热学

《热学复习》权威解读

重庆市近五年中考命题热学考点分布如下表： （见热学板块统计表，在此插入表格）

通过统计，热学部分在中考试题中所占的分值为：2010年7分,2011年9分,2012年8分,2013年8分，2014年8.75分。结合上表可以看出：中考试题热学部分分值基本保持稳定。

近五年热学部分的考点集中在：（1）物态变化现象的认识；（2）温度计、体温计、家用寒暑表的读数及温度的估测；（3）物质熔化时温度的特点；水的沸腾特点；（4）分子动理论；内能的概念；（5）比热容应用、热量计算、热值计算。

《义务教育物理课程标准（2011年版）》对热学部分提出的重要要求：（1）说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理，会用常见温度计测量温度。尝试对环境温度问题发表自己的见解。（2）经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点和沸点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。用物态变化的知识说明自然界和生活中的有关现象。（3）了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。（4）通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象。近五年的重庆中考试题很好地体现了《课标》的要求。

从2014年重庆中考物理试题格式的变化，预测2015年重庆物理

《热学复习》权威解读

重庆市近五年中考命题热学考点分布如下表： （见热学板块统计表，在此插入表格）

通过统计，热学部分在中考试题中所占的分值为：2010年7分,2011年9分,2012年8分,2013年8分，2014年8.75分。结合上表可以看出：中考试题热学部分分值基本保持稳定。

近五年热学部分的考点集中在：（1）物态变化现象的认识；（2）温度计、体温计、家用寒暑表的读数及温度的估测；（3）物质熔化时温度的特点；水的沸腾特点；（4）分子动理论；内能的概念；（5）比热容应用、热量计算、热值计算。

《义务教育物理课程标准（2011年版）》对热学部分提出的重要要求：（1）说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理，会用常见温度计测量温度。尝试对环境温度问题发表自己的见解。（2）经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点和沸点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。用物态变化的知识说明自然界和生活中的有关现象。（3）了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。（4）通过实验，了解比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象。近五年的重庆中考试题很好地体现了《课标》的要求。

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专题十四——热学实验专题

1．小华同学利用图甲所示装置对适量的冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度～时间图象，根据图象回答： （1）冰属于 晶体 （选填“晶体”或“非晶体”）； （2）在BC阶段物质处于 固液共存 状态； （3）冰熔化过程所用的时间为 10 min； （4）从图乙可以推断出冰的比热容 小于 水的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

2．如图所示是“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置。

（1）小刚在组装实验装置的过程中意识到，悬挂温度计的铁杆位置很重要，铁杆位置过高或过低会直接影响实验中对 水温 的测量。 （2）小刚在实验过程中，判断水是否已经发生了沸腾的根据是： A （填“A”或“B”） A．观察到的现象 B．温度计的示数

（3）小刚完成实验后，注意到只有小强还没有完成实验，观察发现，小强没有使用烧杯盖，小刚经过分析认为，烧杯盖在本实验中的作用是 减慢水的内能的散失 ，从而缩短了实验的时间。 （4）小刚还发现，在实验装置相同和组织正确的情况下，各组完成实验的时间也不一样，他又提出了进一步缩短实验时间的两个建议：一个是减少烧杯中水的质量，二是提高烧杯中水的

热学讲义

固体性质：晶体性质 液体性质：表面张力

气体性质：克拉伯龙方程应用 临界条件 气缸问题 内能问题热力学三个定律

《热学》辅导材料二

1．道尔顿分压定律：各种不同化学成分的理想气体组成的混合气体，当其中各组分之间无化学反应，又无其它相互作用，混合理想气体的总压强等于各种气体组成部分的分压强之和。即p总??pi?1ni

2．蒸发。蒸发是液体表面进行的缓慢平和的气化现象（任何温度下都能进行）。影响蒸发的因素主要有①液体的表面积、②液体的温度、③通风条件。从分子动理论的角度不难理解，蒸发和液化必然总是同时进行着，当两者形成动态平衡时，液体上方的气体称为：

饱和气，饱和气的压强称为饱和气压PW 。①同一温度下，不同液体的PW不同（挥发性大的液体PW大），但同种液体的PW有唯一值（与气、液的体积比无关，与液体上方是否存在其它气体无关）；②同一种液体，在不同的温度下PW不同（温度升高，PW增大，函数PW =

LP0e?RT ，式中L为汽化热，P0为常量）。

汽化热L ：单位质量的液体变为同温度的饱和气时所吸收的热量，它是相变潜热的一种。汽化热与内能改变的关系L = ΔE + PW（V气 ? V液）≈ ΔE + PWV气

3.液化。气体凝结成液

1.．关于能量转化，下列说法中正确的是( ) A．电风扇工作时，大部分电能转化为机械能 B．风力发电机发电时，电能转化为机械能

C．壶中水沸腾时，壶盖不停地跳动，内能转化为机械能 D．用砂轮磨刀时，刀的温度升高了，机械能转化为内能 2.根据表1和表2提供的信息，判断下列说法正确的是

表2：几种物质的比热容 A．人们可以在铝锅里熔化铜，因为铝的比热容比铜大

B．漠河的冬季气温有时在－40℃以下，测量当地气温不能选择水银温度计

C．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其重要原因之一是因为水的比热容较大 D．通过表1可知在标准大气压下，0℃的冰一定会熔化

3. 某校物理兴趣小组的同学想“探究液体温度的变化与哪些因素有关”，他们取了质量相等的甲、乙两种液体，用完

全相同的实验器材做了“探究液体温度的变化与哪些因素有关”的实验（假设两种液体在加热时间相同时，吸收的热量相同），实验过程及现象如图23所示。请观察实验操作及现象，归纳得出初步结论。

加热前 加热10分钟 加热前 加热10分钟 （a） （b） 图 27 （c）

传热学

摘要：

传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。生成生活中，传热学应用广泛存在。对传热学的研究虽然由来已久，但其任然有着活力，虽然目前在一些行业取得了一定的成功，但是任然任重而道远，特别是当今基础工业，装备行业快速发展的时代犹是如此。

关键词：传热学 温度差 装备

一 传热学的发展

传热现象在我们的日常生活中十分普遍，不管是冬天取暖，还是夏天吹凉，不管是家里烧水，亦或是工厂炼油换热等，所有的这些现象无不包涵着传热学的相关知识。

早在1822年, 傅里叶根据大量的实验观察总结出了著名的导热公式即傅里叶导热定理，并在他的划时代名著—《热的解析理论》中通过严密的数学演绎奠定了现有热传导理论基础。从傅里叶导热定理出发,可以导出多维稳态和瞬态热传导方程[1]。由于对流换热的复杂性,人们更多的是采用实验的方法,其主要思路是利用N一S方程和能量方程,导出一些无量纲参数,利用大量的实验数据,拟合出无量纲数之间的准则关系式,并且根据相似理论,对相似理论进行推广使用来求解。 Prandil观察到对流过程中在贴近壁面处有一蠕动的薄层,大胆提出了边界层理论,使得流体力学基本问题得到解决,对流换热的研究从而进人了理论化阶段。

热传递的三种基本方式

第6章 热力学基础

计算题

6-3 1mol单原子分子理想气体，盛于气缸内，此气缸装有可活动的活塞。已知气体的初压强为105Pa，体积为10-3m3。现将该气体在等压下加热，直到体积为原来的2倍，然后再在等容下加热，到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，使温度降为起始温度。

(1) 将整个过程在p-V图上表示出来； （2）整个过程气体内能的改变量； （3）整个过程气体对外作的功。

[分析] 热力学第一定律在等压、等体和绝热过程中的应用. 注意各等值过程的特征, 内能是状态量, 功和热量都是过程量.

[解] (1) 按题意作出整个过程的p－V图如解6-3图所示. 图中虚线为等温线.

(2) 因为 T1?T4,

所以整个过程气体内能的改变量 ?E?0

(3) 整个过程气体对外作的功

A?A12?A23?A34 等压过程的功 A12?p1124pp23?V2V1pdV?p1(V2?V1)

等温线

?10?(2?1)?105?302V1V2V?1.01?10J

等体过程的功 A23?0

一、（10分）如图所示的墙壁，其导热系数为50W/(m·K),厚度为50mm，在稳态情况下的墙壁内的一维温度分布为：t?200?2000x2，式中t的单位为℃，x单位为m．试求：

(1)墙壁两侧表面的热流密度；

(2)墙壁内单位体积的内热源生成的热量。

解：(1)由傅立叶定律：

q?Φdt??????(?4000x)?4000?xW/m2 AdxO x t ??50mm t?200?2000x2(2分)

所以墙壁两侧的热流密度：

(2)由导热微分方程

qx?0?4000??0?0W/m2 qx???4000?50?0.05?10000W/m2

d2tqv??0 dx2?(2分) (2分) (2分)

得：

d2tqv???2???(?4000)?4000?50?200000 W/m3

dx(2分)

二、（10分）用热电偶来测量气流的温度，热电偶结点可近似看作圆球，若气流和热电偶结点间的对流表面传热系数h?400W/(m2·K)，比定压热容CP?400 J/(kg·K)，密度??8000kg/m3。

（1）若时间常数为一秒，求热电偶结点的直径？

（2）若将初温为25℃、时间常数为1秒的热电偶放入200℃

11 气体动理论

一、选择题

1．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能?和平均平动动能?有如下关系 [ ] （A）?和?都相等 （B）?相等，而?不相等 （C）?相等，而?不相等 （D）?和?都不相等

2．在标准状态下，若氧气（视为刚性双原子分子的理想气体）和氦气的体积比V1V2?12，则其内能之比E1E2为 [ ] （A）12 （B）53 （C）56 （D）310

3．如图所示，两个大小不同的容器用均匀的细管相连，管中有一水银滴作活塞，大容器装有氧气，小容器装有氢气，当温度相同时水银滴静止于管中，则： [ ] （A）所装氧气的质量密度较大。 （B）所装氢气的质量密度较大。 （C）两容器中气体的质量密度一样大。 （D）无法判断。

4．麦克斯韦速率分布曲线如图，图中v0处虚线两侧曲线下面积相等，则：

H2O2v0为最可几速率。 （B）v0为平均速（A）

率。

（C）v0

ht0.doc 绪论 １

绪 论

传热学是研究热量传递过程规律的科学。

自然界和生产过程中，到处存在温度差，热量将自发地由高温物体传递到低温物体，热传递就成为一种极为普遍的物理现象。因此，传热学有着十分广泛的应用领域。就各类工业领域而言，诸如，锅炉和换热设备的设计以及为强化换热和节能而改进锅炉及其他换热设备的结构；化学工业生产中，为维持工艺流程的温度，要求研究特定的加热、冷却以及余热的回收技术；电子工业中解决集成电路或电子仪器的散热方法；机械制造工业测算和控制冷加工或热加工中机件的温度场；交通运输业在冻土地带修建铁路、公路；核能、航天等尖端技术中也都存在大量传热问题需要解决；太阳能、地热能、工业余热利用及其他可再生能源工程中高效能换热器的开发和设计等；应用传热学知识指导强化传热或削弱传热达到节能目的；其他如农业、生物、医学、地质、气象、环境保护等部门，无一不需要传热学。因此，传热学已是现代技术科学的主要技术基础学科之一。近几十年来，传热学的成果对各