初中物理竞赛专题——热学

初中物理竞赛专题

——热学

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诸暨科学竞赛辅导教程

热 学

知识网络

一、热传递

1、热传递的特点

（1）发生热传递的条件是物体之间或同一物体的不同部分存在着温度差；

（2）在其它条件都相同的情况下，两个物体温度相差越大，热传递就进行的越快；

（3）热传递的方向总是从高温传向低温，不可逆转；

（4）热传递的结果是各部分温度相同。

2、热传递的方式

方式

特点 说明 传导

热沿着物体传递，传热时物质不移动 不同物质传热本领不同

对流

靠液体和气体的流动来传递热 只能在液体或气体中发生 辐射 热直接由物体沿直线向外射出 不需要媒介物，任何热的物体都可发生 二、物态变化

1、六种物态变化

升华（吸热）

熔化（吸热） 汽化（吸热）

凝固（放热） 液化（放热） 凝华（放热） 2、晶体的熔化 （1）晶体熔化过程的特点是：吸热且温度保持不变； D

（2）晶体熔化的条件：一是温度要达到熔点；二是要继续吸热；

（3）图象涵义：AB 段表示熔化前，固态吸收热量，温度升高 B

BC 段表示熔化过程，固态逐渐减小，液态逐渐 C

增多，吸收热量，温度不变。 A

CD 段表示熔化后，液态吸收热量，温度升高。

3、汽化的两种方式

（1）比较：

（2）沸腾 ①条件：一是温度要达到沸点；二是要继续吸热。

方式 区别 蒸发 沸腾 不 同 点 发生部位 只发生在液体表面 液体表面和内部同时进行 程度 缓慢的汽化现象 剧烈的汽化现象 温度 任何温度下都能进行 在一定温度下进行 相同点 ①都是汽化现象 ②都要吸热 加热时间

②沸点与气压的关系：气压越大，沸点越高。

三、热能

1、分子运动论的内容

物质是由分子构成的；分子永不停息地做无规则的运动；分子之间有相互作用的引力和斥力。

2、热能、热量和温度

（1）物体中大量分子做无规则运动所具有的能，叫做热能；

（2）热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少，是物体改变热能的多少；

（3）温度表示物体的冷热程度；

（4）物体温度升高，热能增加；温度降低，热能减小。

3、改变热能的两种方法

做功 外界对物体做功，物体的热能增加（机械能 热 能）

方法 物体对外界做功，物体的热能减小（热 能 机械能）

热传递 物体吸收热量，热能增加（别的物体 物体） 物体放出热量，热能减小（物体 别的物体）

4、物质的比热

（1）比热是物质的一种特性。比热的定义式：C= Q

吸/（m △t ），物质的比热与物体的质量、体积、温度变化的大小等无关。水的比热是4.2×103焦/（千克·℃），水的比热比一般物质的比热要大。

（2）热平衡方程：①物体温度改变时，吸热和放热的计算公式：

Q 吸 = c m ( t －t 0 ) Q 放 = c m ( t 0－t )

②在热传递过程中，如果没有热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量

Q 吸 = Q 放

四、热能的利用——热机

热机是把热能转化为机械能的机器。常见的有汽油机和柴油机。

汽油机和柴油机的比较

转化

转化 热能转移 热能转移

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热学

3 / 10 考查液体蒸发的特点；考查晶体的熔化图象；考查改变热能的方法；考查比热的概念；考查热传递的特点；考查热传递的三种方式；考查热平衡方程的运用；考查热学知识的运用。

例 题 精 析

1、考查液体蒸发的特点

例1、小明同学在语文课上作了一篇关于云南“过桥米线”的说明文，现摘录如下：

“过桥米线”是云南传统的名特小吃。烹饪它的方法是：将刚沸腾的鸡汤盛到一个大碗里，然后舀一勺热油进碗里，在汤的表面上很快就形成了一层厚厚的油膜，此时把事先备好的生肉片等生食依次放进碗里，令人惊奇的是从表面上看去连热气都不冒的汤实际上却将生肉片都烫熟了。

请你应用学过的物理知识对上文中所描述的有关物理现象作出合理正确的解释（要求说出并解释两个物理现象）。

思路点拔：该题是以生活为情景的开放性试题，要透过现象分析实质。

答案：描述的物理现象及解释：①油浮在汤的表面上形成油膜，因为油的密度小于汤的密度；②汤不冒热气，因为油膜隔断了汤与空气的接触，阻止了汤的蒸发；③汤能将生肉片烫熟了，因为汤温度很高，肉片与汤发生了热传递，肉片吸热升温，内能增加被烫熟。

2、考查晶体的熔化图象

例2、如图所示是甲、乙两种质量相等的不同晶体，均匀加热，在

相同时间内吸收相同热量的条件下，两种晶体熔化前 后温度随

时间变化的图象。则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量

相比较，Q 甲 _____Q 乙；液态甲的比热容________液态乙的比热容。

（填“大于”、“小于”、或“等于”）。

思路点拔：该题要运用晶体熔化图象的知识进行分析比较。从图象上水平部分（温度不变）可知，甲熔化过程所需的时间较短，又因为在相同时间内吸收相同热量，所以甲熔化过程吸收热量较少；由于甲、乙质量相等，故Q 甲 ＜Q 乙。从图象可知，液态甲温度升高得慢，由C=Q 吸/m △t ，可知：C 甲 ＞C 乙 。

答案：Q 甲 ＜Q 乙，C 甲 ＞C 乙。

3、考查热传递的特点

例3、在如图的绝热装置中有一双层金属容器。在内层容器中

倒入温度为20℃的水，用温度计Ⅰ测量其温度；在外层容器

中倒入相同质量的温度为80℃的水，用温度计Ⅱ测量其温度。

若认为热传递只在双层容器内部进行，则每隔相等时间记录的

两个温度计的示数，绘制的热水降温曲线（用虚线表示）和冷

水升温曲线（用实线表示）。下列四个图中最能反映上述两个容

器中水 温变化的图象是图（ ）

用途 汽车、飞机、摩托车等 载重汽车、拖拉机、坦克、轮船等