竞赛辅导二---热胀冷缩问题一
初中物理竞赛热学辅导温度计问题一
温度计问题一
1.有一支用毕没有甩过的体温计,读数停留在38.2℃,被误用来测量病人的体温。
病人实际体温是37.8℃,体温计读数是______℃;如果病人实际体温是38.5℃,体温计读数是______℃。
思路点拨
体温计的使用时应该注意,每测量过一次体温(读数)后,都要把体温计甩一下,以使体温计中的水银柱退回到体温计下端的水银泡中,才可以接着进行第二次测量.如果没有甩过使水银柱退回,则下一次测量中,若后一次的体温低于前一次的体温,而水银柱却仍停留在第一次读数的位置,这样将使人们误将前一次的体温作为后一次的体温.若后一次的体温高于前一次的体温,则水银在第二次的膨胀应比第一次的膨胀更多,由此得到第二次的读数比第一次的读数大,这一读数也是正确反映了第二次的体温的.
答案:38.2,38.5
2.两支内径不同、下面玻璃泡内水银量相等的合格的温度计,同时插入一杯热水中,过一会儿则会看到: [ ]
A.两支温度计水银柱上升的高度相同,示数相同;
B.内径细的温度计水银柱升得较高,示数较大;
C.内径粗的温度计水银柱升得较高,示数较大;
D.内径粗的温度计水银柱升得较低,两支温度计示数相同。
思路点拨
水银温度计是根据水银热胀冷缩的原理而制作成的.本题所给的是玻璃泡内水银量相等的两支合格水银温度计.则当温度升高相同的量时,两者的水银体积的膨胀量应该相等,水银膨胀使水银沿温度计内的细管上升,显然若细管内径越大,则上升的高度越小,若细管的内径越小,则上升的高度越大.又由于本题所给为两支合格温度计,而两者是显示当时的环境温度,故其示数应该是相等的.
答案:D。
八年级物理竞赛专题第2讲-温度、熔化和凝固
八年级物理竞赛专题第2讲温度、熔化和凝固【赛点图解】【技法透析】1.热胀冷缩一般物质在温度升高时体积膨胀,温度降低时体积收缩的现象叫做热胀冷缩,若在温度升高时体积收缩,温度降低时体积膨胀的现象叫做反常膨胀,如0-4℃的水、锑、铋、液态铁等物质都有反常膨胀的性质.对热胀冷缩的固体来说,当温度升高时它的线度(指长、宽度等长度)、表面积、体积都随物体本身和升高的温度的增大而增大,其增量都与升高的温度成正比;线度的增加量与物体原来的线度成正比、表面积的增量与原来的表面积成正比、体积的增量与原来的体积成正比,另外线度、表面积、体积的增量还与物体材料有关.液体和气体的热胀冷缩的性质主要表现为体积的变化、其增量与物质种类,原来的体积和变化的温度有关.用液体的热胀冷缩的性质制成的液体温度计,在升高温度一定的情况下增大温度计中液体的原来的体积,那么液体的体积增大得就多些,液柱面升得就更高些,更易观察,而且指示的温度更准确.液体温度计都是利用在某一温度范围内,液体的体积的增量与升高的温度成正比的原理制成的,但是各国采用的单位不同,导致测量同一物体的温度时数值不相等,但表示的冷热程度应是一样的.不同的温标,采用的温度的单位不同,目前国际上流行使用的温度单位主要有三种:摄氏度、华氏度、开尔文,其中开尔文和摄氏度作单位时温度的分度值是一样的,即升高或降低1℃的温度和升高或降低1K是相同的,但它们的起始点即0点不同,摄氏温度中以1atm下的冰水混合物的温度为0℃,而热力学温度中以绝对零度为OK,绝对零度用摄氏温度表示为-273℃.而华氏温度的分度值和起始点与摄氏温度、热力学温度都不同,它把一定浓度的盐水凝固时的温度规定为0°F,而且1℃是1°F的9/5倍,因为0℃对应的刻度错误或分度值不同,导致刻度均匀的温度计示数不准,这时它和真实温度之间存在的关系是成正比或一次函数,若只是0℃对应的刻度错误,就是成正比;若0℃对应的刻度错误和分度值都不同,就是一次函数.3.热传递热量从一个物体传到另一个物体的现象叫热传递.发生热传递的原因是两物体的温度不等,规律是热从高温物体传递到低温物体,其实质是内能的转移.热传递有三种方式:传导、对流、辐射.①传导:热量沿着物体传递,它发生在一个物体的内部或两相互接触的物体之间,固体之间的热量传递一定是通过传导实现的,它也是其他两种方式发生的前提,不同的物质传热的能力不同,容易传热的物质叫做热的良导体,不容易传热的物质叫做热的不良导体.如空气、羽毛、棉花、塑料、泡沫等物质是热的不良导体,金属都善于传热,其中传热性能最好的是银,其次是铜.②对流:依靠流体(气体或液体)的上下流动来传递热量的方式叫对流,液体或气体受热后体积膨胀,密度减小而上升,周围温度低密度大的流体流到中间来补充,从而使温度不同的流体不断混合,使热量能多条路径传递,提高了传递效率和速度,在太空中流体不能上下流动,所以不能形成对流,而且没有物质,也不能通过传导传热.对流是形成风和洋流的一个原因.③辐射:热沿着直线以可见光和不可见光传递热量的方式叫辐射.传导和对流都必须有传热的介质,而辐射也可以在没有介质的真空中传播.任何物体都向周围辐射热量,辐射能力的强弱与物体的温度、颜色有关,温度越高,颜色越深、表面积越大的物体向外辐射热量的能力越强,物体在向外辐射热量的同时也会吸收外界的热量,温度越低,颜色越深、表面积越大且粗糙的物体从外界吸收热量的能力也越强;当然物体也反射辐射热,物体反射热量的能力越强,它吸收辐射的能力越弱,所以颜色浅、表面光滑的物体反射热量的能力强.4.熔化和凝固规律根据熔化时温度是否发生变化可把固体分成两类,在熔化时吸热温度不变的是晶体,熔化时吸热温度升高的是非晶体.凝固时的规律和熔化时相同,晶体的液体在凝固时放热但温度保持不变,非晶体的液体在凝固时放热温度降低.晶体熔化时的温度叫熔点.在相同的条件下,不同的晶体熔点不同;同种晶体在气压不同或溶解成溶液时熔点也不相同,溶液的熔点还与浓度有关,但同种晶体在相同的条件下,熔点和凝固点是相同的.根据晶体的熔化规律可知,晶体熔化的条件有两个:①温度等于熔点,②必须能吸收热量,晶体的液体凝固的条件也有两个:①温度等于凝固点,②必须能放出热量.晶体在熔化时体积也会发生变化,一般的晶体熔化后体积增大.少数反常膨胀的物质在熔化后体积减小.【名题精讲】赛点1 热膨胀例1 量程相同、最小刻度都是1℃的甲、乙、丙三支酒精温度计,玻璃泡的容积甲稍大一些,乙、丙相同,丙玻璃管的内径稍粗一些,甲和乙相同,由此判断相邻刻度线之间的距离足( )A .甲最长B .乙最长C .丙最长D .一样长【切题技巧】 三支酒精温度计的最小刻度都是1℃,说明相邻刻度线之间的长度表示的温度相等,当温度升高1℃时,液柱升高的高度就是相邻刻度线之间的距离,根据h =V S可知,这个高度的大小与酒精膨胀的体积成正比,与玻璃管的截面积成反比.甲和乙比较,甲的玻璃泡容积大,升高相同的温度,甲膨胀的体积大(在其他因素相同时,物体膨胀的体积与物体原来体积成正比),所以在玻璃管的内径时,甲的液柱升得高,即甲相邻刻度线之间的距离大,乙、丙玻璃泡的容积相同,说明升高1℃的温度时,酒精膨胀的体积相等,丙玻璃管的内径稍粗一些,所以乙的液柱升得高,即乙相邻刻度线之间的距离比丙大.【规范解答】 A【借题发挥】 用长度刻度的测量工具都是在工具上先设定两个客观值,然后将两个值间的长度按照物理量与长度的函数关系刻度.如刻度温度计,先根据热胀冷缩的性质,确定液体膨胀的液柱的高度与温度成正比,然后在冰水混合物和沸水中确定0℃和100℃,最后再100等分0℃和100℃的长度,得到每一个刻度值.在截面积相等的情况下,可用长度表示温度等不同的物理量.在温度这些物理量变化相同时,长度变化的越大,则两条刻度线间的距离越长,我们继续等分这个距离,那么它的分度值就越小,估计读数就越准,当然在选择根据物质的什么性质和用什么物理量来表示测量量时,应最好选择表示性质的物理量和表示测量量的物理量成正比或成一次函数,这样刻度是均匀的,我们刻度时可以均分,也有利于提高读数的精度.所以象量筒、温度计这样的测量工具,横截面积越小,精度越高,【同类拓展】 美国有一家工厂要制造一种特殊用途的钢铝罐,即钢罐内表面要压接一层0.25毫米厚的铝片.焊接专家、锻压专家都束手无策,后来,圣迪亚实验室的科学家解决了这一难题.他们先把薄薄的铝片装到钢罐内与内表面相贴,再往钢罐内灌满水,水中插入冷冻管,使水结冰,冷冻后铝膜就与钢罐接牢了,使铝膜与钢罐接牢的原因是( ) A.铝膜和钢罐之间的水把它们冻牢了B.水结冰时放热使它们焊牢了C.水结冰时膨胀产生的巨大压力使它们压牢了D.铝膜与钢罐发生化学反应例2 如图是一金属管的横截面,d1是内径,d2是外径.当对金属管加热时( )A.d1变大,d2变小B.d1变大,d2变大C.d1变小,d2变大D.d1不变,d2变大【切题技巧】当固体物质热膨胀时,物体的线度都增大.【规范解答】 B【借题发挥】本题也可以用还原法来判断,假设这个金属管是一个圆柱体内截了一个直径为d1的小圆柱体,我们将小圆柱体再插回管中,加热d2增大,小圆柱体的外径d1也应该增大,所以d1、d2都应增大,【同类拓展】如图有一块厚铁板M,冲下圆柱体N(N能很紧密地塞回原孔).现把铁板和铁柱同时放到炉内加热较长时间,在取出的瞬间( )A.N变粗,塞不进原孔.B.原孔变大,N很容易塞进C.原孔变小,N不能塞进.D.N仍能紧密的塞进原孔.赛点2温度计例3 某刻度均匀但读数不准的温度计,用它测量冰水混合物的温度时,示数是4℃,当冰熔化后,水温度升高到某一数值时,发现它的示数恰好与真实温度相等,让水温再增加10℃,而温度计的示数只增加了9℃,那么,当用此温度计去测量一个标准大气压下的沸水温度时,示数变为( )A.92℃B.94℃C.96℃D.98℃【切题技巧】测量冰水混合物的温度时,示数是4℃,说明这支温度计的真实的0℃在第四条刻度线上;水温再增加10℃,而温度计的示数只增加了9℃,说明这支温度汁的分度值为109℃,所以这支温度计表示100℃需要的格数为100109CC︒=︒90,再加上0℃在第四条刻度线上,一共应该是94.【规范解答】 B【借题发挥】刻度均匀的测量工具的读数都应该是:数据=分度值×格数.而刻度均匀但读数不准的温度计就是指0始点和分度值不准.所以做这类题就是要找到真实的0点和真实的分度值,特别要强调的是真实的读数还必须从真实的0点开始数格数,不一定是从最下面的刻度线开始数.【同类拓展】用一支刻度均匀、但读数不准的温度计来测量某物体的温度时,测量值偏低1℃,当该物体的温度升高10℃后,再用温度计来测量物体的温度时,测量值却偏高了0.5℃,将该物体的温度继续升高10℃,此时用温度计来测量时,测量值将_______℃(填偏高或偏低多少℃),用这个温度计分别来测量标准大气压下的沸水温度和冰水混合物的温度时,两者的示数差为_______℃.赛点3熔化和凝固图像例4某同学在做萘的熔化实验时,根据记录的数据,画出了如图的曲线,如果记录和作图没有错误,则以下判断中错误的是( )A.A在t1时刻刚停止加热,t1时刻又开始加热;B.B在t=0的时刻显示的温度就是萘的熔点;C.C在0~t1的时间内含有萘的放热过程;D.D在t1~t2的时间内萘在不断地放出热量.【切题技巧】图示应该是晶体的液体凝固和以后的降温过程的图像,0-t1阶段是凝固过程,其中t1-t2阶段是固体降温过程,t2以后温度又升高.晶体在凝固时必须放热,所以0-t1段就必须停止加热,t1-t2阶段要降温也必须放热,t2以后温度又升高,必须加热,故A 是错误的.【规范解答】 A【借题发挥】对于晶体的温度随时间变化的图像,如图,我们应弄清以下问题:①图像中的过程或点与状态的对应关系AB包括B点为固体;BC为熔化过程,固液共存;CD包括C点全部为液体;DE包括E点全部为液体;EF为凝固过程,固液共存;FG包括G点为固体.从上面的分析可以看出,温度等于熔点或凝固点的物体状态有三种可能:固体、液体、固液共存,②图像中的过程或点与吸、放热的对应关系AD整个过程都吸热,特别BC段虽然温度不变但一定要吸热;DG整个过程都放热,特别EF段虽然温度不变但一定要放热.BC和DG段的吸、放热情况说明,温度不变,仍可能有热传递发生,既可能吸热,也可能放热.③AB和DE倾斜程度不同,说明它们的状态不同时比热容不同,AB和FG、CD和DE倾斜程度相同,说明它们的状态相同时比热容也相同.【同类拓展】现代建筑出现一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入一种非晶体...材料,当温度升高时,球内材料熔化吸热;当温度降低时,球内材料凝固放热,使建筑内温度基本保持不变.下图5-5的四个图象中,表示球内材料的熔化图象的是( )A B C D赛点4熔点和凝固点例5在2008年初的南方冰雪灾害中.为了更快地使路面上坚硬的冰熔化,住冰面上撒盐成为有效的辅助手段,其原因主要是冰与盐混合后,能降低冰的_______,公路上的积水在寒冷的天气里,常会在公路表面形成一层薄冰,这个过程在科学上称为_______.【切题技巧】在冰上撒盐后,冰能在较低的温度下熔化,所以能降低冰的熔点,水变成冰的过程叫做凝固.【规范解答】熔点,凝固【借题发挥】晶体的熔点不仅与晶体的种类、受到的压强有关,还与晶体是否溶有其他物质而形成溶液有关,而且溶液的浓度不同,其熔点也发生变化,但不是两种物质混合后它们的熔点就发生变化,如石头和水混合后,熔点就不变.【同类拓展】大雪过后,会造成路面积雪和积水,危及交通安全.为了尽快消除路盐的浓度(%)0 5 10 15 20凝固温度(°C)0 -3 -7.5 -12 -17上表反映的是盐的浓度与凝固温度之间的关系,利用这一表格,请你估计当桥面上积水的厚度达到2cm,环境温度为-3℃时,撒盐车应在每平方米的冰面上撒多少盐才能去除桥面上的积水?赛点5热传递例6某密闭隔热容器通过中间的阀门被分为A、B两个部分,现将该容器水平放置,并在A、B中分别装满冷水和热水,如图,当打开中间的阀门后,要使A、B两容器中的水温相等,最快的办法是( )A.竖直放置,且A在上方,B.竖直放置,且B在上方,C.如图保持原有的水平状态,D.上述三种情况下,所需时间相同.【切题技巧】热传递有三种方式,对流体来说还有对流这种特殊的传热方式,而且它传热比传导和辐射传热更快,所以为了使冷热水的温度最快的相等,应使冷水和热水对流起来,将密度大的液体放在上面,密度小的物体放在下面.【规范解答】 A【借题发挥】形成对流的原因是液体受到重力,体积相等时越重的液体越会在它自身重力作用下自动流到下方,所以形成对流应让密度大的在上,密度小的在下,一般地,同种物质温度高时密度小,温度低时密度大,所以给流体加热,为了形成对流应该使热源在下,给流体降温,应使冷源在上.北方暖气安装在房子的墙下,南方降温的空调安装在房子的上部就是这个道理.【同类拓展】在冬天,向玻璃杯内倒开水前,往往先到入一些温水,将杯子热一下后再将开水倒入杯中,这样做主要是为了( )A.清洁杯子B.使玻璃杯变得更容易热传递C.使玻璃杯内外温差不致过大,杯子不易损坏D.使玻璃杯内外温度相等,杯子不易损坏参考答案1.C 2.D 3.2;115 4.C 5.0.95KG 6.C。
小学生科学实验操作竞赛题
小学生科学实验操作竞赛题一、实验题目:固体的热胀冷缩实验目的:研究固体是否具有热胀冷缩的性质实验材料工具;铜球及配套的圆环1套、洒精灯1盏、烧杯1个、冷水、细线、铁丝等实验方法和步骤:1、让铜球通过圆环次数,证明铜球直径小于圆环。
2、用酒精灯给铜球加热2~3分钟,再让铜球去通过圆环,观察有什么现象.3、将铜球用冷水冷却后,再通过圆环,又有什么现象?实验现象:(1)在没有加热前铜球通过圆环;(2)用酒精灯加热后,铜球不能通过圆环;(3)将加热的铜球用冷水冷却后,铜球又能通过圆环。
实验结论:通过实验,得出固体具有热胀冷缩的性质。
二、实验题目:液体的热胀冷缩实验目的:研究液体是否具有热胀冷缩的性质实验材料工具:小瓶、塑料瓶盖1个、细塑料管、红色的水、热水、冷水、醋、煤油、水、其他液体等.实验方法和步骤:1、将小瓶内装满红色的水,用中间插有细塑料管的瓶塞塞紧,红色的水就升到细塑料管中,在液面处做一记号。
2、将小瓶放入冷水中,过一会儿观察管中的液柱有什么变化。
3、将小瓶放入热水中,过一会儿观察管中的液柱有什么变化。
4、在小瓶内换装醋、煤油或其他液体,做同样的实验,观察有什么现象,并记录下来。
实验现象:(1)将小瓶放入热水中,过一会儿看到管中的液柱水上升。
(2)将小瓶放入冷水中,过一会儿看到管中的液柱水下降。
换有其他液体看一同样现象。
实验结论:通过研究实验表明,液体具有热胀冷缩的性质.三、气体的热胀冷缩实验目的;研究气体是否具有热冷缩的性质。
实验材料:气球、烧瓶、热水、细线实验方法:1、把气球套在烧瓶口上,用线固定好。
2、用热水浇烧瓶,观察有什么现象?实验现象:在实验中我们看到气球逐渐变大。
实验结论:实验表明气体具有热胀冷缩的性质。
四、实验题目:混合材料工具:玻璃杯5个、玻璃棒1根、细沙、铁粉、食盐、锯末、白糖、标签实验方法和步骤:1、将同样多的食盐、细沙、黏土、白糖分别加入三个玻璃杯中。
2、用玻璃棒沿一个方向轻轻搅拌杯中的液体,不要碰杯壁、杯底,不要使液体溅出.3、将杯子在桌子上静置.过一会儿,观察这5个杯子中有什么现象发生。
《热胀冷缩》课件
在设计和布局热力管网时,需要充分考虑管道的热胀冷缩现象,合理设置补偿器和固定支架节
由于轮胎材料的热胀冷缩特性,夏季和冬季的轮胎尺寸可能不同,因此需要根据季节更换轮胎。
01
电线冷缩的利用
在冬季,由于电线材料的热胀冷缩特性,电线会缩短,可以用来固定物品。
铁轨夏季和冬季的缝隙变化
给气球内的空气加热,气球会膨胀,当温度过高时,气球会爆炸。
气球爆炸
02
CHAPTER
热胀冷缩原理
分子运动论是一种解释物质热胀冷缩现象的理论,它认为物质是由大量分子构成的,这些分子在不断地进行无规则的热运动。
分子运动论概述
当物质受热时,分子运动速度会加快,相互碰撞的频率也会增加,导致物质膨胀;相反,当物质冷却时,分子运动速度减缓,碰撞频率降低,物质收缩。
总结词
05
CHAPTER
未来展望
随着科技的发展,新型材料的研发将为热胀冷缩现象的应用带来更多可能性。
新型材料如碳纳米管、石墨烯等具有优异的热导率和机械性能,可以更好地适应温度变化,减小热胀冷缩效应对材料性能的影响。
详细描述
总结词
总结词
节能环保技术的应用将有助于减少能源浪费和环境污染,符合可持续发展的要求。
详细描述
利用热胀冷缩现象,可以开发出新型的节能设备,如热能回收利用装置、节能型空调等,提高能源利用效率,降低能耗。
总结词
跨学科的研究方法将有助于深入理解热胀冷缩现象的本质,推动相关领域的发展。
详细描述
物理学、化学、生物学等学科的交叉研究可以从不同角度探究热胀冷缩现象的原理和应用,促进多学科的融合发展。
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热胀冷缩与热传导、热对流
苏教版科学四年级下册-2 热胀冷缩
2.热胀冷缩
这两支温度计里的液柱上升或下降的原因是什么?
研究液体受热和遇冷时体积的变化。 问题: 水在受热和遇冷时,体积会有什么变化?
研究液体受热和遇冷时体积的变化。
实验设计: 1.准备一个中间插有空心管的胶塞和 配套的瓶子。 2.往瓶里加满染了颜色的水,用胶塞 塞紧瓶口,记下空心管里水面的位置。 3.把瓶子放入热水中,观察空心管里 水面的位置有什么变化。 4.把瓶子放入冷水中,观察空心管里 水面的位置又有什么变化。
你能解释生活中的这些现象吗?
夏天架电线时,电线不能拉得太紧
如果夏天架电线时拉得 太紧,到了冬天电线遇冷收缩, 就会绷断。
你能解释生活中的这些现象吗? 瘪的乒乓球放到热水里能够复原
把瘪的乒乓球 放到热水里,乒乓 球内气体受热膨胀, 可使瘪的乒乓球重 新鼓起来。
研究液体受热和遇冷时体积的变化。 实验现象:
气球鼓 起来了
气球变 瘪了
实验结论: 气体受热时体积膨胀,遇冷时体积缩小。
研究固体受热和冷却后体积的变化。
问题: 铜球在受热和冷却后,体积会有什设计:
1.观察常温下铜球 通过铁圈的情况。
2.用酒精灯给铜球加热后, 观察铜球是否能通过铁圈。
酒精灯的使用方法
3.使用火焰的外焰加热物体。
酒精灯的使用方法
4.加热完成后,用灯帽自灯芯右上方斜向 盖灭火焰,然后取下灯帽再盖一次。
得出结论
绝大多数物体在受热时,体积会增大;遇冷时, 体积会缩小。这种现象叫作热胀冷缩。
你能解释生活中的这些现象吗?
轮胎在夏天容易爆胎
夏天温度高,轮胎内的气 体受热膨胀,容易爆胎。
玻璃管越细,液柱高 度变化越明显。
使实验现象明显
物理竞赛辅导02热学问题
热胀冷缩问题一1.图中所示为自动调温电熨斗的电路图。
右下方为温控部分。
在未通电和低于预定温度时,双金属片A和静片B上的触点接通,指示灯L亮,电热丝R发热、当温度达到预定温度时,双金属片因______向左弯曲,电路断开。
若双金属片由铜片和铁片铆合而成,则左片就是______片。
调节调温旋钮C,使静片向左时,调温电熨斗的预定温度值将变______。
思路点拨一般固体材料,遇热都会膨胀,遇冷都会收缩,不同的材料,在温度变化相同的情况下,其热膨胀冷缩的程度往往不同.取两块热胀冷缩程度不同的金属片(例如M的热胀冷缩现象比N的热胀冷缩现象更明显)将其粘合成为一块,称为双金属片,如图所示.由图示状态开始,其其温度升高,则两金属片都会发生膨胀,但一侧金属片膨胀得多,另一侧金属片膨胀得少,则这个双金属片整体便会向膨胀得少的一侧弯曲(例如向N一侧弯曲);反之,若从图示状态开始而其温度降低,则此双金属片将向另一侧弯曲.本题所用双金属片为铜片和铁片铆合而成,铜的热胀冷缩比铁更强,故温度升高时双金属片将向铁片一侧弯曲,左片为铁片.若调节图中的旋钮C,使静片向左移动一些,则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开,这时对应所需的温度更高,即调温电熨斗的设定温度值将提高.答案:热膨胀,铁,高.2.冬天,把自来水笔从室外带到室内,有时会有墨水流出。
这主要是因为[ ]A.墨水受热膨胀,流出来了。
B.笔囊受热膨胀,把墨水挤出来了。
C.笔囊中的空气受热膨胀,把墨水挤出来了。
D.笔尖处的缝隙受热膨胀,使墨水漏出来了。
思路点拨冬天,室外气温往往比室内气温低很多,自来水笔在室外时,其笔囊中的空气温度也较低.当将其带入室内时,笔囊中空气温度会随之升高.由此,这部分空气将发生膨胀而把笔囊中的墨水挤出.答案:C热胀冷缩问题二1.在冬天,向玻璃杯内倒开水前,往往先倒入一些温水,将杯子热一下后倒去,再将开水倒入杯中,这样做主要是为了()A.清洁杯子B.使玻璃杯变得容易热传递C.使玻璃杯内外温差不致过大,杯子不易损坏D.使玻璃杯内外温度相等,杯子不易损杯思路点拨玻璃传热较慢,所以当玻璃的一部分突然遇热(或遇冷)而使其温度变化很多时,其他部分的温度往往难于很快地随之变化,由此可使玻璃的各部分间温差较大,又由于物体的热胀冷缩之故,由此而使得玻璃的各部分热膨胀不均匀,这种不均匀的差别太大时,则可能使玻璃制品碎裂.冬天,环境温度较低,玻璃杯的温度也就较低,若骤然向玻璃杯内倒入开水,则杯的内层受热明显膨胀但外层受热不够而膨胀得少,由此可导致杯炸裂.若先将温水倒入杯中将杯“预热”一下,再倒入开水时,则杯的内外层将不会有太大的温度差而避免了杯子的损坏.答案:C2.在0℃时,将两根长度和质量相等的均匀铜棒和铁棒连接在一起,并将支点放在接头处刚好平衡,如图所示,当温度升高数百摄氏度时,能观察到的现象是()思路点拨当温度升高时,铜和铁都会受热而膨胀,而在升高同样温度的情况下,铜膨胀得比铁多.在图所示的情况下,则铜和铁的重心都会因棒的膨胀而远离支点,但铜远离得多些,铁远离得少些.由杠杆的平衡原理知棒将发生逆时针方向转动,即其左端下降,右端上升.答案:C热传递问题一1.人们常说井水冬暖夏凉,这是因为[ ]A.井内冬夏温度变化小,地面冬夏温度变化大,所谓“冬暖夏凉”是井水温度与地面温度比较而言的。
初中物理竞赛热学辅导热胀冷缩问题一
热胀冷缩问题一
1.有一块厚铁板M。
冲下圆柱体N(N能很紧密地塞回原孔)。
现把铁板和铁柱同时放到炉内加热较长时间,在取出的瞬间 ( )
思路点拨
铁块和很多物质一样,都有热胀冷缩现象,即其温度升高时体积会膨胀,温度降低时体积缩小.对于题述的情况,不妨作如下的假设:假设圆柱体N没有从铁板M上冲下,即N 仍为M的一部分,若将此铁板放入炉内加热,则铁板会膨胀,圆柱体N对应的那部分铁也要膨胀.再设想若将圆柱体N取出而对铁板M加热,则铁板M会膨胀,且其各部分的膨胀情况并不会因为取起了圆柱体N部分而发生变化,即取走N后所留下的孔也会随着温度升高而膨胀.显然,这一膨胀情况与取走的圆柱N在升高相同温度下的膨胀情况是对应相同的.所以,如把铁板的铁柱同时放在炉内加热较长的时间,它们的温度变化量相同,则铁柱和铁板上的孔的膨胀情况相同,因此将它们自炉中取出,则取出后的瞬间,铁柱N仍能紧密地塞进原孔.答案:D。
物理实验热胀冷缩现象
物理实验热胀冷缩现象热胀冷缩是物体在温度变化时发生的一种现象,即物体在受热时会膨胀,而在冷却时会收缩。
这一现象是由物体内部分子的热运动引起的。
热胀冷缩现象在日常生活中非常常见,比如夏天的铁路用钢轨会因为高温而膨胀,进而导致变形;冬天的塑料水管会因为低温而收缩,可能导致漏水等问题。
在工业领域,热胀冷缩现象也广泛应用于热工系统、膨胀接合,以及一些测量仪器等领域。
下面我们将通过一个物理实验来观察和探究热胀冷缩现象。
实验材料:- 一根金属杆- 一个容器- 热水- 冷水- 温度计实验步骤:1. 将金属杆放入容器中。
2. 测量金属杆的长度并记录。
3. 将容器中的热水倒入,直到金属杆完全浸没其中。
4. 等待一段时间,让金属杆充分受热。
5. 使用温度计测量容器中的热水温度,并记录下来。
6. 再次测量金属杆的长度,并记录下来。
7. 将容器中的热水倒掉,加入冷水。
8. 等待一段时间,让金属杆充分冷却。
9. 使用温度计测量容器中的冷水温度,并记录下来。
10. 再次测量金属杆的长度,并记录下来。
实验结果和分析:通过实验我们可以观察到,在金属杆受热时,其长度会发生变化,变得更长;当金属杆冷却时,其长度会恢复原样或者变短。
这就是热胀冷缩现象的表现。
根据热胀冷缩现象的原理,当物体受热时,其内部的分子会变得更加活跃,斥力增大,导致物体膨胀;当物体冷却时,分子活动减弱,距离变小,物体收缩。
这一现象是由物体内部分子的热运动引起的。
实验中,我们通过测量金属杆的长度来观察热胀冷缩现象。
在金属杆受热后,可以发现其长度增加,而在冷却过程中长度则会减小。
这进一步验证了热胀冷缩现象的存在。
需要注意的是,不同材料对热胀冷缩的响应不同。
不同材料的热膨胀系数也不同,即单位温度变化下的长度变化比例。
这一点在工程应用中非常重要,工程师需要考虑材料的热膨胀系数以保证工程的稳定性和可靠性。
总结:通过物理实验我们观察到了热胀冷缩现象,即物体在受热时膨胀,冷却时收缩。
物理竞赛辅导——热现象
热现象一、热胀冷缩1、大多数物质都有热胀冷缩的特点,在相同的条件下,一般气体膨胀最大,固体最小,液体居中。
问:(1)在修水泥马路时,每隔一段长度要切断,并注入沥青,为什么?例如:A、铁轨 12.5 米一根 B、大铁桥一端固定,一端可活动(2)小明同学是位细心的同学,他在做用温度计测热水的温度的实验时发现,温度计插入热水中时,水银柱会先稍微下降一点,然后再上升。
这是怎么回呢?例 1、如图所示,有一个圆环形薄铁垫圈,当它均匀受热时,内外半径大的如何变化的?例 2、饺子放在水中煮,熟了的时候就会浮上来,这是什么原因呢?2、水的反膨胀(1)水在0℃—4℃之间具有反膨胀特性。
4℃时,密度最大(1.00g/cm3);(2)水在0℃凝固成冰,密度反而减小(0.92g/cm3)。
原因:主要由分子排列决定。
江河湖海结冰时,冰浮在4℃的水面上。
这无疑是给水生生物“建造”了一个温暖的家,对于生物的发生、生存和发展具有特殊的意义。
问:常见的墙无论是水泥涂的外层,还是石灰涂的外层,离地面 0.8m 左右的墙面都是先坏,为什么呢?二、温度计温度表示物体的冷热程度。
表示温度的方法有多种:摄氏温度、华氏度、热力学温度。
(华氏度= 32 + 摄氏度× 1.8 )绝对零度:-273.15℃,是热力学温度的起点,即 O 开。
T=t+273.15k摄氏温度的规定:例 1、小明有一只温度计,虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的,标度却不准确。
它在冰水混合物中的计数为-0.7℃,在标准大气压下沸水中的读数是102.3℃。
(1)它指示的气温是-6℃时,实际的温度是多少?(2)它在什么温度附近误差最小,可能当作刻度正确的温度计使用?三、物态变化1、熔化和凝固问:同一种物体的凝固点和它的熔点为什么是相同的?物体熔点的改变(1)混合物。
如水中有其它物体。
A、人们发现白洒从不结冰,在北方的冬天,汽车驾驶员常用水和酒精的混合物作为汽车冷却系统中的冷却液。
热的膨胀与热胀冷缩
热的膨胀与热胀冷缩热膨胀和热胀冷缩是物体在受热或受冷影响下发生的尺寸变化现象,是热力学的基本原理之一。
此现象可应用于各个领域,如建筑工程、航空航天、汽车制造等。
本文将对热的膨胀和热胀冷缩进行探讨。
一、热膨胀的概念与原理热膨胀指的是物体在受热时增大其体积、长度或表面积的过程。
其原理是物体内部的分子在受热后运动加剧,分子间的相互作用力减弱,从而导致物体尺寸的变化。
这种变化是普遍存在的,无论是固体、液体还是气体,在不同的温度变化范围内都会发生热膨胀。
以固体为例,热膨胀可以分为线膨胀、面膨胀和体膨胀。
线膨胀是指固体在温度变化下只在某一方向上产生变化,如金属杆在加热时会在长度上增加;面膨胀是指固体在温度变化下只在某一平面上产生变化,如玻璃窗在受热时会在面积上产生变化;体膨胀是指固体在温度变化下整体发生体积的改变,如砖块在受热时会整体扩大。
二、热胀冷缩的概念与应用热胀冷缩是指物体在受热和受冷过程中产生的尺寸变化现象。
与热膨胀不同的是,热胀冷缩同时包括热膨胀和冷缩两个过程。
在物体受热时由于分子活动增强导致体积扩大,而在物体受冷时由于分子活动减弱导致体积缩小。
热胀冷缩在工程上有着广泛的应用。
例如在建筑工程中,为了防止建筑物因温度变化产生的热胀冷缩而发生破坏,常常会采取一些措施,如使用伸缩缝、使用可伸长的连接件等。
在航空航天领域,航空器的设计也充分考虑了热胀冷缩的影响,以确保航空器在高温和低温环境下仍能保持良好的性能。
汽车制造中,引擎的设计必须留出足够的空间,以应对引擎在高温工作时的热膨胀。
三、热膨胀和热胀冷缩的测量与计算为了准确测量热膨胀和热胀冷缩的变化程度,科学家们开发了各种测量方法和工具。
其中,热膨胀仪是一种常用的测量工具,它可以通过测量物体在不同温度下的长度、体积或面积变化来确定其热膨胀系数。
计算热膨胀和热胀冷缩的值可以利用热膨胀系数和温度变化进行。
热膨胀系数是物体单位长度、单位面积或单位体积在温度变化1度时产生的长度、面积或体积变化量。
三下第一单元-2热胀冷缩-教学课件
03
CHAPTER
热胀冷缩的应用
热胀冷缩是生活中常见的物理现象,例如:在冬季,水管容易破裂,这是由于水在低温下结冰,体积膨胀导致的。
在烹饪中,煮鸡蛋时如果用冷水冷却,鸡蛋会更容易剥离壳,这是因为蛋壳中的空气在热胀冷缩的原理下收缩,使得蛋壳与蛋白之间产生空隙。
03
02
01
预防热胀冷缩的措施
在设备和管道上安装伸缩器,以吸收因温度变化而产生的膨胀或收缩,保护设备和管道不受损坏。
安装伸缩器
在某些情况下,可以使用柔性材料代替刚性材料,以适应温度变化引起的变形。
使用柔性材料
定期对设备和管道进行检查和维护,及时发现和修复因热胀冷缩而产生的损坏。
定期维护和检查
解决热胀冷缩问题的办法
三下第一单元-2热胀冷缩-教学课件
目录
热胀冷缩现象介绍 实验探究热胀冷缩 热胀冷缩的应用 如何预防和解决热胀冷缩问题
01
CHAPTER
热胀冷缩现象介绍
热胀冷缩是指物体在受热时会膨胀,在遇冷时会收缩的现象。
总结词
热胀冷缩是自然界中普遍存在的物理现象。当物体受热时,由于分子的运动速度会加快,导致物体内部的微小粒子之间的平均距离变大,从而使物体膨胀;相反,当物体遇冷时,分子的运动速度减慢,微小粒子之间的平均距离变小,导致物体收缩。
生活中的热胀冷缩现象
02
CHAPTER
实验探究热胀冷缩
探究物体在加热和冷却过程中体积的变化规律。
理解热胀冷缩现象及其原理。
培养观察、分析和实践能力。
实验目的
试管、烧杯、热水、冷水、温度计、弹簧测力计、金属球。
实验材料
4. 使用弹簧测力计测量金属球在加热和冷却过程中的重量变化。
温度与物体的热胀冷缩实验
温度与物体的热胀冷缩实验在日常生活中,我们经常会遇到物体因为温度的变化而产生体积变化的现象。
这是因为物体的分子在受热时会增加运动速度,从而导致物体的体积扩大,这种现象称为热胀。
相反,当温度降低时,物体的分子运动减慢,导致物体的体积缩小,这种现象则称为冷缩。
为了更加深入地理解温度与物体的热胀冷缩之间的关系,我们可以进行一些简单的实验。
实验一:热胀现象材料:一个金属球和一根细长的金属杆。
步骤:1. 将金属球与金属杆通过螺纹连接起来,使其固定在一起。
2. 使用一个温度计测量室温,并记录下来。
3. 将金属球和金属杆的一端轻轻放入热水中,液面刚好没过固定点,并等待数分钟。
4. 使用尺子测量金属杆的长度,并记录下来。
5. 将金属杆和金属球整体取出,再次使用温度计测量其温度,并记录下来。
6. 将金属杆放置在桌面上进行冷却,等待数分钟。
7. 再次测量金属杆的长度,并将结果记录下来。
结果与分析:通过上述实验,我们可以观察到金属杆在受热后变长,同时在冷却过程中又逐渐恢复到原来的长度。
这是因为金属在受热时,分子的运动速度增加,相互间的空隙也变大,从而导致了杆的长度增加。
而在冷却过程中,分子的运动速度减慢,空隙变小,导致杆的长度又逐渐缩短。
实验二:冷缩现象材料:一条塑料尺和一个冰水混合物。
步骤:1. 使用尺子测量塑料尺的长度,并记录下来。
2. 准备一个冰水混合物,温度降低到接近0摄氏度。
3. 将塑料尺的一端浸入冰水混合物中,确保尺子的长度在液面以上。
4. 等待数分钟,让尺子充分受冷却。
5. 接着将尺子取出,并再次测量其长度。
结果与分析:通过上述实验,我们可以观察到塑料尺在受冷却后变短。
这是因为塑料在受冷却时,分子的运动速度减慢,相互间的空隙也变小,从而导致尺子的长度缩短。
结论:通过实验我们可以明确温度与物体的热胀冷缩之间的关系。
当物体受热时,分子运动速度增快,空隙增大,从而导致体积扩大,产生了热胀效应;而物体冷却时,分子运动速度减慢,空隙变小,导致体积缩小,产生了冷缩效应。
热学竞赛辅导
热学竞赛辅导热学⼀、热膨胀1. 安装⾃⾏车把套时,将把套在热⽔⾥浸泡⼀下就容易套上去了。
这是因为___________________。
2 .夏天⽤过的弦乐器,不⽤时应把弦放松些,这是为什么?3. 如图所⽰的⼀个⾦属环。
环上有⼀个开⼝,当给它加热,环上的开⼝距离将________(填“变⼤”“变⼩”或“不变”)。
4. 当温度计玻璃泡受热时,玻璃泡本⾝的容积也在增⼤,⽽温度计细管⾥的⽔银柱还会上升。
是因为____________________________________________________。
5. 有四只盛⽔的杯⼦,甲是厚玻璃杯,⼄是薄玻璃杯,丙是厚铜杯,丁是薄铜杯。
现在同时往四只杯⼦中倒⼊沸⽔,最容易破裂的杯⼦是()A.甲杯B.⼄杯C.丙杯D.丁杯6. 在相同条件下,铁⽐⽊头膨胀显著。
冬天⽤⼀把铁尺量得⼀根⽊棒长为L1,夏天⽤同⼀把尺量得同⼀根⽊棒长为L2,则L1_______L2(填“⼤于”“⼩于”或“等于”)。
7. 在冬季和夏季⽤⽔银⽓压计测量⼤⽓压,若两季实际⼤⽓压正好⼀样,该⽔银⽓压计的两次读数()A.⼀样⾼B.冬季⽓压计读数⾼C.夏季⽓压计读数⾼D.⽆法确定8. 储油库中,在⼀个圆柱形的⼤储油罐内装有⼤半罐煤油,当其温度升⾼时,煤油对容器底部产⽣的压强将()A.增⼤B.减⼩C.不变D.⽆法判断⼆、热传递与温度1. ⽓象站测量⽓温⽤的温度计装在百叶箱中。
百叶箱是什么颜⾊的?为什么?如果装在封闭的箱⼦中会有什么弊病?为什么?如果夏天放置会有什么弊病?为什么?2. 在冬天,⽤⼿摸⾦属⽐摸⽊块感到更冷,这是因为()A.⾦属温度⽐⽊块温度低B.⾦属的密度⽐⽊块的密度⼤C.⾦属硬度⽐⽊块的硬度⼤D.⾦属是热的不良导体,⽊块是热的不良导体3. 有⼀⽀体温计的⽰数为38℃,甲同学没有甩动便给⼄同学测体温。
在测量中,体温计的玻璃泡与⼄同学充分接触⼀段时间后,体温计的⽰数还是38℃,那么⼄同学的体温()A.⼀定⾼于38℃B.⼀定等于38℃C.可能低于38℃D.可能⾼于38℃4. ⼩红做实验时发现⼀⽀温度计测量的数据不准确。
四下第一单元第2课热胀冷缩课后习题与答案
四下第⼀单元第2课热胀冷缩课后习题与答案第⼀单元第2课热胀冷缩⼀、填空题1、实验室⽤的温度计是利⽤____________________的原理制成的2、使⽤酒精灯加热完成后,⽤____________________⾃灯芯右上⽅斜向盖灭⽕焰,然后取下再盖⼀次。
3、瘪了的乒乓球放⼊热⽔中变圆了,主要应⽤了____________________的热胀冷缩。
⼆、判断题。
(对的画“√”,错的画“×”)1、所有的物体都有热胀冷缩的性质。
()2、夏天,⾃⾏车轮胎的⽓不要打得太⾜,以免热胀爆胎。
()3、酱油受热时,重量会增加;受冷时,重量会减少。
()4、“热胀冷缩”只是改变物体的形状、⼤⼩,物质本⾝没变。
()5、固体加热后没有明显变化,因此没有热胀冷缩的性质。
()三、选择题。
(把正确答案的字母填在括号⾥)1、加热铜球后,体积会( )。
A.变⼤B.变⼩C.不变2、铺铁轨时通常要在铁轨间留间隙,这是因为( )。
A。
夏天铁轨受热会收缩,影响⽕车运⾏。
B铁轨受热体积会膨胀,防⽌变形,保证安全 C。
加快散热3、如果塑料瓶盖拧的太紧,不好打开,只要把瓶盖部分放⼊( ),使瓶盖膨胀,就容易打开了。
A冷⽔中 B。
热⽔中 C。
常温⽔中4、壶中的⽔还没烧开,⽔往外溢出的原因是( )A。
壶中的⽔变多了 B。
热⽓把⽔挤出来了 C。
⽔受热体积变⼤5、⼤部分物体都具有“热胀冷缩”的性质,下列现象属于“热胀冷缩”的是( )A。
温度计内的液柱在不同温度的⽔中会上升或下降。
B。
⽔结冰后,体积增⼤了。
C。
往⽓球⾥吹⽓,⽓球的体积增⼤了。
四、简答1观察铜球的热胀冷缩的实验中要注意什么?答:2。
夏天架设电线时,为什么不能绷得太紧,要让它略松⼀点?答:答案1、液体热胀冷缩灯帽⽓体2、×√×√×3、ABBCA4、1、注意使⽤酒精灯的安全;禁⽌触摸铜球,加热后的铜球会烫伤⽪肤。
2、由于夏天电线受热膨胀,电线较松,如果细得太紧,到了冬季,电线会因遇冷缩短⽽绷紧或绷断。
初二物理竞赛 第1讲 热膨胀、热传递、温度计 学生版
初一物理竞赛预备班·第 1 讲·学生版 1第一讲 热膨胀、热传递、温度计2 初一物理竞赛预备班·第 1 讲·学生版1.物体热膨胀的一般规律:一般物体在温度升高时膨胀, 在温度降低时收缩, 在相同的条件下, 气 体膨胀最明显, 液体次之, 固体膨胀的最小.2.水的反常膨胀规律:水在 4℃以上跟一般物体一样是热胀冷缩的, 但在 0℃到 4℃之间却是热缩冷 胀.所以对于一定质量的水, 在 4℃时体积最小, 即水的密度在 4℃时最大.3.热膨胀在技术上的意义:固体在温度改变的时候, 膨胀或收缩虽很小, 但当热膨胀受到阻碍时, 产 生的力却很大.例:在架桥、铺路、安装管道等工程技术中, 接触物间留有伸缩的空间, 来防止 热胀冷缩的力产生破坏作用.另一方面工程技术上也常利用热膨胀做有益的事情, 如给火车轮安 装轮箍等.利用不同材料在相同条件下的热膨胀不同制成双金属片, 在自动控制上发挥很大的作 用, 如恒温箱、自动防火报警装置.各种仪器、机器、建筑物通常都是用不同的材料组合制成, 选 择材料时应考虑各种材料的热膨胀是否相同.【例1】 图中所示为自动调温电熨斗的电路图.右下方为温控部分.在 未通电和低于预定温度时, 双金属片 A 和静片 B 上的触点接通, 指示灯 L 亮, 电热丝 R 发热、当温度达到预定温度时, 双金属片因 向左弯曲, 电路断开. 若双金属片由铜片和铁片铆合 而成, 则左片就是 片.调节调温旋钮 C, 使静片向左时, 调温电熨斗的预定温度值将变 .(铜的热膨胀系数比铁 大)知识导航模块一 热膨胀初一物理竞赛预备班·第 1 讲·学生版 3【例2】 观察下面双金属片温度计和如光灯启辉器, 请简要说明它们的工作原理.【例3】 火车的车轮直径在生产时要比套在它外面的箍内径大一些, 这样, 轮子套上箍以后就再也取不下来了, 那么怎样才能使箍套在轮上呢?【例4】 下列说法中正确的是( )A .铺设楼房的楼板时, 楼板之间应靠得很紧, 不留缝隙B .冬天架设电线时应比夏天架设时拉得略紧些C .在一块金属板上挖一个小孔, 在高温环境中这个孔会变小些D .常温下刻制的钢尺, 当在高温环境中使用时, 其测量值会偏大【例5】小明发现户外地面以上的冬季供热管道每隔一段距离总 呈现 型, 如图所示.其主要原因是( ) A .为了避开行人和建筑物 B .为了美观C .为了避免管道因热胀冷缩导致的损坏D .为了方便工人师傅安装和检修【例6】冬天手握自来水笔, 有时会有墨水流出, 这主要是由于( )A.墨水受热膨胀, 就流出来了B.笔中装墨水的橡皮管内的空气受热膨胀, 把墨水挤出来了C.笔中装墨水的橡皮管受热膨胀, 墨水就流出来了D.笔尖处的缝隙受热膨胀, 墨水就流出来了定义热从高温物体传给低温物体, 或从同一物体的高温部分传到低温部分条件温度差方向高温到低温方式传导能量沿着物体传递(1)善于传导热的物质叫热的良导体, 如各种金属等.(2)不善于传导热的物质叫热的不良导体, 如木头、不流动的空气等.对流依靠液体、气体的流动来传递能量的方式必须同时满足两个条件:⑴ 物质可以流动⑵加热方式必须能促使物质流动.辐射能量由发热体沿直线向外射出去的传导的方式⑴ 不需要任何媒介物, 可在真空中进行.⑵黑色表面的物体比白色表面的物体吸收热和辐射热的本领都来得强.【例7】请你看看这些是热的良导体还是热的不良导体?雪双侧玻璃真空杯棉被羽绒服木质椅子模块二热传递4 初一物理竞赛预备班·第1 讲·学生版初一物理竞赛预备班·第 1 讲·学生版 5【例8】 人们用来取暖的一种热水袋如图所示.它的表面有很多长条状的橡胶突起部分, 这些突起部分相互平行且突起的高度较大, 做成这种外形的主要目的是( ) A .使热水袋美观大方, 起到装饰作用B .使热水袋能同时具有传导、对流和辐射的传热功能C .这种突起具有良好的弹性, 在外界压力作用下容易发 生弹性形变, 以防止在某种重压下, 所灌热水将热水袋胀 破D .减小热水袋与人体的直接接触面积, 以降低热水袋的放热 速度, 实现缓慢放热【例9】 说明下列现象涉及哪些物理原理并进行解释【例10】如下图所示, 一个竖直放置的三角形玻璃管, 管中装满水, 用酒精灯对某一顶点加热, 水便按图中所示的方向流动, 那么被加热的顶点( )A .一定是 A 点B .一定是C 点C .一定是 B 点D .任意一点B【例11】冬天开空调时, 为使室内尽快变暖, 空调的出风口应对着吹.(本题各空选填“上方”或“下方”)【例12】2008 年 8 月 1 日, 京津城际高速铁路正式开通运营, 使用的是国产“和谐号” CRH3 型动车组(如图所示).该车车厢内部设有独特的空气调节系统, 夏天送冷风时, 车顶中部和车窗下 部的送风量之比约为 3:1; 冬天送热风时, 车顶中部和车窗下部的送风量之比约为 1:3.这样 送出的风平和、均匀, 保障车厢各处温度适宜.请定性解释采用这种送风比例设计的原因.做个小实验: 先把两只手分别放入热水和冷水中, 然后,先把左手放入温水中, 再把右手放入温水中. 两只手对“温水”的感觉相同吗?【例13】露天放置的大型石油液化气罐, 为了防止因温度过高而造成爆炸等事故, 罐体外表面通常漆成银白色, 如图所示.而露天安装的电力变压器, 同样为了防止因温度过高而造成火灾等事故, 在采用加注冷却油、安装散热管等一系列散热措施的同时, 却把其外表面漆成颜色很深的灰黑色, 如图所示.同样是为了防止温度过高, 一个外表面漆成颜色很浅的银白色, 另一个外表面却漆成颜色很深的灰黑色, 这是为什么呢?【例14】帽子的功能很多, 仅从热学角度看, 夏天戴草帽主要是为了防止; 冬天戴棉帽主要是为了防止.【例15】从热辐射知识考虑, 夏天室内穿色衣服更凉爽; 室外最好穿色衣服.冬天从户外回来, 用凉水洗手, 为什么感觉水变温暖了? 手去触摸长时间放在教室里面的金属块、木块和泡沫塑料块, 感觉金属块比较凉.但是用温度计测量, 竟然温度一样, 很奇怪吧, 让我们一起走进神奇的热学吧……1.温度⑴定义:我们把物体的冷热程度叫做温度.⑵测量工具:测量温度的工具是温度计.温度计有气体温度计、液体温度计、金属温度计(双金属模块三温度计6 初一物理竞赛预备班·第1 讲·学生版片)等.实验室中常用温度计是液体温度计, 它是利用水银、酒精或煤油等液体热胀冷缩的性质制成的.由于温度计内部的液体有不同的沸点和凝固点, 所以可制成测量范围不等的各种用途的温度计.⑶温标:温度的测量标准.常用有摄氏温标、华氏温标和热力学温标(也叫绝对温标或开尔文温标).温标名称摄氏温标华氏温标热力学温标创立人摄尔修斯(瑞典)华伦海特(德国)威廉·汤姆孙开尔文(英国)零点及分度方法1 标准大气压下冰水混合物温度为0度, 纯水沸腾时温度为100 度, 在0~100 度间等分100份, 每一等份就是1 摄氏度1 标准大气压下冰水混合物温度为32 度,纯水沸腾时温度为212 度, 中间等分180 份, 每一等份就是1 华氏度把-273.15℃叫做绝对零度, 每一度的大小与摄氏温度相同(通常取绝对零度为-273℃)温度符号t t F T单位摄氏度(℃)华氏度(F)开尔文(K)换算关系t = T - 273t =5 (t - 32)9 Ft =9t + 32F5t =9 (T - 273) + 32F5T = t + 273T =5 (t - 32) + 2739 F在国际单位制中, 温度的度量使用热力学温标.2.温度计⑴ 使用温度计的注意事项观察:① 零刻度; ②分度值;③量程(温度计所能测量的最低温度和最高温度)放置:①温度计的玻璃泡要与被测物体充分接触;② 测量液体温度时, 玻璃泡不要接触到容器底或容器壁;读数:① 读数时, 温度计的玻璃泡始终不能离开被测物体;②等温度计的示数稳定后再读数;③ 读数时, 视线要与温度计中液柱的表面平齐, 不能仰视或俯视.记录:①记录时一定要带单位(℃);② 是零下时, 可在数字前面加负号, 如零下 5 摄氏度, 可记为-5℃.⑵常见温度计初一物理竞赛预备班·第1 讲·学生版7种类原理图液体温度计液体热胀冷缩(水银受热膨胀最明显, 所以最精确.)气体温度计气体热胀冷缩是伽利略制造的世界上第一个温度计,要受大气压影响.金属温度计(双金属片)温度变化时不同金属的热膨胀程度不同医用体温计, 是内注水银的液体温度计, 它的刻度范围为35℃~42℃, 准确程度是0.1℃.体温计装水银的玻璃泡与玻璃管的连接处管孔特别细且略有弯曲.测体温时, 水银受热膨胀从细管升入直管, 体温计离开人体后, 水银冷却收缩, 在弯管处断开, 直管中的水银不会缩回玻璃泡, 所以体温计能在离开人体后读数.再次使用时, 要甩动温度计, 使直管中的水银回到玻璃泡中.【例16】如图中A、B、C、D 分别是四位同学“用温度计测水温”的实验操作, 其中正确的是()A B C D【例17】图中所示的是用温度计分别测得的冰和水的温度,那么冰的温度是℃, 水的温度是℃.【例18】量程都是0~100℃的甲、乙、丙三只酒精温度计, 最小刻度都是1 C ; 玻璃泡的容积, 甲大些, 乙、丙相同; 玻璃管的内径, 甲、乙相同, 丙粗些.由此可判断此三只温度计的相邻的两条刻度线间的距离()A.甲最长, 丙最短B.甲最短, 丙最长C.乙最长, 但不能比较甲与丙的长短D.乙最短, 但不能比较甲与丙的长短8 初一物理竞赛预备班·第1 讲·学生版初一物理竞赛预备班·第 1 讲·学生版 9【例19】小强收集到以下器材:容积为几毫升的小药液瓶、红墨水、小药瓶上的橡皮帽、空圆珠笔芯、细吸管、温度计、蜡块以及家庭中常用的其他器材.你能帮他制作一只简易温度计吗? 请简要说明制作过程, 也可画图说明.【例20】在摄氏温标建立之前, 有一种温标叫“华氏温标”, 它规定在 l 标准大气压下沸水的温度为212 度, 冰水混合物的温度是 32 度, 中间分为 180 等分, 每一等分代表 1 华氏度, 写作 1℉, 那么 35℃= ℉, 104℉= ℃.【练1】 你见过这种烧水壶吗? 中空且上下相通. 请你猜猜用它来烧水的好处.【练2】如图甲、乙分别是两种小型饮水锅炉的结构示意图, 从节能角度看,你认为哪一个更合理? 请简要说明理由。
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竞赛辅导二----热胀冷缩问题一1.图中所示为自动调温电熨斗的电路图。
右下方为温控部分。
在未通电和低于预定温度时,双金属片A和静片B上的触点接通,指示灯L亮,电热丝R发热、当温度达到预定温度时,双金属片因______向左弯曲,电路断开。
若双金属片由铜片和铁片铆合而成,则左片就是______片。
调节调温旋钮C,使静片向左时,调温电熨斗的预定温度值将变______。
思路点拨一般固体材料,遇热都会膨胀,遇冷都会收缩,不同的材料,在温度变化相同的情况下,其热膨胀冷缩的程度往往不同.取两块热胀冷缩程度不同的金属片(例如M的热胀冷缩现象比N的热胀冷缩现象更明显)将其粘合成为一块,称为双金属片,如图所示.由图示状态开始,其其温度升高,则两金属片都会发生膨胀,但一侧金属片膨胀得多,另一侧金属片膨胀得少,则这个双金属片整体便会向膨胀得少的一侧弯曲(例如向N一侧弯曲);反之,若从图示状态开始而其温度降低,则此双金属片将向另一侧弯曲.本题所用双金属片为铜片和铁片铆合而成,铜的热胀冷缩比铁更强,故温度升高时双金属片将向铁片一侧弯曲,左片为铁片.若调节图中的旋钮C,使静片向左移动一些,则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开,这时对应所需的温度更高,即调温电熨斗的设定温度值将提高.答案:热膨胀,铁,高.2.冬天,把自来水笔从室外带到室内,有时会有墨水流出。
这主要是因为[ ]A.墨水受热膨胀,流出来了。
B.笔囊受热膨胀,把墨水挤出来了。
C.笔囊中的空气受热膨胀,把墨水挤出来了。
D.笔尖处的缝隙受热膨胀,使墨水漏出来了。
思路点拨冬天,室外气温往往比室内气温低很多,自来水笔在室外时,其笔囊中的空气温度也较低.当将其带入室内时,笔囊中空气温度会随之升高.由此,这部分空气将发生膨胀而把笔囊中的墨水挤出.答案:C热胀冷缩问题二1.在冬天,向玻璃杯内倒开水前,往往先倒入一些温水,将杯子热一下后倒去,再将开水倒入杯中,这样做主要是为了()A.清洁杯子B.使玻璃杯变得容易热传递C.使玻璃杯内外温差不致过大,杯子不易损坏D.使玻璃杯内外温度相等,杯子不易损杯思路点拨玻璃传热较慢,所以当玻璃的一部分突然遇热(或遇冷)而使其温度变化很多时,其他部分的温度往往难于很快地随之变化,由此可使玻璃的各部分间温差较大,又由于物体的热胀冷缩之故,由此而使得玻璃的各部分热膨胀不均匀,这种不均匀的差别太大时,则可能使玻璃制品碎裂.冬天,环境温度较低,玻璃杯的温度也就较低,若骤然向玻璃杯内倒入开水,则杯的内层受热明显膨胀但外层受热不够而膨胀得少,由此可导致杯炸裂.若先将温水倒入杯中将杯“预热”一下,再倒入开水时,则杯的内外层将不会有太大的温度差而避免了杯子的损坏.答案:C2.在0℃时,将两根长度和质量相等的均匀铜棒和铁棒连接在一起,并将支点放在接头处刚好平衡,如图所示,当温度升高数百摄氏度时,能观察到的现象是()思路点拨当温度升高时,铜和铁都会受热而膨胀,而在升高同样温度的情况下,铜膨胀得比铁多.在图所示的情况下,则铜和铁的重心都会因棒的膨胀而远离支点,但铜远离得多些,铁远离得少些.由杠杆的平衡原理知棒将发生逆时针方向转动,即其左端下降,右端上升.答案:C热传递问题一1.人们常说井水冬暖夏凉,这是因为[ ]A.井内冬夏温度变化小,地面冬夏温度变化大,所谓“冬暖夏凉”是井水温度与地面温度比较而言的。
B.井水受地热的作用而有较多的热能。
C.井水远离地面,不受空气流动的影响,因而具有较多的热能。
D.井水暴露在空气中,夏天气温高,蒸发得快,吸收了较多的热量,因而温度较低。
思路点拨地球表层的空气,由于其热容量较小,故随着春夏秋冬四季太阳光照射强弱的不同,其温度有明显变化.夏天热,冬天冷.而地球表层的泥土砂石和其中的水,其热容量比空气大很多,且又不像空气那样易于流动而便于吸热和散热,所以地球表层的泥土砂石的温度随四季变化就没有空气那么明显,井水的温度与它旁边的泥土砂石的温度是相等的,故井水的冬夏温度变化就比地面空气的冬夏温度变化要小.由此,人们对井水便有冬暖夏凉的感觉.答案:A2.多油的菜汤不易冷却,这主要是因为[ ]A.油层阻碍了汤的热辐射。
B.油层和汤中的水不易发生热交换。
C.油的导热能力比水差。
D.油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发。
思路点拨没有油覆盖的菜汤,相当于水暴露在空气中,水是很容易蒸发的,由于蒸发要吸热,所以这样的菜汤就容易冷却,蒸发致冷是菜汤冷却的主要原因.多油的菜汤,由于油的密度小于水的密度,故有一油层覆盖在水面上,由此阻止了水直接向空气中蒸发,而油本身又是在常温下蒸发得很慢的,因此多油的菜汤蒸发致冷的效应就弱于少油的菜汤,所以多油的菜汤也就不易冷却.答案:D3.许多电冰箱的后背涂成黑色,原因是[ ]A.黑色物体的热辐射能力较强。
B.黑漆的强度较高。
C.黑色物体吸热能力较强,有利于冰箱内物体的降温。
D.黑色物体不易吸附灰尘。
思路点拨物理理论告诉我们,黑色物体吸收热辐射的能力较强,向外辐射热的能力也较强.而电冰箱背面涂成黑色,正是利用黑色物体辐射热的能力较强这一特点,帮助冰箱向外辐射热能,以有利于冰箱内物体的降温.答案:A热传递问题二1.帽子的功能很多,仅从热学角度看,夏天戴草帽主要是为了防止______;冬天戴棉帽主要是为了防止______。
思路点拨夏天的草帽是为了挡住太阳光使之不直接照射到人身上,使人不感到太热而感到凉爽一些,草帽挡住太阳光就是挡住由太阳光而传到人身上的热,太阳光传热的途径是热辐射,故夏天戴草帽主要是为了防止热辐射.冬天,气候寒冷,冷空气与人体接触,人体温度高于空气温度,人体就有热量传给冷空气,这种传热过程为热传导.此是,人们戴上棉帽,就使得帽内空气不容易向外散热而能保持较高的、与人体温度相近的温度,这样,人脑部和这部分空气之间的热传导就减弱了,人脑部就感到暖和.可见,冬天戴棉帽主要是为了防止人脑部与周围冷空气间的热传导.答案:热辐射,热传导.2.炒菜时利用的热传递方式主要是________。
思路点拨炒菜时,菜较冷,而锅很热,冷菜和热锅直接接触,由于两者间有温度差,则有热量由锅传递给莱,使菜吸收热而被炒熟.所以此时利用的热传播方式主要是传导.答案:传导热传递问题三小红在两个同样的烧瓶中灌满水,加热到相同的温度后分别用厚度相同的1、2两种保温材料包好,定时测量烧瓶中水的温度。
实验过程中室温保持不变。
他想用这种方法比较两种材料的保温性能。
表中给出了在时刻t(单位是分)测得的两个烧瓶中的水温T1、T2的几组数据。
根据这些数据在下面的方格纸中作出表示水温与时间关系的图象并回答以下问题:1. 哪种材料的保温性能较好?2. 当时的室温大约是多少?3. 在这些水温数据中,哪一个最可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误?t/分0 5 10 15 20 25 35 45 55 65 80 95 110 125 140 155 T1/℃80 72 64 59 55 51 50 41 37 34 30 26 24 22 21 20 T2/℃80 65 56 48 43 38 32 28 26 24 22 22 21 21 20 20 答案:所得图像如图所示.由图可以看到:1.第一种材料的保温性能较好.因为从两图线的比较可以看到,两种材料同样包裹的烧瓶内,同样温度的满瓶热水比较,第一种材料包裹的瓶内热水温度降低较慢.2.当时的室温约为20℃.显然,当瓶内水与室内空气温度相等时,两者间达到热平衡,即瓶内水温降至室温时,将不再变化.图线表示瓶内水温最后维持为20℃不变,可见室温应为20℃.3.所得数据中,t=35minn时的T1=50℃最可能是由于测量或记录时的疏忽所产生的错误.因为瓶内水温应该是在连续逐渐变化的,所以描述这一温度随时间变化的关系图线应该为一条连续光滑的曲线,则各个不同时刻所测得的实验数据点都应该在这一光滑曲线上.图中各实验数据点都分别在自己所对应的曲线上,惟有t=35min时的数据T1不在其对应曲线上,且偏离此曲线较远,表明该数据点的数值与当时的实际值偏离太大,即该点为一错误的数据点.物理学上用图像来研究两上相关变化的物理量间的关系是一种常用的办法,特别是在物理实验中更为常用.通常这种方法是先列出(如通过实验测量出)这两个物理量都发生变化时的多组对应值,然后把这些对应值分别描绘在以上述两物理量为纵横坐标的坐标图上,再以光滑的曲线(也可能是直线)将这些数据点连起来,这样便得出了其中一个量随另一个量变化而变化的图线.利用这种图线,可以更直观明了地看出这两个量之间的相互关系.比热容问题一有一堆从河中捞出的温砂子,测得其比热容为1.2×103焦/(千克.℃)。
已知干砂子的比热容为0.9×103焦/(千克.℃),则按质量说,这堆砂子含水的百分比是多少?思路点拨湿沙子中包含有干沙子和水,当湿沙子温度升高时,它吸收的热量应该是其中干沙子所需吸收的热量与水所需吸收的热量之和.根据这一思路,可以对本题求解.答案:以下列各字母分别代表各对应的物理量:m1——干沙子质量,m2——湿沙子中所含水的质量,m--干沙子和水的混合物的质量;c1——干沙子的比热容,c2水的比热容,c——干沙子和水的混合物的比热容;Δt——干沙子和水的混合物温度的升高量;Q1——干沙子温度升高△t时吸收的热量,Q2——水温度升高△t时吸收的热量,Q——干沙子和水的混合物温度升高△t时吸收的热量.当温度升高△t时,沙子和水的混合物(即湿沙子)、干沙子和水各自吸收的热量可分别表示为Q=c(m1+m2)△t ①Q1=c1m1△t ②Q2=c2m2△t ③并且应有Q=Q1+Q2 ④将①②③式代人④式得c1m1+c2m2=c(m1+m2)(c1-c)m1=(c-c2)m2故得这堆沙子中含水的百分比为。