热传递与温度试题及解答.docx

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热传递与温度试题及解答

第二章

热传递和热量、温度

知识简介：

本章通过实例讲述了热传递现象。

通过对实例的分析，阐述了在热传递过程中，内能的变化，改变物体内能有两种方法；做功和热传递。

重点是热传递可以改变物体的内能及在热传递过程中物体内能的变化。

知识要求：

1、知道什么是热传递现象，知道热传递可以改变物体的内能。

2、知道什么是热量，知道热量的单位是焦耳。

3、知道做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。

说明

用热传递的方法改变物体的内能，其本质是内能从一个物体转移到另一个物体，是内能的转移。

在热传递过程中，高温的物体放热，温度降低，内能减少；低温的物体，温度升高，内能增加。

因此，热传递的实质就是内能从高温的物体向低温的物体转移。

做功和热传递在改变物体内能上产生的效果是相同的，所以我们说做功的热传递对改变物体的内能是等效的。

2.1热传递

热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。

热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。

只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。

发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态，物体间是否接触都无关。

热传递的结果是温差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。

在热传递过程中，物质并未发生迁移，只是高温物体放出热量，温度降低，内能减少（确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小），低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。

因此，热传递的实质就是能量从高温物体向低温物体转移的过程，这是能量转移的一种方式。

热传递转移的是热量，而不是温度。

用热传递的方式来改变物体内能，就是一个物体的一部分内能转移给另一个物体，或者是内能从同一物体的高温部分转移给低温部分。

（内能转移过程）两个物体之间或者一个物体的两部分之间能够发生热条件,那就只有一个原因:

存在温度差.火焰与水壶之间能发生热传递,就是因为火焰的温度比水壶的温度高.水开始烧后不久,就能看到壶中的水在对流,也就是因为下面的水比上面的水的的温度高了些.

热传递——改变内能的一种方式

1.热传递：

当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生传递。

热传递时，能量从从高温处转移到低温处，直至温度相同。

热传递时改变内能的一种方式

2.热传递的条件：

物体之间或物体的不同部分之间存在温度差。

3.热传递的方向：

内能从高温物体传给低温物体或从物体的高温部分传给低温部分。

4.热传递的方式：

传导（热沿着物体传递）、对流（靠液体或气体的流动实现热传递）和辐射（高温物体直接向外发射出热）三种。

5.热传递的结果：

发生热传递的物体最终将达到温度相同，即热平衡。

6.热传递的实质：

热传递时内能的转移，能量的形式并没有发生改变。

例题解析

例1.关于热传递，下列说法正确的是（）

A.热传递的实质是温度的传递

B.物体间存在着温度差，才能发生热传递

C.可以在任何情况下进行

D.物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量

本题考点：

热传递

思路分析：

热传递的实质是物体间内能的转移，故Ａ错；热传递的条件是物体间存在着温度差，若两物体温度相同，它们之间便不会发生热传递，故Ｂ对Ｃ错；物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，可以是做功的方式，故Ｄ错.

答案：

B

例2.两个物体之间发生热传递，当热传递停止时（　　）

A．两个物体内能相等B．两个物体温度相等

C．两个物体热量相等D．以上说法都不正确

考点：

热传递．

分析：

要解答本题需掌握：

热传递的条件是有温度差．

解答：

解：

用热传递的方法改变物体的内能，实际上是能量从高温物体转移到低温物体的过程，当两个物体的温度相等时，热传递停止；

故选B．

点评：

本题主要考查学生对：

热传递的条件及实质的了解和掌握．

例3.把正在熔化的冰，放到0℃的房间内（它们与外界不发生热传递），冰能不能继续熔化?

　　解答：

冰完成熔化过程需要满足两个条件：

一是达到它的熔点0℃，二是必须继续吸热．题中正在熔化的冰，温度是0℃的冰和0℃的房间没有温度差，它们之间不发生热传递，因此冰不能继续吸热，它不会继续熔化．

本题常见错误是片面认为晶体只要达到了它的熔点，就会熔化，得出冰能继续熔化的结论．

例4.一个物体温度升高了，则说明（）．

　　A．它含有的热量增加了

　　B．它吸收了热量

　　C．一定对物体做了功

　　D．它的内能增加了

　　选题角度：

本题用于考查理解改变物体内能的两种方式，理解做功和热传递在改变物体内能上是等效的．

　　解析：

热量是表示在热传递的过程中，传递能量的多少，因此不能说物体“含有热量”，A错；一个物体温度升高，它的分子运动一定加快，内能增加，D正确；改变物体内能的方法有两种，做功和热传递，两种方法对改变物体的内能是等效的，因此不能肯定是做功或热传递，B、C也错．正确答案是D．

　　理解对物体做功和热传递都可以使物体的内能发生改变，而且在改变物体的内能上，这两种方式是等效的．本题易错点是不理解改变物体内能有两种方式，错认为只有对物体做功，物体的内能才能发生改变．或只有发生热传递，物体的内能才会改变．

2.2热量

热量：

1.物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少，因此它是物体内能变化多少的量度，它表示在热传递过程中物体内能改变的数量.用符号Q表示

在热传递的过程中：

高温物体放出热量，内能减小，温度降低；

低温物体吸收热量，内能增大，温度升高；

2.单位：

在国际单位制中，热量的单位与能量的单位相同，都是焦耳，符号是J

注意：

（1）有些物体吸收或放出热量后，温度不一定改变，如晶体的熔化和凝固。

晶体熔化时吸收热量，内能增加；凝固时放出热量，内能减少。

熔化和凝固过程中都有能量的转移，但晶体的温度保持不变。

（2）热量是传递过程中能量转移的多少，离开热传递过程，谈热量是没有意义的。

所以，我们只能说“物体放出或吸收多少热量”，不能说“物体含有或具有多少能量”，更不能说“比较两个物体热量的大小”。

例题剖析

例1.质量和温度均相同的铁块和铝块，吸收相同的热量后相互接触（铁的比热＜铝的比热＝，则（）

　　A．热从铝块传到铁块B．热从铁块传到铝块

　　C．铁块和铝块之间没有热传递D．条件不足，无法判断

　　精析考查对物体吸、放热公式的理解，并知道热是从高温物体传向低温物体．

　　∵Q吸＝cm△t

　　m相同，∵c铁＜c铝

　　∴△t铁＜△t铝初温相同，铁末温高．

　　∴热从铁传向铝．

答案B

例2.下列说法正确的是　（　　）

　　A．没有吸热过程和放热过程，说热量是毫无意义的

　　B．物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关

　　C．两个物体升高相同的温度，吸收的热量也一定相同

　　D．热总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体

　　精析：

　正确理解热量、内能的概念，并知道Q＝cm△t．

　　热量反应的是吸、放热过程，A选项正确．

　　B选项：

比热容是物质的特性之一，与热量、质量、温度变化无关．

　　C选项：

根据Q＝cm△t，由于c和m没有给定，Q不能确定．

　　D选项：

热传递的过程是内能从高温物体传到低温物体的过程．说热量多、热量少不正确．

　答案　A　　

例3.质量相等的金属块A和B，放在沸水壶中煮10min后取出，马上分别投入质量相同、温度也相同的两杯水里，到两杯水的温度不再升高时，测量发现放A的水温高于放B的水温，则　（　　）

　　A．金属块A的比热容大　　

　　B．金属块A原来的温度高

　　C．金属块A有较多的热量

　　D．金属块A有较好的导热性

　　精析：

　根据Q＝cm△t分析．

　　设放A的水吸收热量为QA，QA＝cAm△tA（其中m为A的质量）

　　设放B的水吸收热量为QB

　　QB＝cBm△tB

　　题目给出放A的水温升得高，而A、B初温相同，可知：

△tA＜△tB．

　　又知：

QA＞QB∴cA＞cB选项A正确．

　　A、B初温相同，都与沸水温度相同，B选项不正确．

　　A放出较多的热量，而不是有较多的热量，C选项不正确．

　答案　A

2.3温度

温度是表征物体冷热程度的物理量。

温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。

它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。

目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。

同时温度也是物体内分子间平均平动动能的一种表现形式。

分子运动愈快，物体愈热，即温度愈高；分子运动愈慢，物体愈冷，即温度愈低。

从分子运动论观点看，温度是物体分子运动平均平动动能的标志，温度是分子热运动的集体表现，含有统计意义。

华氏温标

由华伦海特（Fahrenheit1686──1736荷兰）于1714年建立。

他最初规定氯化铵与冰的混合物为0°F；人的体温为100°F。

在标准状态下纯水与冰的混合物为32°F；水的沸点为212°F。

两个标准点之间均匀划为180等分，每份为1°F。

摄氏温标

由摄尔修斯（Celsius1710──1744瑞典）于1742年建立。

最初，他将水的冰点定为100°C；水的沸点定为0°C，后来他接受了瑞典科学家林列的建议，把两个温度点的数值对调了过来。

（1960年国际计量大会对摄氏温标作了新的定义，规定它由热力学温标导出。

摄氏温度（符号t）的定义为t/°C=T/K-273．15。

）

开氏温标

由开尔文（LordKelvin1824──1907英国）于1848年建立。

1954年国际计量大会规定水的三相点的温度为273．16K。

（这个数值的规定有其历史的原因i）为了使开尔文温标每一度的温度间隔与早已建立并广为使用的摄氏标度法每一度的间隔相等；ii）按理想气体温标，通过实验并外推得出理想气体的热膨胀率为1/273．15。

由此确定-273．15°C为绝对温度的零度，而冰点的绝对温度为273．15K；iii）将标准温度点由水的冰点改为水的三相点（相差0．01°C）时，按理想气体温标确定的水的三相点的温度就确定为273．16K。

）

两者关系

摄氏温度和华氏温度的关系：

T℉=1.8t℃+32（t为摄氏温度数，T为华氏温度数）摄氏温度和开尔文温度的关系：

°K=℃+273.15

按测温

1.半理论性温标──理想气体温标

理想气体温标比起经验温标，其优点在于它与任何气体的任何特定性质无关。

不论用何种气体，在外推到压强为零时，由它们所确定的温度值都一样。

但是，理想气体温标毕竟还要依赖于气体的共性，对极低温度（氦气在低于1．01×10Pa的蒸汽压下的沸点1K以下）和高温（1000°C以上）不适用。

并且，理想气体温标在具体操作上也不够便捷。

2.理论温标──热力学温标

在热力学温标中，热量Q起着测温参量的作用，然而比值Q1/Q2（Q1为可逆机从高温热源吸收的热量；Q2为可逆机向低温热源放出的热量）并不依赖于任何物质的特性。

因此，热力学温标与测温物质无关。

温度测量

热力学第零定律

如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡（温度相同），则它们彼此也必定处于热平衡。

这一结论称做“热力学第零定律”。

热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。

定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。

它为建立温度概念提供了实验基础。

这个定律反映出处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度。

而温度相等是热平衡之必要的条件。

例题剖析

例1.“水的温度升高到100℃，水就一定会沸腾起来．”这种说法对吗?

　　解答:

这是常见的一种错误看法．在学习了沸腾知识后，要会用它的规律来分析．这种说法有两点错误．

　　第一，100℃不一定是水的沸点，只有在标准大气压下，水的沸点才是100℃．液体的沸点与气压有关，气压增大，沸点升高；气压减小，沸点降低．

第二，即使在标准大气压下，水温达到100℃，水也不一定能沸腾．这是因为完成液体沸腾，条件有两个：

一是液体的温度达到沸点，二是液体要继续吸热，这两个条件缺一不可，因此不能说，水到了100℃，就一定会沸腾．

例2.在很冷的地区，为什么常使用酒精温度计而不使用水银温度计测气温?

而在实验室中，为什么用煤油温度计而不使用酒精温度计测沸水的温度?

　　解答酒精、水银及煤油温度计都是利用液体的热胀冷缩的性质来测量温度的．如果酒精、水银、煤油凝固成了固态或变成气体就无法用它来测温了．查熔点表可知：

酒精的熔点是—117℃，水银的熔点是—39℃．又因为同一物质的凝固点跟它的熔点相同，也就是说酒精降至—117℃才凝固，而水银降至—39℃就会凝固，很冷的地区气温可低至—40～—60℃，这种情况下水银凝固，而酒精还是液态的，可以用来测气温．又查沸点表可知：

酒精的沸点是78.5℃，而煤油的沸点约为150℃，凝固点约为－30℃，而水的沸点是100℃，实验时若用酒精制成的温度计测沸水的温度，酒精有可能变成气体而无法进行测量，而煤油仍是液体，还可以测高温．

例3.关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是　（　　）

　　A．物体温度升高，内能一定增加

　　D．物体吸收热量，温度一定升高

　　C．物体温度不变，一定没有吸热

　　D．物体温度升高，一定吸收热量

　　方法点拨：

　了解内能变化与什么有关，了解物态变化的条件．

　　分析　A选项正确．

　　B选项：

晶体熔化过程吸收热量，但温度不变．

　　C选项：

与B相似，不正确．

　　D选项：

物体温度升高，可能吸收了热量，也可能是外界对物体做了功．

　　答案　A

例4.别指出下列几句话中“热”的含义：

（）．

　　A．今天的天气真热B．物体吸热，温度升高

　　C．冬天双手互相摩擦，会感到暖和，这是摩擦生热

　　选题角度：

　　本题用于考查理解热量的物理意义、内能的物理意义、温度的物理意义．

　　解析：

今天天气真热的“热”，是表示物体的冷热程度的，说明气温高，指温度．物体吸热，温度升高，表示低温物体吸收热量，温度升高，这个“热”指的是热量．摩擦生热，机械能转化为内能，因此这个“热”表示的是内能．

明确日常生活中说的“热”，含义是广泛的．单从热学角度来理解，有的“热”表示物体的温度高低；有的“热”表示物体的内能；有的“热”又是表示在热传递过程中吸收或放出热的多少，即热量．理解题目中每一句话所表示的物理内容以及其中的“热”字表示的物理意义．

本题易错点是不明确“热”字有温度、热量、内能三种含义，在不同场合下，它的含义是不同的．另一错误原因是不能正确分析题目中每一句话所表示的物理内容．

例5.关于温度、内能、热量三者关系，下列说法正确的是（）．

　　A．物体吸收热量，温度一定升高

　　B．物体温度升高，一定是吸收了热量

　　C．物体温度不变，就没有吸热或放热

　　D．物体温度升高，内能增加

　　选题角度：

　　本题用于正确理解热量、内能和温度的概念，并理解他们之间的关系．

　　解析：

　　物体的内能大小的变化从宏观表现来看，是物体温度的升高或降低．要因此应选D．

　　错选A是不理解物体吸收热量使物体的内能增加，可以是分子的动能增加，也可以是分子的势能增加．在物态变化过程中的晶体的熔化过程和液体的沸腾过程，物体要吸收热量，但物体的温度并不升高，这时物体的内能增加主要表现在物体内部分子势能的增加．错选B是因为不清楚改变物体内能的两种方式：

做功和热传递．因此一个物体的内能发生变化，如温度升高，既可通过做功来实现，也可通过热传递来完成，因为这两种方式在改变物体内能上是等效的．在没有明确说明是通过哪种方式改变物体内能的情况下，不能不假思索的做出判断．错选C是不理解“温度不变”的具体含义，因为“温度不变”它只能说明物体内部分子的动能没有发生变化，并不能说明物体的内能没有发生变化，因为分子间的势能可能发生变化．

小结

温度、热量和内能的区别与联系

（1）温度表示物体的冷热程度，从分子运动论的观点来看，温度越高，分子无规则运动的速度就越大，分子热运动就越激烈，因此可以说温度是分子热运动激烈程度的标志.

（2）内能是能的一种形式，它是指物体内所有分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，它跟温度是不同的两个物理量，但它们的联系密切，当物体温度升高时，它的内能增大；温度降低时，内能减小.

（3）热量是在热传递过程中，传递的能量的多少，在热传递过程中，内能从高温物体传向低温物体，高温物体放出多少热量，内能就减小多少，低温物体吸收多少热量，它的内能就增加多少，温度和热量是两个实质不同的物理量，它们之间又有一定的联系，物体吸收热量时，它的内能增加，温度升高（不发生物态变化时）；物体放出热量时，它的内能减小，温度降低（不发生物态变化的）.

温度&热量&内能

温度

热量

内能

定义

宏观上：

表示物体的冷热程度

微观上：

反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度

物体在热传递过程中转移能量的多少

物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和

性质表达

状态量

“是”“降低”“升高”

过程量

“放出”“吸收”

状态量

“具有”“改变”

单位

摄氏度

焦耳（J）

焦耳（J）

关系

热传递可以改变物体的内能，物体吸热，内能增加；物体放热，内能减小。

通常情况下，物体吸热，内能增加，温度升高；物体放热，内能减少，温度降低。

但有些吸热或放热过程中，内能变化，温度不变（如晶体的熔化和凝固）。

1.能量从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程，就是热传递.

2.在热传递过程中，传递内能的多少叫热量，高温物体内能减小了，叫做放出热量，低温物体内能增加了，叫做吸收了热量.热量的多少表示了物体内能增加或减小的数量.热量的单位也是焦耳（J）.

4.做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能，对于改变物体内能两种方法是等效的.

5.用热传递的方法改变物体的内能，其实质是内能从一个物体转移到另一个物体上，能量的形式不发生改变.

习题2

2.1一个物体温度升高，则（）

A．它含有的热量增加

B．它一吸收了热量

C．一定对物体做了功

D．它的内能增加

2.2下列事例中，不属于通过热传递改变物体内能的是（）

A．用酒精灯加热杯里的水

B．人晒太阳觉得暖和

C．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手

D．用打气筒打气，筒壁会发热

2.3以下所述现象中属于通过热传递改变了物体内能的是（）

A．将一段铁丝反复弯折，弯折处会发热

B．放在空气中的一杯热水会冷却

C．在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热

2.4用打气筒给自行车车胎打气，过一会儿气筒壁会发热。

解释其原因。

2.5白炽电灯泡通电发光，从灯丝发热直至发光，其内能的改变是通过______实现的，灯泡的玻璃泡壁也会发热，其内热的改变是通过_____途径实现的。

2.6．寒冷的冬天，人们的手常常会感到冷．从物理学的角度看，小丽和小亮改变手内能的途径分别是（　　）

A做功、做功B做功、热传递C热传递、热传递D热传递、做功

2.7使质量相等的铜块和铁块吸收相等的热量后互相接触（c铜

　　A．热量从铜块传到铁块

　　B．热量从铁块传到铜块

　　C．它们之间不发生热传递

D．无法确定

2.8有一高温物体被投入质量为10kg、温度为20℃的水中，如果传给水的热量是2.73×106J，则水的温度会升高到多少度。

2.9甲物体的质量是乙物体质量的4倍，当甲的温度从20℃升高到70℃，乙的温度从40℃升高到60℃时，甲，乙两物体吸收的热量之比为5∶1，则甲的比热与乙的比热之比是多少？

2.10将500克温度为94℃的水兑入2.5千克温度为15℃的水中，热平衡后的水温是多少摄氏度？

假设没有热量损失。

2.11质量相等的铝块和铁块，在吸收了相等的热量后，它们升高的温度[]

　　A．相同

　　B．铝块升高的温度较多

　　C．铁块升高的温度较多

　　D．不能确定

2.11质量均为m的水和酒精，各向外释放了相同的热量Q放，温度降得较多的是_____________。

2.12在温度为25℃的房间内，将20℃的水1千克与10℃的水2千克混合，由于装置不够精密，与周围物体有8.4千焦的热量交换，求混合后的温度是多少？

2.13下列温度中，约在36～37℃之间的是（　　）

　A．人的正常体温B．标准大气压下沸水的温度

　C．冰箱冷藏室的温度D．人感觉舒适的环境的温度

2.14根据比热的定义式：

c＝Q/mΔt得：

例1甲、乙两物体的质量相等，甲物体温度升高10℃时吸收的热量恰好等于乙物体温度升高20℃时吸收的热量，则甲、乙两物体的比热之比为

（）

A．1∶2

B．2∶1

C．1∶4

D．4∶1

2．同类变式：

甲物体的质量是乙物体质量的4倍，当甲的温度从20℃升高到70℃，乙的温度从40℃升高到60℃时，甲、乙两物体吸收的热量之比为5∶1，则甲的比热与乙的比热之比是________．

3．思维延伸：

有甲、乙两个金属球，它们的比热之比3∶2，吸收的热量之比4∶1，那么甲、乙两金属球的质量之比和升高的温度之比分别是

[]

A．2∶1，4∶1

B．3∶2，4∶1

C．4∶5，3∶10

D．4∶5，10∶3

2.15铁的比热大于铜的比热，质量相等的铁块和铜块吸收了相等的热量，那么

[]

A．铁块的温度升高得多

B．铁块和铜块升高相同的温度

C．铜块的温度升高得多

D．由于初温未知，所以不能判断

2．同类变式：

将质量相同的铜块和铁块，放入沸水中加热足够长时间，取出让它们放出相同的热量后相互接触，则

[]

A．热量从铁块传到铜块

B．铜块和铁块之间不发生热传递

C．热量从铜块传到铁块

D．条件不足，无法判断

3．思维延伸：

把质量相等的两铁块从沸水中取出，并立即分别放入质量相等、初温相同的酒精和水中，则

[]

A．酒精和水温度升高相同

B．酒精的温度升得高

C．水的温度升得高

D．无法判断

2.16质量是500克的铝壶里装有5千克的水，把这壶水从15℃加热到100℃，铝壶吸收的热量占铝壶和水总共吸收热量的百分之几？

（铝的比热c1=8.88×102焦/（千克·℃）

2．同类变式：

质量是0.5千克的铝壶中装有10℃的水3千克，要把壶中的水烧到100℃需要多少焦的热量？

c水＝4.2×103焦/（千克·℃），c铝＝0.88×103焦/（千克·℃）

3．思维延伸：

质量为1千克的水温度升高50℃需要吸收多少热量？

这些热量可使多少千克干泥土的温度也升高50℃？

干泥土的比热容为0.84×103焦/（千克·℃）

2.17将200克、80℃的热水和20℃的水相混合，混合后水的温度为40℃，不计热量损失，求：

（1）混合过程中热水放出的热量是多少？

（2）混合时加入的冷水是多少克？

2．同类变式：

取0.1千克的煤油，测得它的温度是20℃，把80克

3．思维延伸：

为要测出火炉0℃的水中，的温度，将一钢块放入火炉中加热一段时间后取出，立即投入到1结果水的温度升高到50℃；再将钢块取出，第二次加热到130℃，投入到与前次