《2025年物理竞赛教程初中》

例题 2
同一房间里有甲、乙、丙三支完全相同的温度计，原来的示数相同。现将其中甲、乙温度计的玻璃泡上包上棉花，甲的棉花上还蘸有酒精。仍将它们放在同一房间里，温度计的示数情况是（B）。
A.甲、乙示数相同，丙最低
B.乙、丙示数相同，甲最低
C.甲、丙示数相同，乙最高
D.甲最低，乙最高，丙居中

答案： 解析 乙、丙温度计的示数不变。甲温度计包的棉花上由于蘸有酒精，酒精易于蒸发，在蒸发过程中不断吸热，使得甲温度计的温度下降，低于乙、丙温度计的温度。所以正确选项为 B。

例题 3
温度、热量、内能三者之间的区别和联系各是什么？

答案： 解析 温度表示物体的冷热程度，从分子动理论的观点来看，物体的温度越高，分子的运动就越剧烈，温度标志着一个物体内部大量分子运动的剧烈程度。对某一物体而言，温度只能说“是多少”或“达到多少”，不能说“有”或“没有”“含有”等。
热量是表示物体在热传递过程中吸收或放出热的多少，是与热传递过程有关的物理量，离开了热传递过程，热量是没有意义的。因此对热量只能说物体“吸收多少”或“放出多少”，不能说物体“有多少”或“含有多少”。热量是热传递过程中物体内能转移多少的量度。在热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量。由于物体质量等因素的影响，高温物体并非一定是内能多的物体，因此不能说热传递过程是由内能多的物体向内能少的物体的传热过程。
内能是能的一种形式。从宏观上看，一定质量的物体，它的内能与物体的温度相关，物体温度升高，内能增加；物体温度降低，内能减少。从微观上看，物体的内能是物体内所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。由于分子永不停息地做无规则运动，所以一切物体的内能都不为零。物体内能的多少不是我们所关心的，我们关心的是物体内能的改变量，即物体增加或减少的内能是多少。

例题 4
质量为 $20g$ 的水，温度从 $10^{\circ}C$ 升高到 $20^{\circ}C$，试求：
（1）水吸收多少热量？
（2）用这些热量能使质量为 $20g$ 的砂石温度升高多少？已知水的比热容 $c_水 = 4.2×10^3J/(kg·^{\circ}C)$，砂石的比热容 $c_砂 = 0.92×10^3J/(kg·^{\circ}C)$。

答案： 解析 这是应用热量公式计算的问题。做题时，对“升高了”“升高到”要注意区别和理解。
（1）设水吸收的热量为 $Q_{吸}$，则
$\begin{aligned}Q_{吸}&=c_水m_水(t_2 - t_1)\\&=4.2×10^3J/(kg·^{\circ}C)×0.02kg\\&\quad×(20^{\circ}C - 10^{\circ}C)\\&=840J\end{aligned}$
（2）设砂石吸收的热量为 $Q'_{吸}$，根据题意有
$\begin{aligned}Q_{吸}&=Q'_{吸}\\Q'_{吸}&=c_砂m_砂\Delta t_砂\\\Delta t_砂&=\frac{Q'_{吸}}{c_砂m_砂}\\&=\frac{840J}{0.92×10^3J/(kg·^{\circ}C)×0.02kg}\\&=45.7^{\circ}C\end{aligned}$
通过此题的计算我们又可看出，在水和砂石的质量相等、吸收热量相同的情况下，由于砂石的比热容比水的小很多，砂石的温度升高比水的温度升高多。正是因此，沿海地区的昼夜温差变化不像内陆地区那样明显。