AP物理B:热力学与热

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例子问题

例子问题1:理解热和温度

下列哪一项不是可接受的比热单位?

可能的答案:

正确答案:

解释

比热最常应用于公式中,以确定温度变化期间所需/释放的热量:

重新排列一下,我们可以看到比热的单位是单位质量的热量乘以温度的单位。

热能的单位可以是焦耳或卡路里。质量的单位可以是克或千克。温度单位可以是开尔文、摄氏度或华氏度。英国热量单位(Btu)是一种不太常用的热量单位,定义为使一磅水升高1华氏度所需的热量。

牛顿是力的单位,不能作为比热的单位。

例子问题1:Ap物理2

铜的样品被加热热量和样品的温度从.这个样品中铜的质量是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

我们用比热计算温度变化的方程是:

由于摄氏和开尔文使用相同的间隔尺度,我们不需要转换来求温度的变化。利用初始温度和最终温度、输入的能量和铜的比热,我们可以计算出铜的质量。

为了简化,我们将分别求解温度变化。

因为摄氏和开尔文的比例尺是一样的,所以这两个比例尺的变化是一样的。

在原始计算中使用这个值。

换算成千克来简化。

例子问题1:热力学与热学

的热能作用于冰块最初在.这足以使冰完全变成水。水的最终温度是多少热量是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

由于冰融化了,这个过程分为三个阶段。

1)将冰加热到熔点

2)冰融化成水

3)水融化后的加热

当涉及温度变化时,热量输入与温度变化的关系为:

在这个公式中,是物质的比热(容量)。对于熔化所涉及的相变,没有温度变化(能量进入断裂键),完全熔化物质所需的热量为:

所以这种情况包含了三个表达式,代表了问题的三个部分,每个表达式都处理相同质量的材料,.记住,冰的熔点是,或

1)

2)(冰完全融化)

3)(用于水加热到最终温度)

的值,是已知的,又是已知的

用这个方程我们可以解出最终温度。

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