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有一种专利产品热红止疼袋,它是用厚塑料袋密封的某种晶体制成的,使用前先把它放入沸水中使袋中晶体完全熔化成液体后拿出,在任何环境温度下储存备用(此时液体处于过冷状态中).使用时用手轻掰袋内金属片,袋内液体受到振动后便迅速结晶凝结成固体,放出大量的熔解热并使它的温度迅速升高到52℃左右,贴近患处热敷从而达到止疼的作用.试从物体内能的角度分析此过程它的内能的变化情况(可以忽略凝固过程中外界对他所做的功).设袋内晶体的质量为m、熔解热为q、比热为c,过程中温度升高了Δt℃,推导过程中内能变化的表达式ΔE=?

ΔE=qm-cmΔt
(1)在标准状况下水结冰时,水的动能不发生变化而水的势能将减少;
(2)一般的情况下物体在加热升温过程中,是物体的动能与势能都增加;
(3)本题却是一个特殊的放热升温的过程,问题中出现了物体的势能减少量大于物体的动能的增加量的情况.
分子动能与分子势能是物体内能的不可分割的两部分,而分子动能与分子势能,有各自的决定因素,在分析、计算问题的过程中,应对分子动能和分子势能,进行分别的分析和计算.
  [思路一]根据分子势能与分子动能的概念,分子势能的变化由分子间平均距离与分子总数决定,本题中应利用过程中所释放出的熔解热及升温过程中所吸收的比热,再由熔解热及比热的概念去求解;而分子动能的变化由分子总数与温度决定,本题应由比热去求解.
  [思路二]根据热力学第二定律,考虑做功的过程中做的功可以忽略,而热传递过程中所释放出的热是问题的主要矛盾,再用能的转化和守恒定律分析过程中的能量转化关系,列方程求解.
  [思路三]根据能的转化和守恒定律,分析过程中的能量转化关系,列出方程.在根据过程中所释放出的熔解热及升温过程中所吸收的比热,列出相应的方程进行求解.
★ 试题详解: (根据思路一)
  液体凝固的过程,是分子总势能减少的过程,其减少量应为qm,而温度升高的过程则是分子平均动能增大即分子总动能增大的过程,分子总动能增加量应为cmΔt,由于整体是放热,内能应减少,其减少量应等于物体分子总势能的减少量减去分子总动能的增加量.
  即ΔE=qm-cmΔt
  本题是物体内能变化的问题,而物体内能由物体分子总动能与物体分子总势能共同决定.势能与动能虽可以互相转化,但并无直接对应关系,应分别分析计算.
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科目:高中物理 来源:名校好题 题型:038

有一种专利产品热红止疼袋,它是用厚塑料袋密封的某种晶体制成的,使用前先把它放入沸水中使袋中晶体完全熔化成液体后拿出,在任何环境温度下储存备用(此时液体处于过冷状态中).使用时用手轻掰袋内金属片,袋内液体受到振动后便迅速结晶凝结成固体,放出大量的熔解热并使它的温度迅速升高到52℃左右,贴近患处热敷从而达到止疼的作用.试从物体内能的角度分析此过程它的内能的变化情况(可以忽略凝固过程中外界对他所做的功).设袋内晶体的质量为m、熔解热为q、比热为c,过程中温度升高了Δt℃,推导过程中内能变化的表达式ΔE=?

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科目:高中物理 来源: 题型:

有一种专利产品热红止疼袋,它是用厚塑料袋密封的某种晶体制成的,使用前先把它放入沸水中使袋中晶体完全熔化成液体后拿出,在任何环境温度下储存备用(此时液体处于过冷状态中).使用时用手轻掰袋内金属片,袋内液体受到振动后便迅速结晶凝结成固体,放出大量的熔解热并使它的温度迅速升高到52℃左右,贴近患处热敷从而达到止疼的作用.试从物体内能的角度分析此过程它的内能的变化情况(可以忽略凝固过程中外界对他所做的功).设袋内晶体的质量为m、熔解热为q、比热为c,过程中温度升高了Δt℃,推导过程中内能变化的表达式ΔE=?

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