一組聯(lián)系生活的熱學(xué)題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  以現(xiàn)實(shí)生活中的有關(guān)理論問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題立意命題,更加真實(shí)和全面地模擬現(xiàn)實(shí),這是近兩年來(lái) 高考物理命題的一大特點(diǎn),也是今后物理教學(xué)和高考命題的方向.為此,筆者選編了一組聯(lián) 系實(shí)際的熱學(xué)題,以供大家參考.

 。.開(kāi)啟熱水瓶塞    如果熱水瓶中的熱水未灌滿(mǎn)而蓋緊瓶塞,瓶的密閉程度又很好的話(huà),那么經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,你會(huì)感到將瓶塞拔出來(lái)很吃力.這是什么緣故呢?設(shè)開(kāi)始時(shí)瓶?jī)?nèi) 水溫為90℃,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,溫度降為50℃,熱水瓶口的截面積約10cm2,手指與瓶塞間的摩擦因數(shù)為0.15,假設(shè)將瓶?jī)?nèi)的氣體看作理想氣體,你能估算出要拔出瓶塞,手指至少要用多大的壓力嗎?

  2.高壓鍋的溫度    高壓鍋的鍋蓋通過(guò)幾個(gè)牙齒似的鍋齒與鍋鑲嵌旋緊,鍋蓋與鍋之間有橡皮制的密封圈,不會(huì)漏氣,鍋蓋中間有一排氣孔,上面套上類(lèi)似砝碼的限壓閥,將排氣孔堵住.當(dāng)加熱高壓鍋,鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增加到一定程度時(shí),氣體就把限壓閥頂起來(lái),蒸氣即從排氣孔排出鍋外.已知某高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量為0.1kg,排氣孔直徑為0.3cm,則鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá)多少?設(shè)壓強(qiáng)每增加2.7cmHg,水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃,則鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá)多高?

 。常孕熊(chē)打氣    自行車(chē)內(nèi)胎中原有壓強(qiáng)為105Pa的空氣800cm3,現(xiàn)用打氣筒給它打氣,一次可打入同壓強(qiáng)的空氣400cm3.如果車(chē)胎與地面接觸時(shí)自行車(chē)內(nèi)胎容積為1600cm3,胎內(nèi)外氣溫相等且不變,在負(fù)重800N的 情況下,車(chē)胎與地面接觸面積為20cm2,應(yīng)打氣幾下?

 。矗婵毡贸闅    真空泵抽出某容器中的空氣,若該容器的容積為10L,真空泵一次抽出空氣的體積為2.5L,設(shè)抽氣時(shí)氣體溫度保持27℃不變,容器里原來(lái)的空氣壓強(qiáng)為1atm,求抽出n次空氣后,容器中空氣的壓強(qiáng)是多少?此時(shí)容器中的空氣的分子密度(即單位體積內(nèi)的分子數(shù))是多少?

 。担畨嚎s噴霧器噴灑農(nóng)藥    農(nóng)村中常用來(lái)噴灑農(nóng)藥的壓縮噴霧器的結(jié)構(gòu)如圖1所示,

圖1

  A的總?cè)莘e為7.5L,裝入藥液后,藥液上方體積為1.5L,關(guān)閉閥門(mén)S,用打氣筒B每次打進(jìn)1atm的空氣250cm3.

 。ǎ保┮顾幰荷戏綒怏w的壓強(qiáng)為4atm,打氣筒活塞應(yīng)打幾次?

 。ǎ玻┊(dāng)A中有4atm的空氣后,打開(kāi)S可噴射藥液,直到不能?chē)娚鋾r(shí),噴霧器剩余多少體積的藥液?(假設(shè)空氣為理想氣體)

 。ǎ常┮顾幰喝繃姵觯瑒t開(kāi)始需要打幾次氣?

 。叮疂撍潘   潛水艇的貯氣筒與水箱相連.當(dāng)貯氣筒中的空氣壓入水箱后,水箱便排出水,使?jié)撍Ц∑穑碀撍зA氣筒的容積是2m3,貯有壓縮空氣.一次,筒內(nèi)一部分空氣壓入水箱后,排出水的體積是10m3,此時(shí)筒內(nèi)剩余空氣的壓強(qiáng)是95atm.設(shè)潛水艇位于水面下200m?,在排水過(guò)程中溫度不變, 求貯氣筒內(nèi)原來(lái)壓縮空氣的壓強(qiáng).(g。保埃恚螅玻

 。罚畾鈮菏奖仄砍鏊    如圖2所示,氣壓式保溫瓶?jī)?nèi)密封氣體的體積為V,瓶?jī)?nèi)水面到出水口的高度為h.設(shè)水的密度為ρ,大氣壓強(qiáng)為p0,欲使水從出水口流出,瓶?jī)?nèi)空氣壓縮量ΔV至少應(yīng)為多大?

圖2               圖3               圖4

  8.熱氣球浮起    如圖3所示,一底部開(kāi)口的熱氣球,體積恒為V0=1.1m3,氣球球殼質(zhì)量m0=0.187 kg(厚度不計(jì)),空氣初溫t1=20℃,大氣壓強(qiáng)p0=1.013×10.5Pa,該條件下空氣的密度ρ1=1.2kg/m3,試求:

 。ǎ保槭箽馇騽偰芨∑,氣球內(nèi)的空氣溫度需加熱至多少?

 。ǎ玻┤粝劝褮馇蛳涤诘孛妫騼(nèi)空氣加熱到t=110℃時(shí),系繩拉力的合力多大?把氣球釋放后,最初加速度為多少?

 。.低溫溫度計(jì)的測(cè)量    圖4是低溫測(cè)量中常用的一種溫度計(jì)的示意圖.     溫度計(jì)由下端的測(cè)溫泡A、上端的壓強(qiáng)計(jì)B和毛細(xì)管C構(gòu)成.毛細(xì)管較長(zhǎng),用導(dǎo)熱性能很差的(可看成絕熱的)材料做成,兩端分別與A和B相連通.已知A的容積為VA,B的容積為 VB,毛細(xì)管的容積可忽略不計(jì).整個(gè)溫度計(jì)是密閉的.

  在室溫T0下,溫度計(jì)內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0,測(cè)溫時(shí),室溫仍為T0,將A浸入待測(cè)物體達(dá)到熱平衡后,B內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p.根據(jù)以上已知溫度、壓強(qiáng)和體積,可計(jì)算出待測(cè)溫度T,試證明

 。

 。保埃畠(nèi)燃機(jī)的功率    一臺(tái)四缸四沖程內(nèi)燃機(jī),活塞面積為300cm2,沖程為30cm.在做功沖程中,活塞所受平均壓強(qiáng)為4.5×10Pa,問(wèn):

 。ǎ保┰谶@個(gè)沖程中,燃?xì)庾龅墓κ嵌嗌?

  (2)若飛輪的轉(zhuǎn)速是300min-1,這臺(tái)內(nèi)燃機(jī)的平均功率是多大?

  參考答案

  1.兩側(cè)各需f=5.5N,N≈36.7N?

  2.t≈139℃   p=pa+1.4p0=2.4p0=182.2cmHg =2.39×10Pa?

  3.n≈14(次)

  4.pn=(0.8)natm    約2.69×1025×(0.8)nm-3?

  5.(1)n=18次 (2)V剩=1.5L (3)n=24次

  6.p=200atm?

  7.ΔV≥

  8.(1)t2≈68.4℃  (2)F≈1.2N,   a≈1m/s2

  9.(也可將測(cè)溫時(shí)A、B兩部分氣體轉(zhuǎn)換到測(cè)溫前的狀態(tài),由體積關(guān)系列式證明)

  10.(1)W=4.05×10J? (2)?=4.05×10W。


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