中考專題訓(xùn)練第十六章 熱和能

中考專題訓(xùn)練第十六章熱和能動手動腦學(xué)物理動手動腦學(xué)物理授之以漁擴散現(xiàn)象并不依靠任何外力授之以漁擴散是不同物質(zhì)相互接觸時，彼此能進入對方的現(xiàn)象，判斷是不是擴散現(xiàn)象的一個很重要的因素就是看這種彼此進入對方的現(xiàn)象是不是在外力作用下形成的，如果有外力作用的因素，就不是擴散現(xiàn)象，如果沒有外力作用的因素，則一定是擴散現(xiàn)象。例1、下列現(xiàn)象中，屬于擴散現(xiàn)象的是()A．空氣流動形成風(fēng)B灑水車向馬路上噴水C．將一滴墨水滴入水中，可以看到沿途拉成一長串墨跡D．將幾粒粗鹽放入盛有水的杯中，過一段時間整杯水都變咸了分析：A中空氣流動是大量分子在氣壓差下的有規(guī)則運動；B中灑水車向馬路上噴水，也是大量分子在重力作用下的規(guī)則運動；C中墨水拉成的一長串墨跡，也是墨滴在重力作用下而形成的軌跡，它們都是在外力作用下形成的，是宏觀的機械運動，所以都不屬于擴散現(xiàn)象；而D中將幾粒粗鹽放入盛有水的杯中后，由于鹽的密度比水大，整杯水都變咸了，說明鹽分子已經(jīng)滲入到水面上，這不是在任何外力的作用下形成的，故D屬于擴散現(xiàn)象。圖1例2、如圖1所示，是一個裝有空氣瓶子倒著放在裝有密度比空氣大的紅棕色二氧化氮的瓶子上的裝置，兩瓶口相對，中間用玻璃板隔開。當抽掉玻璃板后，兩瓶顏色逐漸變得均勻，該實驗說明了什么？如果把兩個瓶子位置顛倒，抽去玻璃板，兩瓶顏色也會變得均勻。實驗時兩瓶的位置能顛倒嗎？為什么？圖1分析：當密度比較大的紅棕色二氧化氮氣體放在下面時，過一會兒，兩瓶顏色逐漸變得均勻，紅棕色二氧化氮分子在沒有任何外力的作用下運動到上面空氣的瓶子里，這說明了氣體的擴散現(xiàn)象；如果將瓶子顛倒，把密度比較大的二氧化氮氣體放在上面，雖然兩瓶顏色也會變得均勻，但由于二氧化氮氣體的密度比較大，在重力作用下，它會自動下降，存在外力作用的可能性，所以顛倒后說明擴散的問題就不充分了。所以判斷是否是擴散現(xiàn)象，是否能表明分子做無規(guī)則運動，一定要看它是不是依靠了外力的作用。下面請做兩個習(xí)題：1、下列現(xiàn)象是，不屬于擴散現(xiàn)象的是()A．打開香水瓶，不一會兒房間內(nèi)充滿香水味B．衣櫥內(nèi)樟腦丸，過一段時間后，體積變小，甚至消失，衣櫥內(nèi)充滿樟腦丸氣味C．下雪時雪花滿天飛D．食鹽放入菜中，加熱后菜很快變咸了2、下列現(xiàn)象中，不能表明分子做無規(guī)則運動的是()A．“SARS”病毒可以通過“飛沫”傳染B．向一杯中滴一滴紅墨水，過一會兒整杯水都變紅了C．把磨得很光的鉛板和金板長久緊壓在一起，金板中滲有鉛，鉛板中滲有金D．配制過氧乙酸消毒液時，能聞到刺鼻的氣味參考答案：1、C；2、A。錯解分析錯解分析分子動理論的易錯題剖析分子動理論，不但揭示了組成物體的分子是很小的，是運動的，而且分子間還存在相互作用力。由于分子看不見、模不到，我們只能靠推理、想象得出這些結(jié)論，所以對該理論的理解、相關(guān)習(xí)題的處理一定要從現(xiàn)象出發(fā)，抓住變化的現(xiàn)象，仔細推敲，防止思維出錯。例1、兩塊光滑、干燥的玻璃，緊貼在一起不能結(jié)合成一整塊，原因是()A．兩塊玻璃分子間不存在作用力B．兩塊玻璃分子間距離太大，作用力太小C．兩塊玻璃分子間距離太小，表現(xiàn)為斥力D．兩塊玻璃的分子運動緩慢錯解：選A分析：雖然兩塊玻璃是光滑、干燥的，緊貼在一起時也只有一小部分的分子之間的距離達到了分子作用力范圍以內(nèi)，從而產(chǎn)生力的作用，絕大部分的分子間距離太大，作用力太小。由于產(chǎn)生作用力的這些分子太少了，所以根本不能使它們結(jié)合成一整塊。相反地，兩塊泥吧緊貼在一起時，由于它很軟，絕大多數(shù)的分子間距會達到分子作用力以內(nèi)，故它們很容易就結(jié)合在一起了。做分子引力實驗時用的鉛塊，也是在兩表面刮干凈時，在緊壓的情況下，使得它們有較多的分子達到了作用力范圍之內(nèi)，從而產(chǎn)生較大引力，下面的鉛塊掉不下來的，如右圖所示。所以該題應(yīng)該選B。例2、下列各現(xiàn)象中，可以說明分子之間存在斥力的是()A．氣體容易被壓縮B．固體、液體很難被壓縮C．鐵棒折斷后，很難再合成一個整體D．氣體會無限地擴大錯解：選A或C。分析：氣體容易被壓縮一般是相對于固體、液體很難被壓縮而言的，更多地被理解為氣體分子間的間隙大，作用力小。而固體、液體很難被壓縮正是說明了固體、液體分子間隙小，作用力大，斥力大，所以應(yīng)選B。C說明折斷后的鐵棒合成一體時，斷面間的分子能達到分子作用力范圍的個數(shù)很少，產(chǎn)生的作用力很微弱，引力太小，從而很難再合成一個整體；D說明氣體分子永遠是運動的，并不是斥力作用的結(jié)果，因為氣體分子間的作用力己經(jīng)十分微弱，完全可以忽略不計了。例3、把酒精和水均勻混合后，發(fā)現(xiàn)混合后的總體積小于水和酒精在混合前的體積之和，這主要是因為()A．分子之間有空隙B．水和酒精能蒸發(fā)C．分子間有相互作用D．分子本身體積可以變化錯解：選B。分析：酒精和水均勻混合后，酒精分子與水分子可以相互穿插，至使混合后的體積小于混合前的體積和，這充分說明了，酒精分子和水分子間是有間隙的。故應(yīng)選A。表面上看，B、D也能說通，但水與酒精在混合前也會蒸發(fā)，況蒸發(fā)的速度是沒有這么明顯的；一般地，物質(zhì)的組成確定了，分子的大小也就確定了，它不會在水與酒精混合后發(fā)生變化的。例4、用粉筆在黑板上寫字，時間長了，這些字經(jīng)比剛寫上時()A．容易擦掉B．難擦掉C．擦掉的難易相同D．無法確定擦掉的難易錯解：選C。分析：因為粉筆字寫在黑板上，組成粉筆的分子要發(fā)生擴散，時間越長，擴散的分子越多、進入另一種物質(zhì)也就越深，字跡就越難擦掉。故選B。這種變化與時間有關(guān)，需要用較長的時間才能看出差別，如果時間短，還真不好比較擦掉的難易呢。概念辨析概念辨析功、能量、熱量的橫向比較功、能量和熱量是三個既有聯(lián)系又有區(qū)別物理量，不少同學(xué)在學(xué)習(xí)時，易對它們發(fā)生混淆，下面我們將這三個物理量放在一起進行一下比較，以區(qū)別三者之間的關(guān)系。物物理量項目功能量熱量區(qū)別概念物體在力的作用下，沿力的方向移動了一段距離，我們說力對物體做了功物體具有做功的本領(lǐng)，我們說物體具有能量物體在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少機械能內(nèi)能動能與勢能的統(tǒng)稱物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能與分子勢能的總和研究對象宏觀物體宏觀物體微觀分子微觀分子運動形式機械運動機械運動熱運動熱運動決定因素力的大??；在力的方向上通過的距離物體質(zhì)量、運動速度、被舉高的高度或彈性形變量大小物體的質(zhì)量、溫度和種類物體的質(zhì)量、溫度變化量和比熱容特點過程量狀態(tài)量狀態(tài)量過程量聯(lián)系相互影響的關(guān)系1、功是能量轉(zhuǎn)化的一種量度2、物體能夠做功，它一定具有機械能3、物體具有機械能，但不一定做功1、熱量是內(nèi)能變化的一種量度2、物體吸收熱量，它的內(nèi)能一定增加；放出熱量，它的內(nèi)能一定減少3、物體內(nèi)能的變化不只與熱量有關(guān)。還與做功有關(guān)，對物體做功，可使其內(nèi)能增加；物體對外做功，可使其內(nèi)能減少。單位焦耳(J)需要說明的是，做功既可使物體的機械能增加，也可使物體的內(nèi)能增加，在沒有摩擦阻力的情況下，做功的多少將完全轉(zhuǎn)化為機械能的增加，在有摩擦存在的情況下，對物體做功的一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)槲矬w的內(nèi)能，使物體的溫度升高。概念辨析概念辨析熱量、內(nèi)能、溫度間的區(qū)別與聯(lián)系一、熱量與內(nèi)能的不確定性內(nèi)能是指構(gòu)成物體的所有分子所具有的分子動能與分子勢能的總和，它是從微觀的角度來揭示分子所具有的能量，是不同于機械能的另一種形式的能量，內(nèi)能是一個狀態(tài)量，任何物體在任何狀態(tài)下都具有內(nèi)能，因為組成物體的分子永遠在運動，具有分子動能，分子間由于作用力還存在分子勢能，所以不但50℃的水具有內(nèi)能，0℃的水具有內(nèi)能，－熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能傳遞的量度，它只有在進行熱傳遞時才具有意義，所以只能說某物體吸收了多少熱量或放出多少熱量？而不能說某物體具有多少熱量。二者之間的關(guān)系是：向物體傳熱，物體的內(nèi)能增加；物體向外傳熱，內(nèi)能減少。但反過來說不不成立的，因為物體的內(nèi)能增加，并不一定是向物體傳熱引起的，也可能是由于對物體做了功；物體的內(nèi)能減少了，也并不一定是物體向外傳遞了熱量，也可能是由于物體對外做了功。例1、下列說法正確的是()A．物體吸熱，內(nèi)能不一定增大B．物體放熱，內(nèi)能一定減小C．物體內(nèi)能增大，一定是吸收了熱量D．物體內(nèi)能減小，一定是放出了熱量分析：根據(jù)能量守恒定律，物體吸熱后，其內(nèi)能一定會增大，故A不對，B正確；內(nèi)能的變化不只是與熱量有關(guān)，還與做功有關(guān)，故C、D是不對的。二、做功與內(nèi)能的不確定性對物體做功，可分三種情況。第一種是克服摩擦做功，物體的內(nèi)能一定會增加；第二種情況是將物體舉高，人對物體所做的功，只轉(zhuǎn)化為該物體的機械能，它的內(nèi)能沒變化；第三種情況是對物體做功時，一部分功會轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，一部分會轉(zhuǎn)化為物體的機械能。如在粗糙的水平面上推物體前進時，人對物體做功的結(jié)果既增加了物體的動能，又使物體的底部發(fā)熱，增加了它的內(nèi)能，所以對物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加。同理，物體對外做功，它的內(nèi)能也并不一定會減少，如果氣體膨脹對外做功，物體的內(nèi)能一定減少；如果物體對外做功，消耗的不是內(nèi)能，而是機械能，那么物體有內(nèi)能就不會減少了。看來，做功的結(jié)果可能有兩個，一是可能使它的內(nèi)能發(fā)生變化，二是可能使它的機械能發(fā)生變化。所以我們不能由對物體做功的條件就一定判斷出物體的內(nèi)能會增加，同理，也不能由物體對外做功的條件判斷物體的內(nèi)能一定會減少。例2、下列做功能使物體內(nèi)能增加的是()A．用鋼鋸鋸木頭時，鋸條的溫度會升高，它的內(nèi)能會增加B．小明用力將面袋提到桌面上，面袋的內(nèi)能會增加C．高處的重錘落下來時，把木樁打入地下，重錘的內(nèi)能會減小D．如兩個冰塊在一起互相摩擦，冰塊的內(nèi)能會減少分析：A是人通過鋸條克服摩擦做功，鋸條的內(nèi)能增加，正確；B是機械做功，內(nèi)能不變；C也是機械做功，內(nèi)能如果變化也是增加，故B、C都不對；D中冰的內(nèi)能應(yīng)該增大，故也不對。二、溫度和內(nèi)能的不確定性溫度是表示物體冷熱程度的物理量，它反映的是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的激烈程度。因為溫度是物體內(nèi)部分子動能大小的宏觀表現(xiàn)，分子運動越激烈，它的動能就越大，溫度越高。而內(nèi)能還與分子勢能有關(guān)，所以內(nèi)能的大小還與物體所處的狀態(tài)、質(zhì)量(分子的個數(shù))有關(guān)。例3、下列說法正確的是()A．1㎏100℃的水和1㎏100B．一杯開水的內(nèi)能一定大于一缸冷水的內(nèi)能C．甲物體的內(nèi)能大于乙物體的內(nèi)能，則甲的溫度也一定大于乙的溫度D．物件溫度升高了，其內(nèi)能一定增大分析：1㎏100℃的水要變成100三、熱量和溫度的不確定性一般物體吸收熱量后，其溫度會升高；但晶體熔化時，雖然吸熱，但其溫度仍保持不變，晶體溶液凝固時，雖然放熱，但其溫度也保持不變，所以熱量和溫度間也存在著不確定性。例4、下列說法正確的是()A．物體吸熱，溫度一定會升高B物體放熱，溫度一定會降低C．物體的溫度降低，一定是放出了熱量D．物體的溫度升高，不一定是吸收了熱量分析：對于A、B來說，晶體的熔化和凝固時，雖然吸熱或放熱，但溫度不變；對于C、D來說要考慮到做功也能改變物體的內(nèi)能。故D是正確的。總之，在判斷這些量之間關(guān)系時，一定要辯證地看問題，不能只憑一時的感覺就給它們之間的關(guān)系下定論。當一個物理量的大小受兩個因素制約時，我們就不能只強調(diào)其中某一個因素與它的關(guān)系，而忽略另一個因素對它的影響。重點講解重點講解用類比的方式理解比熱容概念小明：鄭老師，雖然上節(jié)課學(xué)過了比熱容概念，可我的腦子里還是一片亂糟糟的，怎么理解這個概念呀！老師：我們知道，不同的物質(zhì)有不同的性質(zhì)。如相同體積的不同物質(zhì)的質(zhì)量是不同的，為了描述物質(zhì)間的這種差異我們定義了密度的概念，同理比熱容也是反映物質(zhì)性質(zhì)的物理量。小明：它反映了物質(zhì)的什么性質(zhì)呢？老師：我們不是發(fā)現(xiàn)質(zhì)量相等的不同物質(zhì)在吸收相同熱量后升高的溫度不同嗎？小明：對，我是通過實驗得出的；也可以說質(zhì)量相等的不同物質(zhì)升高相同的溫度所吸收的熱量不相等。老師：與密度相比，這是不是也是不同物質(zhì)間的差異呢？小明：嗯，是的，但這種差異我們怎樣描述呢？老師：由于在研究不同物質(zhì)吸收熱量的多少時，我們采用了控制變量法，故我們描述物質(zhì)這種性質(zhì)時也要體現(xiàn)控制變量的思想。所以我們一律取單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，讓它們的溫度都升高1℃小明：如果溫度降低，也放出這些熱量嗎？老師：是的，所以比熱容概念中有兩層含義。小明：為什么把它叫“比熱容”呢？甲乙圖1老師：其實它就是一個比較不同物體對“熱”容納能力的物理量，比熱容大，對熱的容納能力就大。這就像一個容器對水的容納能力一樣，如圖1所示的甲、乙兩容器，在其中放入相同深度的水，甲中的要多于乙中的水，說明甲對水的容納能力比乙大，即甲的“比水容甲乙圖1小明：有道理，用水的多少類比熱量，水的深度類比溫度。經(jīng)您這一說，我想還可以用人的喝酒能力類比一下，因為每個人對酒的容納能力是不同的，有的人能喝酒，有的人不能喝酒，喝同樣多的酒，有的人臉紅了，有的人卻不太紅，臉紅的人我們就認為他是不能喝酒的，即他的“比酒容”小。老師：真聰明，在你的類比里，用誰類比熱量，用誰類比溫度？小明：用喝酒的多少類比熱量，用臉紅的程度類比溫度。老師：很好!類比是一種很重要的學(xué)習(xí)方法，當一個物理概念抽象、陌生而難于理解時，我們可以通過另外一種生活中的常見現(xiàn)象與它相類比，通過這種比較，使思維發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而達到對原問題理解、吸收的目的。學(xué)習(xí)中再遇到不理解的問題，自己可要多找類比的原型呀!這可是類比的關(guān)鍵。小明：知道了，謝謝老師的指導(dǎo)!中考聚焦中考聚焦考察比熱容實驗的新動向比熱容實驗的重要性不但在于它所用的器材多，能考驗學(xué)生的操作能力，而且它還有培養(yǎng)學(xué)生良好思維品質(zhì)的作用。所以在歷年的中考中均占有比較重要的位置。從試題特點看，我們既要注重實驗操作的全面性，又要善于發(fā)現(xiàn)實驗中存在的一些問題。圖1一、既注重全面性考查，更強化深層次思考圖1例1、（2022年揚州）為了比較水和沙子容熱本領(lǐng)的大小，小明做了圖1所示的實驗：在2個相同的燒杯中分別裝有質(zhì)量、初溫相同的水和沙子，用兩個相同的酒精燈對其加熱，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：(1)在此實驗中，用加熱時間的長短來表示物質(zhì)__________。(2)分析下表中的實驗數(shù)據(jù)可知：質(zhì)量相同的水和沙子，升高相同的溫度時，水吸收的熱量_____________(填“大于”或“小于”)沙子吸收的熱量。質(zhì)量/g溫度升高10℃溫度升高20℃溫度升高30沙子306489124水3096163220(3)如果加熱相同的時間，質(zhì)量相同的水和沙子，___________(填“沙子”或“水”)升高的溫度更高。(4)實驗中有些同學(xué)發(fā)現(xiàn)：剛開始加熱時，情況與(3)結(jié)論不符，你認為可能的原因是：_________________________________________________________。分析：前3個問題都是對比熱容基礎(chǔ)知識的考察，是對我們平時實驗情景的簡單回顧，難度不大。故(1)應(yīng)填“吸收的熱量(的多少)”；(2)填“大于”；(3)填“沙子”。第4問是對實驗現(xiàn)象的細致觀察與深層次思考。剛開始加熱時，并不是沙子升高的溫度高，而是水；存在上述現(xiàn)象的原因可能因為①水的導(dǎo)熱性能好或沙子導(dǎo)熱性能不好；②沙子里溫度計玻璃泡插入比較淺；③沒有用攪拌棒攪動等。這是對學(xué)生是否善于觀察實驗現(xiàn)象并思考相關(guān)問題的一種檢驗，是反映學(xué)生是否有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的一種體現(xiàn)。二、既注重多樣的思維表達，又善于加強橫向聯(lián)系例2、(2022年大連)小明猜想“液體的密度ρ越大，其比熱容c也越大”。他查到了一些液體的密度值如下表。物質(zhì)密度ρ/kg·m－3物質(zhì)密度ρ/kg·m－3水×103柴油×103煤油×103汽油×103植物油×103酒精×103由于不知道表中各種液體之間比熱容的大小關(guān)系，需要用實驗方法得到。實驗器材：鐵架臺（帶鐵圈）、石棉網(wǎng)、溫度計、細線、火柴、燒杯、秒表、天平和砝碼（以上每一種器材數(shù)量足夠、規(guī)格相同）；火焰相同的酒精燈若干；密度表中所給出的各種液體足量。實驗中，小明選取的三種液體分別是煤油、植物油和水。(1)請完成以下實驗要求：A．實驗原理是：________________________________________________________。B．實驗中你準備測量哪個物理量來間接知道液體的比熱容大??？C．實驗中要控制的變量是：液體的質(zhì)量和________________________。D．實驗中，怎樣操作才能使燒杯在單位時間內(nèi)吸收的熱量都相等？(2)如果測量的結(jié)果與小明的猜想相矛盾，則測出的三個物理量大小關(guān)系會有很多種，請寫出其中一種。_________________________________________________。(3)如果小明選取煤油、酒精和水這三種液體做實驗，會存在哪些問題？分析：為了證實小明的猜想，我們選了三種密度不同的液體，關(guān)鍵要通過實驗測出其比熱容的大小。故(1)A、實驗原理為Q=cm△t()；B、用溫度的變化量△t或加熱時間都可以簡接知道液體比熱容的大小，二者任填一個即可；C、要控制的變量應(yīng)與你準備測量的物理量相對應(yīng)，如果你準備測量的物理量是溫度的變化量△t，則要控制的變量應(yīng)是液體吸收的熱量Q；如果你準備測量的物理量是加熱時間，則要控制的變量應(yīng)是溫度的變化量△t；D、調(diào)整鐵架臺上放燒杯的鐵圈的高度，使酒精燈火焰與燒杯底部的距離相等。(2)△t煤油=△t植物油=△t水(只要不是△t煤油>△t植物油>△t水即可)；以上幾個問題都體現(xiàn)了回答時的多樣性，同一個問題可以用不同的方式進行解答，但表達的意思卻是相同的。(3)如果選取煤油、酒精和水這三種液體，明顯地①煤油和酒精的密度相等；②酒精易燃，不能用火焰加熱答出一個即可。授之以漁讓熱量計算少出錯的四個技巧授之以漁熱量的有關(guān)計算在物理習(xí)題中占有一定的比例，況熱量與熱值的結(jié)合是計算的難點，為了少出錯，我們通過例子說明解這類題應(yīng)注意的幾個問題。例：某中學(xué)鍋爐房每天要將3t水從20℃加熱到100(1)這些水要吸收熱量為多少？(2)“西氣東輸”實現(xiàn)后，可用天然氣作為燃料來燒水，設(shè)天然氣完全燃燒釋放熱量的75%被水吸收，學(xué)校每天因燒水要消耗天然氣的體積是多少m3？（天然氣的熱值q=×107J/m3。氣體完全燃燒放出熱量的公式是Q=qV，式中V表示氣體燃燒的體積）分析：該題的兩問基本上涇渭分明，分別求取就行了，但它們之間是有一定聯(lián)系的。(1)熱量計算時，根據(jù)公式Q=cm△t可得，需要知道比熱c、質(zhì)量m和溫度變化量△t，除水的比熱c是個隱含條件外，其余均在題中已知，水的比熱是需要記住的物理量，其大小為×103J/(kg·℃)，所以代入即可計算；(2)由于水吸收的熱量是由天然氣燃燒熱出的熱量來提供的，雖然其中存在一個百分比，但我們還是能夠計算出來的，由公式Q=qV，即可求出天然氣的體積。解：(1)由公式Q=cm△t可得，水吸收的熱量為Q吸=×103J/(kg·℃)×3×103kg×(100℃－20℃)=(2)天然氣應(yīng)該釋放的熱量Q放==×109J由公式Q=qV可得，消耗天然氣的體積為V=160m3。該問也可以例一個小方程來計算，因Q放×75%=Q吸，故qV×75%=×109J，代入解之得V=160m3由此可以看出，解這樣的計算題，一要明確各量的含義，一般由所求量根據(jù)相應(yīng)公式能找出題中對應(yīng)的已知量來，對于隱含的量要求能夠記住它的大小，題中熱值的含義與平時有變化，這是完全燃燒1m3天然氣所釋放出的熱量，應(yīng)該有這種遷移能力，這是一個基本的要求；二是要注意單位的統(tǒng)一，題中給出的物理量，可能不是國際單位制中的單位，或者不是我們需要的單位，這時應(yīng)該及時對單位進行換算，或者代入時直接換算過來即可，如質(zhì)量的單位不是kg，而是t等；三要做好等量間的轉(zhuǎn)化，因為水吸收的熱量由燃燒天然氣來提供，但并不是天然氣放出的熱量完全轉(zhuǎn)化為水吸收的熱量，其中的等量關(guān)系應(yīng)該是Q放×75%=Q吸，不能顛倒；四是要利用科學(xué)記數(shù)法你知道了嗎？請練習(xí)一下。小明學(xué)習(xí)了熱學(xué)知識后，知道水的比熱是×103J/(kg·℃)，他想估算一下自己家每天燒水、做飯需要的熱量。于是小明仔細記錄了他家每天燒水、煮飯、炒菜需要的時間，并把它折算成燒水時間，相當于每天將30kg、20(1)小明家每天燒水、做飯需要多少熱量？(2)如果普通煤的燃燒值為3×107J/kg，從理論上講，小明家每天燒水、做飯需要多少千克煤？(3)小明家實際平均每天需要燒4塊蜂窩煤，按每塊蜂窩煤含煤0.5kg算，他家每天實際用煤2kg，由此小明計算出他家煤爐的效率只有(4)從大的方面講，家用煤爐除了熱效率低浪費能源的缺點外，另一個主要缺點是什么？參考答案：解：(1)由Q=cm△t可得，做飯需要的熱量Q吸=×103J/(kg·℃)×30kg×(100℃－20℃)=×(2)由公式Q=mq可知，需要煤的質(zhì)量m==0.33kg。(3)煤不能完全燃燒；熱量散失嚴重。(4)產(chǎn)生廢渣、廢氣、造成環(huán)境污染。授之以漁授之以漁學(xué)會在圖像中提取有用的信息熱量/(×104J)熱量/(×104J)圖10200300400816溫度/℃甲乙丙如圖所示，是甲、乙、丙三種物質(zhì)的溫度變化和它們吸收熱量的關(guān)系圖線。甲和乙的質(zhì)量都是0.2kg，丙的質(zhì)量是2kg，則甲、乙、丙的比熱分別是c甲=_________，c乙=_______，c分析：欲求三種物質(zhì)的比熱，根據(jù)公式Q=cm△t可知，應(yīng)知每種物質(zhì)的質(zhì)量、溫度變化量和吸收的熱量，這些量，我們都可以在圖像中得到。(1)對于甲來說，m甲=0.2kg，從圖像看出，當溫度從200℃升高到400℃時，它所吸收的熱量是8×104J，故J/(kg·℃)=2×103J/(kg·℃(2)同理對于乙來說，溫度從200℃升高到400℃時，吸收的熱量是16×104J，也可以認為是溫度升高到300℃時，吸收了8×104J的熱量。故J/(kg·℃)=4×103J/(kg·℃時間/min溫度/℃圖202040804時間/min溫度/℃圖2020408046026810122、用一個放熱穩(wěn)定的熱源給一個物體均勻加熱，得到它的熔化圖像如圖2所示，那么，它固態(tài)時的比熱與它液態(tài)時的比熱之比是()A．1：2B．2：1C．1：4D．4：1分析：從圖像的形狀可以看出，這是一個晶體的熔化圖像。從計時開始到加熱2min這段時間內(nèi)，物體是固態(tài)；從2min到8min這段時間內(nèi)，物體處于熔化的過程，是固液混合態(tài)；8min以后是液態(tài)。求固態(tài)時的比熱應(yīng)觀察0～2min這段圖線，求液態(tài)時的比熱應(yīng)觀察8～12min這段圖線。設(shè)物體的質(zhì)量為m，每分鐘吸收的熱量為Q，則物體在固態(tài)吸收熱量為2Q時，溫度升高了40℃，故物體處于固態(tài)時的比熱為；物體在液態(tài)吸收的熱量為4Q時，溫度升高了20℃，故物體處于液態(tài)時的比熱為。△tQ甲乙圖3O則固態(tài)與液態(tài)的比熱之比為c固:c△tQ甲乙圖3O3、如圖3所示的圖像表示甲、乙兩個物體吸后溫度升高的情況，圖中橫坐標是物體的溫度變化，縱坐標是物體吸收的熱量。問題：(1)如果甲、乙是同種物質(zhì)制成的，則有_________。(2)如果甲和乙是不同物質(zhì)制成的，則有________。(3)如果甲和乙的質(zhì)量相同，則有_______?；卮鹕鲜鰡栴}有以下四個答案可供選擇。請選擇你認為正確的答案填到上述問題的空格上(填空母)A．物體甲的比熱比物體乙的比熱大B．物體甲的比熱比物體乙的比熱小C．物體甲和物體乙的比熱一樣D．條件不足，無法判斷比熱的大小分析：對于問題(1)，因為甲、乙是由同種物質(zhì)組成的，所以它們的比熱一定是一樣大的，故應(yīng)選C；對于問題(2)，因二者不是同種物質(zhì)組成，其比熱肯定不同，由公式Q=cm△t可得，結(jié)合圖像，如果讓它們升高相同的溫度，則甲吸收的熱量會大于乙吸收的熱量Q甲>Q乙，但質(zhì)量m的關(guān)系在題中并沒有告訴我們，故條件不足，無法判斷，應(yīng)選D；對于問題(3)，已知質(zhì)量相同，由圖像可知，在升高相同溫度時，Q甲>Q乙，即c甲>c乙,故應(yīng)選A。圖像能給我們提多的信息，其中也不乏無用的，面對這些信息，我們一定要緊密地與題意相結(jié)合，深挖圖像的本質(zhì)，及時地將那些有用的信息提取出來，為解題服務(wù)。授之以漁授之以漁相似的題材，不同的角度郊區(qū)t溫/℃城郊居民區(qū)郊區(qū)t溫/℃城郊居民區(qū)商業(yè)區(qū)市中心居民區(qū)公園農(nóng)田城郊居民區(qū)35363738圖1例1、(2022年福州)小明家住城市中心，奶奶嫌城市夏天太熱而不住他家，這激發(fā)了他探究城鄉(xiāng)溫差的原因。某星期天，他請全班同學(xué)分別到選定的地點，于中午同一時刻測出各測試點的氣溫，以此繪制出如圖1所示的“區(qū)域——溫度”坐標圖。(1)圖中氣溫最低的區(qū)域是_______；簡析該區(qū)域氣溫低的主要原因：__________________________。(2)請?zhí)岢鲆环N降低市中心環(huán)境氣溫的辦法：____________________。分析：(1)從圖1中可知，城郊、農(nóng)田、公園處的氣溫都是比較低的，而市中心的氣溫則是比較高的。農(nóng)田處的氣溫低主要是因為這些地方的水量多，水的比熱容又大，況農(nóng)田中植物蒸發(fā)時會吸收大量的熱，所以不易升溫；(2)降低市中心環(huán)境氣溫的辦法就是增大綠化面積。該題通過城內(nèi)與郊區(qū)、城市內(nèi)不同區(qū)域間溫度的變化圖像，反映了不同地方溫度的不同。通過對這種差異的認識，使我們認識到“城市熱島效應(yīng)”產(chǎn)生的根源，重在考查從圖像中能不能獲取有用的信息的能力。例2、(2022年福州)請仔細閱讀下文，按在求回答問題。氣候與熱污染夏季的海邊，海風(fēng)輕拂，晝夜溫差小，氣候宜人。而沙漠的夏季，白天氣溫可達60℃，夜晚能降到10氣溫不僅受自然環(huán)境的影響，還受到人造環(huán)境的影響。城市的工業(yè)、交通和生活，每天都消耗大量燃料。燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能，只有一部分做了有用功，大部分散失在周圍空間，成為環(huán)境熱源。電力、冶金、石油、化工、造紙等行業(yè)，它們通過冷卻水和煙囪向環(huán)境散熱，造成工業(yè)熱污染；汽車、空調(diào)、冰箱等現(xiàn)代化家庭設(shè)備工作時，都向環(huán)境散發(fā)熱量；城市里在過多的人口散發(fā)的熱量也很可觀……大城市散發(fā)的熱量可達到所接收的太陽能的2/5，從而使城市的溫度升高，這就是常說的熱島效應(yīng)……(1)請在文中關(guān)于“海邊晝夜溫差小”的原因的句子下面畫上橫線。(2)從文中找出兩個造成熱島效應(yīng)的原因：①_________________________________________；②___________________________。(3)如何減少環(huán)境的熱污染，請你提出一條合理建議：____________________________。分析：(1)從文中的敘述可以直接看出，“海邊晝夜溫差小”的原因是“水的比熱容比沙石的大”，直接在題中畫出即可。(2)造成熱島效應(yīng)的原因有很多，文中就提及了四個方面的原因，①城市里水泥路面，高樓建筑沙石多，它們的比熱容小，吸收太陽熱后，很容易使溫度升高；②燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能，只有一部分做了有用功，大部分散失在周圍空間，成為環(huán)境熱源；③電力、冶金、石油、化工、造紙等行業(yè)，它們通過冷卻水和煙囪向環(huán)境散熱，造成工業(yè)熱污染；④過多的人口散發(fā)出大量的熱等。我們只要任意寫出兩項即可。(3)增加城市中的綠化面積，將是緩解城市“熱島效應(yīng)”的主要措施。該題通過文章的閱讀，使我們認識到城市產(chǎn)生“熱島效應(yīng)”的主要原因，重在考查從文章中獲取有用信息的能力。可見，同是“熱島效應(yīng)”的題材，命題的角度不同，呈現(xiàn)的方式不同，考查的能力也會不同，我們平時也要多從不同的角度去看問題，把握問題的本質(zhì)。重點講解重點講解熱機的構(gòu)造由我們來設(shè)計圖1燃料燃燒時放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器叫做熱機。要想使燃料燃燒，必須要具備兩個條件，一是有氧氣，一是溫度達到著火點，圍繞這兩個條件，下面我們設(shè)計一下熱機的構(gòu)造。圖1一、吸氣沖程在一個氣缸內(nèi)，為了讓氧氣，也就是空氣能進來，像我們?nèi)宋鼩鈺r一樣，就需要讓活塞向下運動，這時進氣門也需要打開，氣缸內(nèi)的壓強由于活塞的向下運動而變得較低，在大氣壓的作用下，空氣就可以從進氣門進入氣缸了，如圖1所示。圖2汽油機吸入的是空氣與汽油的混合物；而柴油機吸入的是純空氣。進入氣缸內(nèi)的氣體，溫度較低，為了能讓它燃燒，需要提高它的溫度，根據(jù)對物體做功可以使物體內(nèi)能增大的原理，我們采用壓縮體積的方法，使其內(nèi)能增大，這就是第二個沖程。圖2二、壓縮沖程要對吸入的氣體壓縮時，兩個氣門都不能打開，只能全部關(guān)閉，這時活塞應(yīng)該向上運動，氣缸內(nèi)的氣體無處可逃，只能被壓縮而使自己的內(nèi)能增大，溫度升高，如圖2所示。圖3在汽油機中，由于汽油燃料就在空氣中，但溫度的升高仍不會達到汽油的著火點，此時，汽油不會燃燒；而在柴油機中，由于它被壓縮的程度厲害些，這時氣缸內(nèi)的溫度已經(jīng)能超過柴油的燃點，但由于此時氣缸內(nèi)沒有柴油，故它也不能燃燒。這時汽油機中的火花塞開始打火，讓接近燃點的汽油快速燃燒起來；而柴油機中的噴油嘴開始向氣缸內(nèi)噴柴油，柴油也會迅速燃燒起來。你看汽油機是通過點火的方式使燃料燃燒起來的；柴油機是通過壓縮后的高溫使燃料燃燒起來的，所以汽油機的點火方式被稱為點燃式，而柴油機的點火方式被稱為壓燃式。燃料在氣缸內(nèi)燃燒，就會推動活塞向下運動，這就是第三個沖程。圖3三、做功沖程燃料燃燒后，產(chǎn)生了很大的壓強和壓力，使得活塞向下運動，這就將燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為了機械能，燃氣推動活塞做功，如圖3所示?？梢娗皟蓚€沖程都是為這個沖程做準備的，這是獲得能量的沖程，而前兩個沖程都是消耗能量的。對活塞做功后的燃氣，其內(nèi)能會減小，溫度會降低，所以它就成了沒用的氣體，對它們，我們應(yīng)該及時將其排出機外。這就是第四個沖程。四、排氣沖程圖4由于氣缸中的廢氣要排出，就像人們要排出體內(nèi)的廢氣一樣，需要讓活塞向上運動，打開排氣門讓廢氣排出，如圖4所示。圖4至此，在排盡廢氣時，活塞應(yīng)該在氣缸的最上端，它再向下運動時，進氣門又打開了，氣缸內(nèi)又會吸入新的汽油和空氣的混合物或純空氣，又要進行壓縮、做功、排氣等環(huán)節(jié)，老過程的末尾正是新過程的開始，機器就這樣循環(huán)不止地轉(zhuǎn)動下去?？梢?，一個熱機必須有一個供氣體燃燒的氣缸，有能夠讓氣體進出的進氣門和排氣門，它們的開閉情況要依活塞的運動情況而定，有點火裝置(汽油機是火花塞，柴油機是噴油嘴)，有將活塞的上下運動轉(zhuǎn)變成圓周運動的連桿和曲軸，有將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能時的貯能裝置(飛輪)等。重點講解重點講解我要設(shè)計效率更高的熱機小明：我們獲得內(nèi)能的主要渠道是什么？老師：燃料燃燒，我們做飯、取暖，都是從燃料燃燒中獲得內(nèi)能的。不同的燃燒完全燃燒釋放出的熱量是不同的，為了將燃料的這一特點區(qū)別出來，我們把1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值。如1kg干木柴完全燃燒放出的熱量約為×107J，故干木柴的熱值記為×107J/kg。小明：獲得內(nèi)能后，人們利用內(nèi)能的途徑主要有哪些？老師：人們利用內(nèi)能主要有兩個方面，一是用來加熱，二是用來做功。小明：您能具體談?wù)剢?？老師：在利用?nèi)能加熱時，我們需要讓燃料燃燒，釋放出的熱量被其它物體吸收，由于種種原因，物體吸收的熱量只是燃料所含內(nèi)能的一部分，被加熱的物體吸收得越多，燃料的利用效率就越高。所以利用內(nèi)能加熱時所用的爐子也存在一個效率的問題，我們把爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做爐子的效率。小明：看來提高爐子的效率是很關(guān)鍵的，要不，這么多熱量就白白地跑掉了。老師：對呀!提高爐子效率的方法一要讓燃料充分燃燒，減少沒有燃燒的部分；二是用各種辦法增大受熱面；三是減少煙氣帶走的熱量。小明：利用內(nèi)能做功是怎么回事呢？老師：由于氣體膨脹時能對外做功，自己的內(nèi)能減少，實際上就相當于把自己的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機械能。如果我們利用燃料燃燒時產(chǎn)生的高溫、高壓氣體，讓它膨脹對外做功，就可以實現(xiàn)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能了，這種機器就叫做熱機。小明：噢!我知道了，燃燒汽油的叫汽油機；燃燒柴油的叫柴油機。老師：這兩種熱機從結(jié)構(gòu)和工作過程上都有很多相似的地方，比如它們在構(gòu)造上都有進氣門、排氣門、氣缸、活塞、連桿和曲軸等；在工作過程上都由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程；它們一個工作循環(huán)都是由四個沖程組成的，在一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運動2次，曲軸轉(zhuǎn)動2周，做功一次；但它們也是有區(qū)別，如汽油機在吸氣沖程中吸入的是汽油和空氣的混合物，而柴油機吸入的是純空氣；在壓縮沖程中，柴油機壓縮得要比汽油機厲害些；汽油機是利用火花塞打火點燃汽油的，而柴油機是利用噴油嘴噴油點燃柴油的；做功沖程中柴油機對活塞產(chǎn)生的壓強要比汽油機大一些，柴油機的效率要比汽油機高等都是它們的不同點。小明：人們對熱機的設(shè)計真是精巧，進氣門到時就開，火花塞到時就打火，看來正是這樣精確的設(shè)計才使熱機能正常工作的。老師：對呀!這是人類智慧的結(jié)晶，正是有了熱機，人類才完成了第一次工業(yè)革命，將人們從繁重的體力勞動中解脫出來。但熱機的使用也給大氣帶來了嚴重的污染，熱機所排放的廢氣和噪音己越來越嚴重地影響到我們的生活和安全，看來科技進步的同時，也有它的負面影響。小明：對，熱機使用時，內(nèi)能并沒有完全轉(zhuǎn)化成機械能的，看來，它也存在一個效率的問題？老師：你提的問題很好，熱機在工作時，也是將燃料內(nèi)能的一部分轉(zhuǎn)化成了機械能，所以我們把用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出能量的比值叫做熱機的效率。小明：看來熱機的效率與爐子的效率很相似呀!老師：對，熱機效率總的來說還是很低的，如汽油機的效率只有20%～30%，柴油機的效率只有30%～45%，燃料的大部分的能量在做功時都損失掉了。所以我們還要努力改進熱機的設(shè)計，提高它的效率。小明：我要好好學(xué)習(xí)，將來為提高熱機的效率做出貢獻。物理大觀園物理大觀園【資料1】擴散現(xiàn)象和分子碰撞將裝有兩種不同氣體的兩個容器連通，經(jīng)過一段時間，兩種氣體就在這兩個容器中混合均勻，這種現(xiàn)象叫做擴散。用密度不同的同種氣體實驗，擴散也會發(fā)生，其結(jié)果是整個容器中氣體密度處處相同。在液體間和固體間也會發(fā)生擴散現(xiàn)象。例如清水中滴入幾滴紅墨水，過一段時間，水就都染上紅色；又如把兩塊不同的金屬緊壓在一起，經(jīng)過較長時間后，每塊金屬的接觸面內(nèi)部都可發(fā)現(xiàn)另一種金屬的成份。擴散是由于微粒（原子、分子等）的熱運動而產(chǎn)生的質(zhì)量遷移現(xiàn)象，主要是由于密度差引起的。在擴散過程中，氣體分子從密度較大的區(qū)域移向密度較小的區(qū)域，經(jīng)過一段時間的攙和，密度分布趨向均勻。在擴散過程中，遷移的分子不是單一方向的，只是密度大的區(qū)域向密度小的區(qū)城遷移的分子數(shù)，多于密度小的區(qū)域向密度大的區(qū)域遷移的分子數(shù)。擴散現(xiàn)象是氣體分子的內(nèi)遷移現(xiàn)象。從微觀上分析是大量氣體分子做無規(guī)則熱運動時，分子之間發(fā)生相互碰撞的結(jié)果。由于不同空間區(qū)域的分子密度分布不均勻，分子發(fā)生碰撞的情況也不同。這種碰撞迫使密度大的區(qū)域的分子向密度小的區(qū)域轉(zhuǎn)移，最后達到均勻的密度分布?！举Y料2】人對熱的認識過程熱的本質(zhì)究竟是什么？在熱學(xué)的發(fā)展史上曾有一種錯誤的理論──熱質(zhì)說。熱質(zhì)說認為熱是一種物質(zhì)，它滲透到物體空隙中，是一種無質(zhì)量的流體。這種所謂的流體物質(zhì)，既不能創(chuàng)生，也不能消滅，保持總量守恒。物體內(nèi)所含熱質(zhì)的多少，決定物體的溫度和熱量，物體內(nèi)含的熱質(zhì)多，溫度就高，熱量也多；反之，物體內(nèi)含的熱質(zhì)少，溫度就低，熱量也少。熱質(zhì)說的思想最早起源于公元前4世紀古希臘的德謨克里特和伊壁鳩魯，后來又得到17世紀法國哲學(xué)家伽桑狄的支持。到了18世紀初，哈雷大學(xué)教授施塔耳，又引入了“燃素”的概念，他認為燃燒著的物質(zhì)所發(fā)出的熱，是因為有一種叫做“燃素”的物質(zhì)起作用，這一觀點更進一步鞏固了熱質(zhì)說。熱質(zhì)說在18世紀到19世紀在科學(xué)界占居了統(tǒng)治地位。一方面是因為當時科學(xué)水平還沒有揭示出各種運動形式的本質(zhì)聯(lián)系；另方面還因為這個理論成功地解釋了當時遇到的一些簡單熱現(xiàn)象。例如，兩種不同溫度的物質(zhì)混合后能達到同一溫度，是交換熱質(zhì)的結(jié)果；熱傳導(dǎo)是因為熱質(zhì)的流動；熱機在熱源和冷源之間做功，是因為熱質(zhì)從高溫物體流向低溫物體時做功，等等。在熱質(zhì)說盛行的同時，也有人提出了另一種熱本質(zhì)的理論，認為熱的本質(zhì)是物體內(nèi)部粒子運動的結(jié)果。笛卡兒、玻意耳、胡克、伯努利、羅蒙諾索夫等人就是這種主張。在反對熱質(zhì)說的科學(xué)家中，最著名的是18世紀末英國的倫福德伯爵，他在制造大炮時發(fā)現(xiàn)，當用鋼鉆給銅炮身鉆孔時，產(chǎn)生了大量的熱量，使炮身鉆孔處溫度很高。當時他用這種摩擦所產(chǎn)生的熱在兩個半小時內(nèi)使8千克物理與生活物理與生活【資料1】冰雪災(zāi)害話“融雪”今年1月我國南方出現(xiàn)了五十年不遇的冰雪災(zāi)害天氣，特別是南北大動脈中心的湖南，雨雪連同冰凍，出現(xiàn)了大面積的電力緊張、機場關(guān)閉、長短途交通中斷，火車因為電力設(shè)施受到冰凍損害而中斷。在各種媒體的報道中，經(jīng)常提到“灑鹽融雪”一詞，這屬于融雪的一種常用方法，涉及到物理和化學(xué)兩個學(xué)科。筆者對“融雪”作了資料收集和整理：

一、融雪劑的分類

目前國內(nèi)外普遍將融雪劑主要分為兩大類，一類是以醋酸鉀為主要成分的有機融雪劑，雖然這一類融雪劑融雪效果好，沒有什么腐蝕損害，但它的價格太高，一般只適用于機場等地。而另一類則是氯鹽類融雪劑，包括氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等，通稱作“化冰鹽”。它的優(yōu)點是便宜，價格僅相當于有機類融雪劑的1/10，但它對大型公共基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕是很嚴重的。

二、融雪劑的使用

融雪劑使用一般有雪前噴灑和雪后噴灑兩種方法。

雪前施用融雪劑，可以防止雪降落后結(jié)冰于路面，是除雪方法的新潮流。這種方法的優(yōu)點是成倍地節(jié)省融雪劑的使用量，加快除雪速度，減少對交通的影響。

雪后施用融雪劑是傳統(tǒng)方法，也是常用方法。雪后噴灑融雪劑的施用量要根據(jù)降雪類型，雪量的大小和天氣狀況等等條件決定。為了避免浪費，可以先用掃雪機將路面積雪除去一部分，然后噴灑融雪劑，這樣就可以大大節(jié)省成本。根據(jù)除雪區(qū)域采用不同的融雪劑?？梢栽谄胀ǖ缆窛姙⒁话愕娜谘﹦毫⒔粯蛏蠞姙⒂芯徫g劑的融雪劑，在郊區(qū)道路和高速公路可以撒粉末狀的氯化鈣融雪，避免結(jié)晶使路面打滑。融雪劑與除雪機械合用。此外，還常往路面上撒煤渣，一是為了增加摩擦力。煤渣撒在路面上，摩擦力增大了，汽車和人在路面上走就不那么滑了。另外，煤渣容易吸熱，往雪上撒煤渣，雪就化得快了，太陽一曬，路面干得也快。三、融雪劑的作用原理簡單地說，融雪劑的作用原理是利用鹽水的凝固點比水的凝固點低的特點，實際上雪是在不斷融化和凝固的，只不過二者速度相等，處于一種平衡狀態(tài)，撒上鹽以后，雪周圍的水就便成鹽水，但又未能凝固，這樣雪就會不斷融化，并會越來越少了。深入一點說，溶解是一個物理化學(xué)過程，當溶質(zhì)溶解在溶劑中形成溶液后，溶液的性質(zhì)已不同于原來的溶質(zhì)和溶劑。溶液的某些性質(zhì)與溶質(zhì)的本性有關(guān)，如顏色、導(dǎo)電性等。但是溶液的另一類性質(zhì)，如蒸氣壓下降、沸點升高、凝固點降低及滲透壓，只與溶液中溶質(zhì)粒子的濃度有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。由于這類性質(zhì)的變化，只適用于稀溶液，稱為稀溶液的依數(shù)性，如化冰鹽的水溶液的凝固點隨著鹽的濃度增加而降低，一直降低到冰鹽合晶點，稀溶液的凝固點、沸點具有依數(shù)性，它與每1000g溶劑中含溶質(zhì)的物質(zhì)的量的值有關(guān)，每上升1mol/1000g水，凝固點下降大約1．86℃。如若1000g水中溶有58.5gNaCl，也就是大約1mol，。此鹽水的凝固點便大約是－3.72四、融雪劑的環(huán)保問題據(jù)資料稱我國哈爾濱、沈陽、天津、北京這些北方城市，每年耗用幾千噸或萬余噸化冰鹽，石家莊、濟南、武漢、南京也用此融雪，就連風(fēng)景如畫的西子湖畔杭州，也對交通要道、立交橋噴灑融雪劑；作為世界遺產(chǎn)地的黃龍景區(qū)，僅一段40公里路面就用去融雪劑10噸，而瘦西湖畔的揚州，有報道稱也用了1500t1．污染飲用水源。路面融雪劑融化后，隨雪水流淌，可能會促使土壤鹽堿化，污染地下水，污染飲用水源，影響飲用水安全，危害人體健康。據(jù)報道，廣東韶關(guān)乳源縣一帶的居民的飲用水已經(jīng)由于融雪劑污染而遭遇飲水難。2．腐蝕公共基礎(chǔ)設(shè)施。由氯離子與鈉、鈣、鎂、鉀及其他金屬形成的化合物，統(tǒng)稱氯鹽，對建筑工程都有腐蝕性，稱之為“鹽害”。因為氯鹽最主要的破壞作用是對鋼筋的腐蝕。當氯離子到達鋼筋表面并超過一定量（臨界值）時，原處于鈍化狀態(tài)的鋼筋，就會活化、腐蝕。銹蝕產(chǎn)物的發(fā)展與體積膨脹（2～6倍），使混凝土保護層發(fā)生順鋼筋開裂、脫落，工程處于危險狀態(tài)。這后果是相當可怕的。同時，撒鹽后形成的鹽水也會造成綠化植被大面積死亡的現(xiàn)象，對城市地下水資源的污染同樣很嚴重。2022年北京就出現(xiàn)了這種情況，因此撒鹽后，要禁示將含有融雪劑的冰雪堆放于綠地、樹池及其他融化后有可能影響植物生長的地區(qū)內(nèi)，黑冰黑雪應(yīng)及時清除外運。近年所用的融雪劑氯化鈣對植物而言，其摧毀力遠比以前用的氯化鈉（即食鹽）要輕微，但由于用量太大，反而比往年用氯化鈉所枯死的樹木大幅增長，并且目前融雪劑還沒有明確的環(huán)保指標，產(chǎn)品極不規(guī)范，不少是所謂的“國內(nèi)先進”、“國內(nèi)領(lǐng)先”的融雪劑的宣傳對各地產(chǎn)生誤導(dǎo)?，F(xiàn)在歐美國家目前的主要做法是盡量使用鏟雪車機械掃雪，少用融雪劑，以保護雪水資源。美國一些州已經(jīng)徹底禁止使用鹽來融雪，而是在機械鏟雪后，在道路上灑碳渣、粗沙、樹枝渣類物質(zhì)來防滑，同時利用這些渣類物質(zhì)的深色來吸收太陽的能量，以幫助增加地面的溫度來融雪。使用后的碳渣、樹枝渣可以放入道邊的綠地中，成為改善綠地土質(zhì)的好幫手?！举Y料2】棉被有哪些巧用？一提起棉被，人們馬上聯(lián)想到冬天用來蓋在身上睡覺用。其實棉被還有許多巧用。冷飲防化。用棉被包冰糕等冷飲食品，可以防止外界的熱傳導(dǎo)到冷飲箱內(nèi)，從而使用棉被包好的冷凍食品仍然保持低溫，不會融化。安全救火。不慎汽油或柴油起火，千萬不能用水去撲滅。可以用浸水的棉被去覆蓋，這樣會使燃油與空氣隔絕，得不到氧氣助燃，就會自行熄滅。作戰(zhàn)防護品。戰(zhàn)爭爆發(fā)時，如果身邊沒有更好的防護品，由于棉絮有一定的緩沖作用，對于速度較小的彈片或其它速度較小的飛行物，棉被有一定的防護作用。所以在房屋中或作戰(zhàn)坑道中，可將棉被蓋在老人或小孩的身上?！举Y料3】暖瓶塞為什么不聽話？我家的暖瓶塞真是不聽話。當灌滿水時，它老是“滋滋”叫，等你不注意的時候，它又“蹦”的一下跳起來，落到地上。你把它撿起來，再重新塞在瓶口上，它更不“老實”了，按下去就彈出來，真是讓人生氣。好容易折騰夠了，可是，到第二天早上再用暖瓶倒水時，想不到它又縮進瓶口，緊緊地拔不出來，好像瓶內(nèi)有東西拉著它似的。你知道我家的暖瓶塞為什么這樣不聽話嗎？產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因，主要是暖瓶膽的真空夾層不好了。比如：瓶膽鍍的水銀層脫落，這樣防止熱輻射的能力差了；或者瓶膽下面的抽真空的封口破了，夾層不再是真空，防止熱傳導(dǎo)的能力差了；另外一個原因是軟木塞子磨損變小或者漏氣等等。當剛剛沸騰的水灌入這種暖瓶里時，熱水繼續(xù)大量地氣化，由于軟木塞磨損，所以軟木塞和瓶口處的摩擦力減小，而且還有漏氣的地方。于是，水蒸氣通過瓶塞和瓶口的縫隙，發(fā)出“滋滋”的響聲。摩擦力不夠，又使塞子被水蒸氣壓力沖出來。如果當水用掉一半以后，暖瓶里上部開始積存大量的熱空氣。由于暖瓶保溫性能不好，這部分氣體在夜間就變冷，隨之壓強變小，小于大氣壓強，瓶塞在外界大氣壓強的作用下，塞子往里吸，一直到瓶口徑細小部位阻止它進一步往里縮去。這時，外部大氣壓強仍然大于暖瓶內(nèi)部的壓強。外、內(nèi)壓力之差，迫使瓶塞很難拔出來。必須巧妙地旋轉(zhuǎn)瓶塞，使氣流能有機會流向暖瓶內(nèi)部，只要瓶內(nèi)外的壓強相等，暖瓶塞就很容易地取下來。你遇到過上述情況嗎？不妨也試一試?！举Y料4】為什么溫度計里裝的不是水？在初中物理課本“溫度計”一節(jié)中，有這樣一段：“家庭和物理實驗室常用的溫度計，是利用水銀、酒精、煤油等液體的熱脹冷縮來測量溫度的?！庇行蹌幽X筋思維活躍的學(xué)生向老師提出一個問題：“水也具有熱脹冷縮的性質(zhì)，為什么不用水來做溫度計？用水的成本低，容易加顏色便于觀察?！睂σ簧线@個問題筆者從下面幾個方面向?qū)W生解釋，不知是否恰當，請同仁們斧正。1．由于熔點和沸點的原因在標準狀態(tài)下水的熔點（凝固點）是0℃，水的沸點是100℃。而水銀的熔點（凝固點）是－38．5℃，沸點是357℃；酒精的熔點（凝固點）是－114℃，沸點是78℃；好的煤油熔點（凝固點）是－30℃，沸點是325℃。如果用裝水的溫度計測量氣溫，冬天在0℃以下，水凝固成了冰，無法測量；當溫度達到100℃水就沸騰．雖然由于管內(nèi)隨著水蒸氣壓強的增大會提高水的沸點，但其中水的體積膨脹與蒸汽壓強增大的比例關(guān)系很復(fù)雜，不是一個正比關(guān)系，所以不能用其測量100℃以上的溫度。水銀就不同，用它可以測量－38．5℃－357℃之間的溫度；酒精雖然沸點不高，但是它的熔點（凝固點）是－114℃，即在零下114℃以上都不會凍結(jié)；用煤油可測量－30℃－325℃之間的溫度。2．由于熱膨脹系數(shù)的原因水的熱膨脹系數(shù)為2．1×10－4℃，水銀、酒精、煤油的熱膨脹系數(shù)分別為1．8×10－4℃、1．1×10－3℃、1．0×10－33．由于比熱容的原因水的比熱容為4．2×103J／kg·℃，水銀、酒精、煤油的比熱容分別為0．14×103J／kg·℃、2．4×103J／kg·℃、2．1×103J／kg·℃。水的比熱容是水銀的30倍，如果質(zhì)量相同的水和水銀，吸收相等的熱量，水銀升高的溫度是水的30倍。可見用裝水的溫度計對于被測物體的溫度影響大，達到熱平衡的時間長；而水銀溫度計對于被測物體的溫度影響小，達到熱平衡的時間短。特別是測量比較小的物體，如果溫度計對它有影響，其溫度的測量值就不準確了。4．由于水有反常膨脹現(xiàn)象的原因水在4℃以上，與一般的物質(zhì)相同是熱脹冷縮的，而在0℃和4℃之間卻是冷脹熱縮，且這段冷脹熱縮的系數(shù)與熱脹冷縮的不同。這是水的一種特殊性質(zhì)，如果溫度計里裝的是水，不僅無法標度0℃到4℃之間的刻度，在用這樣的溫度計測量4℃左右的溫度時，無法確定其讀數(shù)。從以上的分析我們可以看出，溫度計里不能裝水的原因是多方面的，主要是根據(jù)液體的物理性質(zhì)而選定。再則不同液體的溫度計的測量范圍和用途父各不相同，如酒精溫度計就不能用于測量高溫，體溫計就是用的水銀溫度計等等?！举Y料5】走進“城市熱島效應(yīng)”大家可能有過這樣的體驗：在城市里的時候，你會感到酷暑難當；但是當我們來到鄉(xiāng)村卻能夠感受到迎面吹來的習(xí)習(xí)涼風(fēng)，頓時使你覺得清爽透骨，暑意盡消。為什么城市和鄉(xiāng)村會存在這樣大的溫差呢?這是由于城市熱島效應(yīng)引起的。因此我們有必要走進“城市熱島效應(yīng)”。所謂城市熱島效應(yīng)，通俗地講就是城市化的發(fā)展，導(dǎo)致城市中的氣溫高于外圍郊區(qū)的這種現(xiàn)象。在氣象學(xué)近地面大氣等溫線圖上，郊外的廣闊地區(qū)氣溫變化很小，如同一個平靜的海面，而城區(qū)則是一個明顯的高溫區(qū)，如同突出海面的島嶼，由于這種島嶼代表著高溫的城市區(qū)域，所以就被形象地稱為城市熱島。在夏季，城市局部地區(qū)的氣溫，能比郊區(qū)高6℃可見，城市熱島反映的是一個溫差的概念，只要城市與郊區(qū)有明顯的溫差，就可以說存在了城市熱島。因此，一年四季都可能出現(xiàn)城市熱島。但是，對于居民生活的影響來說，主要是夏季高溫天氣的熱島效應(yīng)。醫(yī)學(xué)研究表明，環(huán)境溫度與人體的生理活動密切相關(guān)，環(huán)境溫度高于28℃那么，城市熱島是怎么形成的呢？或者說是什么原因?qū)е铝顺鞘袩釐u呢？城市熱島的形成，顯然是與城市化的發(fā)展密不可分的，其形成的直接原因有以下四個：首先，是城市下墊面（大氣底部與地表的接觸面）特性的影響。城市內(nèi)大量人工構(gòu)筑物如鋪裝地面、各種建筑墻面等，改變了下墊面的熱屬性，這些人工構(gòu)筑物吸熱快而熱容量小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快，因而其表面的溫度明顯高于自然下墊面。比如夏天里，草坪溫度32℃、樹冠溫度30℃的時候，水泥地面的溫度可以達到57℃第二個主要原因是城市大氣污染。城市中的機動車輛、工業(yè)生產(chǎn)以及大量的人群活動，產(chǎn)生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉塵等，這些物質(zhì)可以大量地吸收環(huán)境中熱輻射的能量，產(chǎn)生眾所周知的溫室效應(yīng)，引起大氣的進一步升溫。第三個主要原因是人工熱源的影響。工廠、機動車、居民生活等，燃燒各種燃料、消耗大量能源，無數(shù)個火爐在燃燒，都在排放熱量！第四個原因是，城市里的自然下墊面減少了。城市的建筑、廣場、道路等等大量增加，綠地、水體等自然因素相應(yīng)減少，放熱的多了，吸熱的少了，緩解熱島效應(yīng)的能力就被削弱了。既然城市中人工構(gòu)筑物的增加、自然下墊面的減少是引起熱島效應(yīng)的主要原因，那么在城市中通過各種途徑增加自然下墊面的比例，便是緩解城市熱島效應(yīng)的有效途徑之一。城市綠地是城市中的主要自然因素，因此大力發(fā)展城市綠化，是減輕熱島影響的關(guān)鍵措施。綠地能吸收太陽輻射，而所吸收的輻射能量又有大部分用于植物蒸騰耗熱和在光合作用中轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，用于增加環(huán)境溫度的熱量大大減少。綠地中的園林植物，通過蒸騰作用，不斷地從環(huán)境中吸收熱量，降低環(huán)境空氣的溫度。每公頃綠地平均每天可從周圍環(huán)境中吸收兆焦耳的熱量，相當于189臺空調(diào)的制冷作用。園林植物光合作用，吸收空氣中的二氧化碳，一公頃綠地，每天平均可以吸收噸的二氧化碳，削弱溫室效應(yīng)。此外，園林植物能夠滯留空氣中的粉塵，每公頃綠地可以年滯留粉塵噸，降低環(huán)境大氣含塵量50%左右，進一步抑制大氣升溫。研究表明：城市綠化覆蓋率與熱島強度成反比，綠化覆蓋率越高，則熱島強度越低，當覆蓋率大于30%后，熱島效應(yīng)得到明顯的削弱；覆蓋率大于50%，綠地對熱島的削減作用極其明顯。規(guī)模大于3公頃且綠化覆蓋率達到60%以上的集中綠地，基本上與郊區(qū)自然下墊面的溫度相當，即消除了熱島現(xiàn)象，在城市中形成了以綠地為中心的低溫區(qū)域，成為人們戶外游憩活動的優(yōu)良環(huán)境。除了綠地能夠有效緩解城市熱島效應(yīng)之外，水面、風(fēng)等也是緩解城市熱島的有效因素。水的熱容量大，在吸收相同熱量的情況下，升溫值最小，表現(xiàn)出比其他下墊面的溫度低；水面蒸發(fā)吸熱，也可降低水體的溫度。風(fēng)能帶走城市中的熱量，也可以在一定程度上緩解城市熱島。因此在城市建筑物規(guī)劃時,要結(jié)合當?shù)氐娘L(fēng)向，不要把樓房全部建設(shè)成為東西走向的,要建設(shè)成為便于空氣流通的模式；同時,最好將一些單位的高院墻拆掉，建成柵欄式，增加空氣流通。同時，減少人為的熱釋放，盡量將民用煤改變?yōu)橐夯瘹?、天然氣，集中供熱也是一條重要的對策。由于熱島效應(yīng)關(guān)系到每一個人的切身利益,因此我們要從自身做起,盡自己的最大力量來減緩熱島效應(yīng)。如：能做公交車出行,我們就不開私家車,短距離的出行最好騎自行車；夏天,空調(diào)最好要調(diào)的高一點……。如果我們每個人都能夠重視起來，相信在大家的努力下,我們的夏天將不再酷熱難當，我們的城市將越來越適宜居住?！举Y料6】面紗能不能保溫這是日常生活里的又一個物理學(xué)問題。婦女們都肯定地說，面紗可以保溫，不戴它臉就覺得冷?？墒窃诳吹矫婕喪悄菢颖?，上面還有相當大的孔的時候，男人們往往是不相信這話的，總以為面紗的保溫作用只是婦女們的心理作用?？墒牵绻慊叵胍幌虑懊嫠f的話，那你對于這個說法就不會認為太沒有根據(jù)了。面紗上的孔盡管很大，空氣要透過面紗總要慢一些。直接貼在臉上的那一層空氣變熱了以后，本來就有面罩的作用，而現(xiàn)在這一層空氣在面紗阻攔下，不會像沒有面紗的時候那樣很快地被風(fēng)吹散。因此沒有理由不相信婦女們說的話：在略微有點冷和起著微風(fēng)的時候散步，不戴面紗要比戴著面紗的臉上覺得涼些?！举Y料7】汽車上的物理知識一、聲學(xué)方面1．汽車喇叭發(fā)聲要響，發(fā)動機的聲音要盡量消除（發(fā)動機上裝配消音器）──這是在聲源處減弱噪聲。2．為減輕車輛行駛時的噪聲對道旁居民的影響，在道旁設(shè)置屏障或植樹──可以在傳播過程中減弱噪聲。3．喇叭發(fā)聲：電能──機械能。二、光學(xué)方面1．汽車旁的觀后鏡，交叉路口的觀察鏡用的都是凸面鏡，可以開闊視野。2．汽車在夜間行駛時，車內(nèi)一般不開燈，這樣可防止車內(nèi)乘客在司機前的擋風(fēng)玻璃上成像，干擾司機正確判斷。3．汽車前的擋風(fēng)玻璃通常都不直立（底盤高大的車除外），這是因為擋風(fēng)玻璃相當于平面鏡車內(nèi)物體易通過它成像于司機面前，影響司機的判斷。4．汽車尾燈燈罩：角反射器可將射來的光線返回，保證后面車輛安全。5．汽車頭燈：凹面鏡反射原理，近距光燈絲在焦點附近，遠距光燈絲在焦點上。三、力學(xué)方面1．汽車的底盤質(zhì)量都較大，這樣可以降低汽車的重心，增加汽車行駛時的穩(wěn)度。2．汽車的車身設(shè)計成流線型，是為了減小汽車行駛時受到的阻力。3．汽車前進的動力──地面對主動輪的摩擦力（主動輪與從動輪與地面的摩擦力的方向相反）。4．汽車在平直路面勻速前進時──牽引力與阻力互相平衡，汽車所受重力與地面的支持力平衡。5．汽車拐彎時：①司機要打方向盤──力是改變物體運動狀態(tài)的原因；②乘客會向拐彎的反方向傾倒──由于乘客具有慣性6．汽車急剎車（減速）時，①司機踩剎車──力是改變物體運動狀態(tài)的原因；②乘客會向車行方向傾倒──慣性；③司機用較小的力就能剎住車──杠桿原理；④用力踩剎車──增大壓力來增大摩擦；⑤急剎車時，車輪與地面的摩擦由滾動變摩擦成滑動摩擦。7．不同用途的汽車的車輪還存在大小和個數(shù)的差異──這與汽車對路面的壓強大小相關(guān)。8．汽車的座椅都設(shè)計得既寬且大，這樣就減小了對坐車人的壓強，使人乘坐舒服。9．汽車快速行駛時，車的尾部會形成一個低氣壓區(qū)，這是我們常常能在運動的汽車尾部看到卷揚的塵土形成原因。10．交通管理部門要求：①小汽車的司機和前排乘客必須系好安全帶──這樣可以防止慣性的危害；②嚴禁車輛超載──不僅僅減小車輛對路面的破壞，還有減小摩擦、慣性等；③嚴禁車輛超速──防止急剎車時，因反應(yīng)距離和制動距離過長而造成車禍11．簡單機械的應(yīng)用：①方向盤、車輪、開窗搖柄等都是輪；②調(diào)速桿，自動開關(guān)門裝置是杠桿。12．汽車爬坡時要調(diào)為低速：由P＝Fv，功率一定時，降低速度，可增大牽引力。13．關(guān)于速度路程，時間的計算問題；參照物與運動狀態(tài)的描述問題。14．認識限速，里程，禁鳴等標志牌，了解其含義。四、熱學(xué)方面1．汽車發(fā)動機常用柴油機或汽油機──它們是內(nèi)燃機──利用內(nèi)能來做功。2．發(fā)動機外裝有水套，用循環(huán)流動的水幫助發(fā)動機散熱──水的比熱容大。3．冬天，為防凍壞水箱，入夜時要排盡水箱中的水──防止熱脹冷縮的危害。4．小汽車的后窗玻璃板中嵌有一道道的電熱絲──它可以防止車內(nèi)形成的霧氣附著于玻璃上并凝結(jié)。5．剛坐進汽車或有汽車從你身旁駛過時，會聞到濃濃的汽油味──擴散現(xiàn)象。6．空調(diào)車車窗玻璃設(shè)計成雙層的──防止傳熱。7．環(huán)保汽車使用氣體燃料，可減小對大氣的污染。五、電學(xué)方面1．汽車的發(fā)動機常用低壓電動機起動：電動機是根據(jù)磁場對電流的作用的道理制成的，工作時把電能轉(zhuǎn)化為機械能。2．汽車電動機（汽車電機）常用車載電瓶（蓄電池）供電，汽車運行過程中可以利用的車輪帶動車載發(fā)電機發(fā)電，給蓄電池充電。給蓄電池充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，此時蓄電池是用電器；用蓄電池給電動機供電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，此時蓄電池才是電源。3．車載蓄電池還被用來為汽車上配裝的空調(diào)、電扇、收錄機、CD機及各種用途的電燈供電，方便地電能轉(zhuǎn)化為機械能、聲能、光能等等。3．油罐車的尾部通常要掛一條鐵鏈直達路面，這樣做有利于使運輸過程中因顛簸而產(chǎn)生的電荷迅速傳到大地上，避免因靜電放電而帶來災(zāi)難。4．車燈發(fā)光：電能──光能。自然的奧秘自然的奧秘【資料1】沙漠的熱風(fēng)“這樣說來，風(fēng)在炎熱的日子里也應(yīng)當帶來涼快了，”讀者讀了上面一段文章以后也許會說。“那末為什么在這種情況下，旅行家有時候又提到所謂沙漠的熱風(fēng)呢？”所以會有這個矛盾，是因為在熱帶氣候里，空氣常常比人體更熱。在那里，人在起風(fēng)的時候會覺得更熱，而不是覺得更涼快是一點也不奇怪的。那里已經(jīng)不是人體把熱傳給空氣，而是空氣把熱傳給人。因此每分鐘里流過來同人體接觸的空氣越多，人就越感到熱。不錯，這里的蒸發(fā)作用還是會因起風(fēng)而加強的，但是熱風(fēng)帶給人體的熱會更多些。這也就是為什么沙漠里的居民，例如土爾克明人，要穿長袍和戴皮帽?！举Y料2】有風(fēng)的時候為什么更冷大家都知道，人在沒有風(fēng)的天氣里比在有風(fēng)的天氣里更耐冷。可是這種現(xiàn)象的原因并不見得每個人都知道得很清楚。在有風(fēng)的時候覺得更冷，那只有生物才能感到。如果把溫度計放在風(fēng)里，它的水銀柱是一點也不會下降的。人在有風(fēng)的冷天所以會感到特別冷，首先是由于在那時候從臉部（一般說就是從全身）散掉的熱要比在沒有風(fēng)的時候多得多：因為在沒有風(fēng)的時候，被身體暖和了的空氣并不是很快地被新的一份冷空氣所代替的。風(fēng)力越強，在每一分鐘里，同皮膚接觸的空氣流動得也越多。因此，每一分鐘從我們身體上散掉的熱量也越多。單是這一點，已經(jīng)足夠引起冷的感覺了。但是還有另外一種原因。我們的皮膚經(jīng)常在蒸發(fā)水分，就是在冷空氣里也是這樣。可是蒸發(fā)需要熱量，就從我們身體上和從貼在我們身體上的那層空氣里把熱量奪取出去。如果空氣不動，蒸發(fā)就進行得很慢，因為貼在皮膚上的空氣層很快就飽和了水蒸氣（在飽和了水蒸氣的空氣里，蒸發(fā)是不能進行的）。可是如果空氣是動的，貼在皮膚上的空氣經(jīng)常在更換，那末蒸發(fā)就常常進行得很順利，這樣，就會大量地消耗我們身體里的熱。那末風(fēng)的冷卻作用有多大呢？這要看風(fēng)的速度和空氣的溫度而定，一般說來，它比所想象的要大得多。現(xiàn)在讓我舉例來說明這一點。假定空氣的溫度是4攝氏度，但是風(fēng)一點也沒有。在這樣的條件下，我們皮膚的溫度是31攝氏度。如果現(xiàn)在吹來了一陣剛能吹動旗子但還不能吹動樹葉的微風(fēng)（速度是2米每秒），那末我們皮膚上的溫度就要下降7攝氏度。在能使旗子飄揚的風(fēng)（速度是6米每秒）里，皮膚的溫度要下降22攝氏度，結(jié)果就只剩9攝氏度了?？傊?，要判斷我們所感到的冷，單憑溫度是不夠的，對于風(fēng)的速度同樣也應(yīng)當注意。列寧格勒和莫斯科的寒冷程度是相同的，但是一般說莫斯科人會比列寧格勒人覺得冷得好受些，因為在波羅的海沿岸平均風(fēng)速是5～6米每秒，而在莫斯科每秒只有4.5米。在外貝加爾區(qū)平均風(fēng)速只有l(wèi).3米每秒，所以那里的寒冷會更好受些。東部西伯利亞的寒冷是出名的，但是它并不像往在歐洲吹慣了比較大的風(fēng)的人所想象的那樣難受。原來東部西伯利亞差不多是完全沒有風(fēng)的，特別是在冬季?！举Y料3】燙手的冰剛才我們談過了涼的沸水。還有一種更奇怪的東西：熱冰。我們習(xí)慣上認為，水的固體狀態(tài)不能在0攝氏度以上存在?？墒俏锢韺W(xué)家布里治曼的研究告訴我們卻不是這樣：在極高的壓力下，水能夠在比0攝氏度高得多的溫度里變成固體，并且保持固體狀態(tài)。布里治曼又指出，冰不止有一種，而有好幾種。有一種冰，他叫它為“第五種冰”，是在20600個大氣壓下得到的，它在76攝氏度的溫度里還能保持著固體狀態(tài)。它可能會燙壞我們的手指，假如我們能夠摸到它的話?？墒俏覀儧]有可能跟它接觸，因為“第五種冰”是在最好的鋼制成的厚壁容器里用極強的壓力機加上極大的壓力才制成的。所以我們不能看到它或用手拿它。我們只能用間接的方法來知道這種“熱冰”的性質(zhì)。說來很有趣，“熱冰”的密度比普通冰高，甚至比水高：它的密度是×103千克／米物理史聞物理史聞【資料1】煤油燈上的玻璃罩是做什么用的很少有人知道，煤油燈上的玻璃罩在變成目前的形狀以前，曾經(jīng)經(jīng)歷了多么長的道路。燈罩究竟有什么用呢？對于這樣一個極其平常的問題，也未必是每一個人都能正確地回答的。保護火焰使它不致被風(fēng)吹滅，只是燈罩的次要功用。它的主要功用是增加火焰的亮度，加快燃燒的過程。燈罩的功用同爐子或工廠里的煙囪的功用一樣，它能使外面的空氣大量地流向火焰，增強通風(fēng)。讓我們把這一點仔細研究一下。火焰燒熱燈罩里面的那個空氣柱比它燒熱燈的四周的空氣要快得多。燒熱了的空氣變得很輕，就被從下面經(jīng)過燈孔來的、還沒有熱的、比較重的空氣推向上面。這樣一來，空氣就不斷地從下向上流動；這種流動會不斷地帶走燃燒生成的產(chǎn)物，并且?guī)硇迈r空氣。燈罩越高，熱空氣柱和冷空氣柱在重力上的差數(shù)就越大，于是新鮮空氣也就更有力地流入燈罩，使燃燒進行得更快。這里所發(fā)生的一切同工廠的高煙囪里所發(fā)生的完全是一回事。所以這些煙囪也要做得很高。有趣的是，達·芬奇（1452～1519）對于這種現(xiàn)象作過研究，他的筆記里有這樣一句話：“有火的地方，在它的周圍就會形成氣流，這種氣流能夠幫助燃燒，加強燃燒?！薄举Y料2】熱機的發(fā)展過程1、原始的小渦輪熱機的發(fā)展最早可追溯到公元前1世紀，當時古希臘的希龍，制造了一個小玩具，稱為原始小渦輪。其結(jié)構(gòu)是在空心的球體上，安裝上兩個對稱的小管，兩管彎向相反的方向，當球體有蒸汽從兩管中向外噴出時，由于反作用，迫使球體轉(zhuǎn)動。這種看來很簡單的裝置，包含了利用反沖作用的原理和蒸汽做工質(zhì)的意義?？梢哉f，這一個小玩具，是現(xiàn)代渦輪機和噴氣發(fā)動機的始祖。2、大氣蒸汽機在希龍之后，對蒸汽的使用停頓了很多年。17世紀，英國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，需要廉價的動力，于是在英國就有了蒸汽機使用的趨勢。在這期間比較突出的是紐科門設(shè)計的“大氣蒸汽機”于1705年獲得了專利，安裝在沃爾弗漢普頓作為提水的動力裝置。紐科門的“大氣蒸汽機”如圖2－2所示。從鍋爐進入汽缸的蒸汽，反抗外部大氣壓力使活塞上移，直到汽缸和鍋爐之間的通路被一個開關(guān)卡住為止。然后汽缸中的蒸汽被噴水水流凝結(jié)，形成部分真空，上面的大氣迫使活塞向下移動?；钊?lián)接在架空連桿的一端，連桿的另一端連著抽水機唧筒的鐵桿?；钊陆禃r，唧筒的鐵桿上升，把水提上來。3、瓦特制造的蒸汽機大氣蒸汽機有鍋爐和汽缸，結(jié)構(gòu)比較簡單，它的熱效率很低。英國工人技師瓦特在前人研究的基礎(chǔ)上，對紐科門的蒸汽機進行了改進，找出了熱效率低的主要原因是汽缸在每一沖程中都要用噴水使蒸汽凝結(jié)，這時汽缸本身也被冷卻，熱量大量損耗。瓦特設(shè)計制造了精密的汽缸，發(fā)明了跟汽缸分離的冷凝器（圖2－3），這樣就顯著地提高了熱效率和運行的可靠性。瓦特的蒸汽機被廣泛地應(yīng)用在工廠和運輸?shù)母鱾€部門，瓦特本人也被后人稱為蒸汽機的發(fā)明者。瓦特1782年發(fā)明制造的蒸汽機，是利用鍋爐發(fā)出的高壓蒸汽進入汽缸中膨脹，推動活塞往復(fù)運動對外做功，因此這種熱機又叫往復(fù)式蒸汽機。蒸汽機的發(fā)明與使用對工業(yè)發(fā)展起了巨大的推動作用，開創(chuàng)了蒸汽時代，歐洲的工業(yè)革命就是從這里開始的。4、內(nèi)燃機第一臺實際使用過的內(nèi)燃機，是1859年法國工程師勒努瓦制造的。這是一臺煤氣機，效率很低。1876年德國工程師奧托制成了按四沖程原理工作的煤氣機，稱為奧托循環(huán)機，這是內(nèi)燃機劃時代的進步。1892年，德國工程師狄塞爾。提出了壓縮點火式內(nèi)燃機的設(shè)計原理，經(jīng)過多次試驗和改進，于1897年制成第一臺壓燃式內(nèi)燃機，使用液體燃料，熱效率比以前的內(nèi)燃機都高。內(nèi)燃機的發(fā)明，使熱機的效率由蒸汽機的10％左右，提高到內(nèi)燃機的40％左右。而且由于內(nèi)燃機輕巧，適于用在交通工具上，對促進交通運輸業(yè)的發(fā)展起了關(guān)鍵的作用。5、蒸汽輪機蒸汽輪機是英國的查爾斯于1884年首先制造的。蒸汽輪機利用從鍋爐來的高溫高壓蒸汽，通過蒸汽噴嘴噴出，沖擊汽輪機的葉片，帶動機軸一起轉(zhuǎn)動（圖2－4）。蒸汽輪機具有很高的轉(zhuǎn)速和很大的功率，熱效率為25～30％。主要用在大型火力發(fā)電廠、原子能發(fā)電站中。6、燃氣輪機燃氣輪機是近幾十年發(fā)展起來的。它由燃燒室、壓氣機、輪機裝置組成。圖2－5所示是它的工作原理示意圖。壓氣機將空氣壓縮后送入燃燒室，再跟燃料混合后燃燒，產(chǎn)生大量的高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣被送入封閉的輪機裝置內(nèi)膨脹，推動葉片使機軸轉(zhuǎn)動。燃氣輪機被用在飛機、火車和高速海輪上。7、噴氣發(fā)動機到了20世紀，新的科學(xué)技術(shù)發(fā)展很快，1926年，美國的火箭發(fā)明者戈達德成功地發(fā)射了第一只火箭?；鸺褂玫氖菄姎獍l(fā)動機。噴氣發(fā)動機是利用發(fā)動機本身高速噴出的燃氣的反作用力推動飛行器前進的。這種發(fā)動機具有重量輕、體積小。推力大的優(yōu)點，適用于高速高空飛行。噴氣機分為兩大類：借助空氣力助燃劑的叫空氣噴氣發(fā)動機；自帶助燃氧化劑的叫火箭發(fā)動機?？諝鈬姎獍l(fā)動機只能在大氣層中飛行，飛行速度可達900千米／時，飛行高度可達30000米。這種發(fā)動機的種類很多，其中渦輪發(fā)動機應(yīng)用比較廣泛。圖2－6是它的示意圖，由進氣口、壓氣機、燃燒室、燃氣渦輪及噴管等主要部分組成。噴氣發(fā)動機給航空事業(yè)帶來了嶄新的階段?；鸺l(fā)動機分為液體燃料和固體燃料兩種?；鸺l(fā)動機是發(fā)射導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的動力，是人類征服宇宙的工具。液氫、液氧是目前世界上最先進的燃料和氧化劑。我國長征三號火箭的第三級就是采用液氫為燃料，液氧為氧化劑。博古論今博古論今【資料1】走遍大陸1、汽車在汽車誕生之前,馬車是人們的主要交通工具。但到了十八世紀，隨著蒸汽機在工業(yè)上的普遍應(yīng)用，生產(chǎn)效率日益提高，馬車的速度和運輸能力越來越不能滿足人們的需要。一些大膽的發(fā)明家開始嘗試用蒸汽機代替馬匹來"拉"車。1769年，法國人古諾試制出了第一輛蒸汽動力汽車。不過，它的速度只有每小時4000米，比馬車還慢，而且不容易駕駛，實用性很差。此后，不斷有人對蒸汽動力車加以試驗和改進。到了1828年，蒸汽車已經(jīng)改進了很多，可以乘坐22人，速度也達到了每小時32千米，顯示出其遠勝于馬車的優(yōu)勢。蒸汽車逐漸開始作為交通工具在街道上行使。但當時的人們并不歡迎這種發(fā)出巨響，冒出濃煙的怪物。而且蒸汽汽車偶爾還會發(fā)生鍋爐爆炸事件，使乘客感到不安全。發(fā)明家們意識到，傳統(tǒng)的蒸汽機用于驅(qū)動車輛存在著很多先天缺陷，他們雖然努力改進，但一直沒有突破性的進展。一些人開始為車輛尋找新的動力。十九世紀中后期，內(nèi)燃機的發(fā)明和完善使發(fā)明家們終于獲得了夢寐以求的良好的車輛動力----汽油發(fā)動機。德國人戴姆勒最先致力于把汽油發(fā)動機裝在車輛上試驗。與此同時，德國人本茨也在做著同樣的努力。188