高中物理中的实际问题——热学部分，本文主要内容关键词为：热学论文,实际问题论文,高中物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中物理热学部分主要涉及分子热运动、能量守恒以及固体、液体和气体的知识.
热学知识在实际中有重要的应用，我们所接触到的各种物体都是由大量分子组成的，分子的热运动与日常生活密切相关，能源与环境已成为当今社会的热点问题.各种热机和致冷设备，化工、冶金等工业生产流程，农用喷雾器、军用潜水艇、科考热气球，各类测温计、真空计、容积计等测量仪器，以及日常生活中的保温瓶、高压锅、医用输液装置和肺活量测定等都离不开相应的热学知识.
本文列举了热学知识的实际应用问题.
【典型例题】
同学对温度计进行专题研究，他们通过查阅资料得知17世纪时伽利略曾设计过一个温度计，其结构为：一麦秆粗细的玻璃管的一端与一鸡蛋大小的玻璃泡相连，另一端竖直插在水槽中，并使玻璃管内吸入一段水柱.根据管中水柱高度的变化可测出相应的温度.为了研究“伽利略温度计”，同学们按照资料中的描述自制了如图4所示的测温装置，图中A为一小塑料瓶，B为一吸管，通过软木塞与A连通，管的下端竖直插在大水槽中，使管内外水面有一高度差h.然后进行实验研究：
（1）在不同温度t下分别测出对应的水柱高度h，记录的实验数据如下表所示：
根据表中数据计算相邻两次测量水柱的高度差，并填入表内的空格.由此可得结论：
①当温度升高时，管内水柱高度h将（填“变大”、“变小”、“不变”）；
②水柱高度h随温度的变化而______（填“均匀”、“不均匀”）变化；试从理论上分析并证明结论②的正确（提示：管内水柱产生的压强远远小于1atm）.
（2）通过实验，同学们发现用“伽利略温度计”来测温度，还存在一些不足之处，其中主要的不足之处有：
解析（此题为2002年高考上海物理试题）（1）相邻两次测量水柱的高度差分别为
24.9cm-19.7cm=5.2cm，
19.7-14.6cm=5.1cm，
14.6cm-9.6cm=5.2cm，
9.4-4.2cm=5.2cm.
由此可得结论：①当温度升高时，h变小；②h随温度的变化而均匀变化.这是因为管内水柱产生的压强远小于一个大气压，封闭气体近似做等压变化，有
即h随温度变化而均匀变化（S为管的横截面积）.
（2）主要的不足之处有：①测量温度范围小；②温度读数受大气压影响.
评注 课题研究是高中物理教学中的新内容，本题以“伽利略温度计”的研究为背景，涉及的知识点仅为气体的等压变化规律——盖·吕萨克定律的应用，主要考查学生的信息汲取和处理能力，对实验结果的分析、判断能力等.
【问题精选】
1.用分子动理论的知识解释下列现象：
（1）将樟脑球放入衣箱里，过一段时间，衣箱里充满樟脑味；
（2）将糖放在水中，水变甜了，而且热水比冷水容易变甜；
（3）液体温度越高，液体中悬浮的颗粒越小，布朗运动就越明显；
（4）玻璃比铁块容易打碎，打碎后不能把碎片直接拼牢.
（5）坚固的固体很难被拉长，也很难被压缩；
（6）水和酒精混合，总体积减少；
（7）密闭钢筒中的油在较长时间的高压下会有油渗出；
（8）将两块接触面洗净的铅块压紧后悬挂起来，下面的铅块不下落；
（9）液压机可以用液体来传递动力.
2.（腌菜与烧菜的差异） 通常把萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，仅需几分钟.造成这种差别的主要原因是（）
A.盐的分子太小了，很容易进入萝卜中
B.盐分子间有相互作用的斥力
C.萝卜分子间有空隙，易扩散
D.炒菜时温度高，分子热运动激烈
3.下列例子中，通过做功来改变物体内能的是（）
A.把铁丝放在火炉里，使铁丝发烫
B.积雪在阳光照射下融化
C.内燃机压缩冲程时，汽缸内气体的温度升高
D.敲击石块时会进出火星
4.（电冰箱工作原理） 如图5所示为电冰箱的工作原理，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，那么，下列说法中正确的是（）
A.在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量
B.在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量
C.在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量
D.在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量
5.（太阳的辐射功率）横截面积为3dm[2]的圆筒内装有0.6kg的水，太阳光垂直照射了2min，水温升高了1℃.设大气顶层的太阳光只有45％到达地面，试估算太阳的全部辐射功率.[太阳到地球的距离R=1.5×10[11]m，水的比热容C=4.18×10[3]J/（kg·C），结果保留两位有效数字]
6.（开启热水瓶塞）如果热水瓶中的热水未灌满而盖紧瓶塞，瓶的密闭程度又很好的话，那么经过一段时间，你会感到将瓶塞拔出来很吃力，这是什么缘故呢？设开始时瓶内水温为90℃，经过一段时间，温度降为50℃，热水瓶口的截面积约10cm[2]，手指与瓶塞间的动摩擦因数为0.15，你能估算出要拔出瓶塞，手指至少须使出多大的力吗？
7.（气压式保温瓶出水）如图6所示，气压式保温瓶内密封气体的体积为V，瓶内水面到出水口的高度为h，设水的密度为ρ，大气压强为p[，0]，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量△V至少应为多大？
8.（瓶中氧气的使用时间）某医院使用的氧气瓶容积为32L，当室内温度是17℃时，瓶内氧气压强为1.6×10[7]pa.按生产厂家规定，氧气在17℃时其压强降为10[6]Pa便应重新充气，以免瓶内混入其他气体而降低氧气纯度.该医院在22℃时平均每天使用压强10[6]pa的氧气480L，问这瓶氧气能用多少天？
