Question

8．如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，原因是内能增加，叶轮通过做功方式实现了能量的转化．
（1）假设两边滑轮所挂重物的质量均为m，重物下落的高度为h，容器内水的质量为m₂，水升高的温度为△t，水的比热容为c，则水吸收的热量=cm₂△t；钩码升降所做的功=2m₁gh；这台机器的效率为$\frac{50c{m}_{2}△t}{{m}_{1}gh}$%（用物理量符号表示）．
（2）综合分析实验装置及表格中的数据，你认为该实验中能量损失主要来源于热量在热传递过程中的热量散失（只写出其中一条即可）．

Answer 1

分析 改变物体内能的方式：做功和热传递；
（1）题中水吸收的热量为有效利用的能量；重物克服重力做功为总功，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$表示机械的效率；
（2）能量损失的主要途径：散热、克服摩擦做功等．

解答 解：如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高，内能增加，叶轮通过做功方式实现了能量的转化．
（1）两边重物下落获取的机械能：
E=m_总gh=2m₁gh，
水吸收的热量：
Q_吸=cm₂△t
这台机器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%=$\frac{c{m}_{2}△t}{2{m}_{1}gh}$×100%=$\frac{100c{m}_{2}△t}{2{m}_{1}gh}$%=$\frac{50c{m}_{2}△t}{{m}_{1}gh}$%．
（2）该实验中能量损失主要来源于热量在热传递的过程中热量散失等．
故答案为：
升高；内能增加；做功；
（1）cm₂△t；2m₁gh；$\frac{50c{m}_{2}△t}{{m}_{1}gh}$%．
（2）热量在热传递的过程中的热量散失．

点评 本题考查的是对改变物体内能的方式、吸热公式、效率公式的理解，综合性强．