于娟 李?lèi)?ài)華
對(duì)物質(zhì)吸放熱圖象的考查是中考常見(jiàn)題型,下面舉例介紹其解題思路。
例 (2022·江蘇·徐州)閱讀短文,回答下列問(wèn)題:
牛頓冷卻定律
當(dāng)一個(gè)物體表面溫度比周?chē)h(huán)境高時(shí),該物體就會(huì)向周?chē)h(huán)境散熱,散熱快慢可以用單位時(shí)間散失熱量的多少來(lái)表示。英國(guó)物理學(xué)家牛頓提出:物體散熱快慢與物體和周?chē)h(huán)境的溫度差成正比。后人研究發(fā)現(xiàn),在溫度差不太大的情況下(小于15 ℃),這個(gè)結(jié)論符合實(shí)際散熱規(guī)律,被稱(chēng)為牛頓冷卻定律。如果散熱快慢用q表示,則牛頓冷卻定律可以表示為q = k(t物 - t環(huán)),其中k是散熱系數(shù),與物體的表面性質(zhì)、表面積、周?chē)h(huán)境性質(zhì)等因素有關(guān),和物質(zhì)種類(lèi)無(wú)關(guān)。如果上述因素相同,不同物質(zhì)的散熱系數(shù)就相同。由于不同物質(zhì)的比熱容不同,即使散熱快慢相同,它們降低相同溫度需要的時(shí)間也不同,根據(jù)降溫時(shí)間可以得到兩種物質(zhì)比熱容大小關(guān)系,從而可以進(jìn)行比熱容的測(cè)量。
(1)物體向周?chē)?,?nèi)能減少,這種改變內(nèi)能的方式叫做_________。
(2)散熱快慢q和下列概念中物理意義最接近的是_________。
A. 速度 ? ? ? ? B. 密度 ? ? ? ? C. 功率 ? ? ? ? D. 效率
(3)一個(gè)物體溫度為30 ℃,周?chē)h(huán)境溫度保持20 ℃不變,此時(shí)物體的放熱快慢為q。當(dāng)物體溫度降低到29 ℃時(shí),散熱快慢為_(kāi)________。
(4)如圖甲所示,用兩個(gè)同樣的保溫杯分別裝滿水和鹽水,水和鹽水的溫度都是30 ℃,周?chē)h(huán)境溫度保持20 ℃不變,保溫杯敞開(kāi)口,水和鹽水溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。已知水和鹽水的散熱系數(shù)相同,水的比熱容為4.2 × 103 J/(kg·℃),鹽水的密度為1.1 × 103 kg/m2,則鹽水的比熱容為_(kāi)________J/ (kg·℃) 。
解析:(1)物體向周?chē)?,物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到周?chē)鷾囟容^低的物體上,內(nèi)能減小,這種方式叫熱傳遞。
(2)q是表示散熱快慢的物理量,速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,功率是表示做功快慢的物理量,這三者的物理意義接近,速度單位為m/s。功率單位與散熱快慢單位都是J/s。故C符合題意。
點(diǎn)評(píng):放熱時(shí)間的長(zhǎng)短反映放熱的多少,結(jié)合公式Q = cm(t初 - t末)即可找出除比熱容之外的物理量之比,進(jìn)而解出比熱容之比。
(作者單位:江蘇省阜寧縣明達(dá)初級(jí)中學(xué))