初三物理培優題,老師:巧用熱量計算公式解決物體的溫度變化計算

2020-12-06 陳老師初中數理化

內能是初三物理的重要知識點,關於熱量的計算是中考的常考題型,本文就例題詳細解析這類題型的解題思路,希望能給初三學生的物理學習帶來幫助。

例題

將一杯熱水倒入盛有冷水的容器中,冷水的溫度升高了10℃,再向容器內倒入一杯相同質量和溫度的熱水,容器中的水溫又升高了6℃,如果繼續向容器中倒入一杯同樣的熱水,求容器中的水溫會升高多少?

設容器中的冷水質量為m1,一杯熱水的質量為m2,熱水與冷水的溫度差為△t

1、第一杯熱水倒入冷水容器中

根據熱量的計算公式和題目中的條件:冷水的溫度升高值△t1=10,則在這個過程中冷水吸收熱量Q吸=m1c△t1=10m1c;

根據熱量的計算公式和題目中的條件:熱水的溫度升高值△t2=△t-10,則在這個過程中熱水放出熱量Q放=m2c△t2=m2c(△t-10);

根據結論:Q吸=m1c△t1=10m1c,Q放=m2c△t2=m2c(△t-10),Q吸=Q放,則10m1c=m2c(△t-10),即10m1=m2(△t-10);

2、第二杯熱水倒入冷水容器中

根據熱量的計算公式和題目中的條件:冷水的溫度升高值△t1'=6,則在這個過程中冷水吸收熱量Q吸'=(m1+m2)c△t1'=6(m1+m2)c;

根據熱量的計算公式和題目中的條件:熱水的溫度升高值△t2'=△t-10-6=△t-16,則在這個過程中熱水放出熱量Q放'=m2c△t2'=m2c(△t-16);

根據結論:Q吸'=m1c△t1'=6(m1+m2)c,Q放'=m2c△t2'=m2c(△t-16),Q吸'=Q放',則6(m1+m2)c=m2c(△t-16),即6(m1+m2)=m2(△t-16);

根據結論:10m1=m2(△t-10),6(m1+m2)=m2(△t-16),可求得△t=40,m1=3m2;

3、第三杯熱水倒入冷水容器中

設容器中的水溫升高值為△t1''

根據熱量的計算公式和題目中的條件:冷水的溫度升高值為△t1'',則在這個過程中冷水吸收熱量Q吸''=(m1+2m2)c△t1'';

根據題目中的條件和結論:熱水的溫度升高值△t2''=△t-16-△t1'',△t=40,則△t2''=24-△t1'';

根據熱量的計算公式和結論:熱水的溫度升高值△t2''=24-△t1'',則在這個過程中熱水放出熱量Q放''=m2c△t2''=m2c(24-△t1'');

根據結論:Q吸''=(m1+2m2)c△t1'',Q放''=m2c△t2''=m2c(24-△t1''),Q吸''=Q放'',則(m1+2m2)c△t1''=m2c(24-△t1''),即(m1+2m2)△t1''=m2(24-△t1'');

根據結論:m1=3m2,(m1+2m2)△t1''=m2(24-△t1''),則△t1''=4;

所以,容器中的水溫會升高4℃。

結語

關於物體間傳遞的熱量計算,必須熟練掌握並靈活運用計算公式,尤其要正確計算出溫度的變化值,並根據吸收熱量與放出熱量之間的關係,得到題目需要求解的量。

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