Question

初中物理热学题（求详解）

三个相同的热源分布在一横放着的圆筒内，圆筒的侧壁和一个底部均绝热，另一个底部开口并被导热膜封住，用另两个导热膜在圆筒内隔出两个竖囱，从而将三个热源互相隔开并形成A、B、C三个独立单元区域，假设周围环境的温度恒定，并且传导的热功率与温差成正比，每个独立单元区域内空气的温度均匀，A、B、C三个独立单元区域的温度与周围环境的温度差分别为a，b，c，则a比b比c为 ( ) A.3:2:1 B.6:3:2 C.5:3:1 D.6:5:3
（上海市第二十六届初中物理竞赛（大同中学杯）23题）

Answer 1

解：依题意：设三个单元产热速率均为Q，热传递速率均为单元之间温差；则热平衡时有：
A单元：Q=a-b
B单元：Q+(a-b)=b-c
C单元：Q+(b-c)=c
把上面三个方程联立解之得：a/b=6/5; a/c=2/1=6/3
所以；a:b:c=6:5:3
答案为：D

追问

麻烦你解释一下B,C单元关系式的来历。

追答

因侧壁与外界绝热，所以

B单元；热量来源只有热源放出的热Q和从A单元传来的热a-b;总为Q+a-b
热量去向因它温度低于A，高于C所以只能把热传给C为：b-c
又单元内温度不变，所发进来的热与出去的热应相等：则Q+a-b=b-c;
同理可说明C单元中：Q+b-c=c.
这里的条件是：（1）题目中的“热传递功率与温差成正比”；（2）热量只能由高温物体传给低温物体。

Answer 2

答案是d

Answer 3

C