn)？因?yàn)楫?dāng)時(shí)，從（4）式得對(duì)應(yīng)的溫度℃，（4）式在的條件才成立。但第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)鋁球的溫度℃＜，熔解的冰的體積小于半個(gè)球的體積，故（4）式不成立．、為什么偏離直線較遠(yuǎn)？因?yàn)殇X球的溫度過高（120℃、140℃），使得一部分冰升華成蒸氣，且因鋁球與環(huán)境的溫度相差較大而損失的熱量較多，（2）、（3）式不成立，因而（4）式不成立．評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題24分第1問17分；第二問7分。第一問中，（1）、（2）式各3分；（4）式4分。正確畫出圖線4分；解出（5）式再得3分。第二問中，說明、點(diǎn)不采用的原因給1分；對(duì)和、偏離直線的原因解釋正確，各得3分。第18屆復(fù)賽二、參考解答1．已知在海平面處，大氣壓強(qiáng)．如圖復(fù)解1821，在處，大氣壓強(qiáng)為。 （1） 此處水沸騰時(shí)的飽和蒸氣壓應(yīng)等于此值．由圖復(fù)解1822可知，對(duì)應(yīng)的溫度即沸點(diǎn)為 （2）達(dá)到此溫度時(shí)鍋內(nèi)水開始沸騰，溫度不再升高，故在5000ｍ高山上，若不加蓋壓力鍋，鍋內(nèi)溫度最高可達(dá)82℃．2．由圖復(fù)解1822可知，在℃時(shí)，水的飽和蒸氣壓，而在海平面處，大氣壓強(qiáng)．可見壓力閥的附加壓強(qiáng)為 （3）在5000ｍ高山上，大氣壓強(qiáng)與壓力閥的附加壓強(qiáng)之和為 （4）若在時(shí)閥被頂起，則此時(shí)的應(yīng)等于，即 （5）由圖復(fù)解1822可知 ℃ （6）此時(shí)鍋內(nèi)水開始沸騰，溫度不再升高，故按正確方法使用此壓力鍋，在5000ｍ高山上鍋內(nèi)水的溫度最高可達(dá)112℃． 3．在未按正確方法使用壓力鍋時(shí)，鍋內(nèi)有空氣，設(shè)加壓力閥時(shí)，內(nèi)部水蒸汽已飽和．由圖復(fù)解1822可知，在℃時(shí)，題中已給出水的飽和蒸氣壓，這時(shí)鍋內(nèi)空氣的壓強(qiáng)（用表示）為 （7）當(dāng)溫度升高時(shí)，鍋內(nèi)空氣的壓強(qiáng)也隨之升高，設(shè)在溫度為℃時(shí)，鍋內(nèi)空氣壓強(qiáng)為，則有
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