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好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。——《中庸》

2024年高考物理热力学题目解析

物理热力学作为高考物理的一部分，是考查学生对热和能量转化的

理解与应用能力的一种方式。在2024年的高考物理试卷中，物理热力

学题目占据了一定比例，涵盖了热力学基本概念、热容、热扩散、热

机等内容。本文将针对2024年高考物理热力学题目进行解析，帮助考

生更好地掌握热力学的相关知识点。

1.热容计算题

**题目：**一块质量为2kg的物体，初始温度为20℃。它与一个

温度保持恒定的热源接触，热源温度为80℃。物体与热源接触后，达

到了热平衡，最终物体和热源的温度都为60℃。求该物体的热容。

**解析：**

首先，我们需要明确热容的定义。热容是指单位质量物体在温度变

化1摄氏度时所吸收或放出的热量。根据题目中给出的条件，我们知

道物体质量为2kg，温度变化为60℃-20℃=40℃。

热容的计算公式为：

热容=吸收(或放出)的热量/温度变化

由于物体与热源达到了热平衡，所以物体吸收的热量等于热源放出

的热量。

根据热量守恒定律，我们可以得出以下等式：

物体吸收的热量=热源放出的热量

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根据热量的定义，热量=质量×热容×温度变化

代入已知数值，设物体的热容为C，则有：

2C×40=2kg×C×(80-60)

80C=40C

得出C=1J/(kg·°C)

所以该物体的热容为1J/(kg·°C)。

2.热扩散计算题

**题目：**一根铁棒长度为1m，横截面积为1cm²，两端温度分别

为100℃和20℃。已知该铁棒的导热系数为0.12W/(m·K)，求铁棒导热

的速率。

**解析：**

根据导热速率的定义，导热速率是指单位时间传播单位面积温度差

1摄氏度时的热量。设导热速率为Q，铁棒的长度为L，横截面积为A，

温度差为ΔT。

导热速率的计算公式为：

Q=导热系数×横截面积×温度差/长度

代入已知数值，我们可以得到：

Q=0.12W/(m·K)×1cm²×(100℃-20℃)/1m

将1cm²转换为1m²，即将单位转换为国际单位制：

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Q=0.12W/(m·K)×(0.0001m²)×(100℃-20℃)/1m

Q=0.001W

所以铁棒导热的速率为0.001W。

3.热机效率计算题

**题目：**一台热机从高温热源吸收300J的热量，向低温热源放

出150J的热量，求热机的效率。

**解析：**

热机的效率是指热机输出的功与热机输入的热量之比。设热机的效

率为η，热机输入的热量为Q1，热机输出的功为W，热机向低温热源

放出的热量为Q2。

效率的计算公式为：

η=W/Q1

由于热机是一个能量转化的过程，根据能量守恒定律，我们可以得

出以下等式：

Q1=W+Q2

根据题目中给出的条件，我们知道热机向低温热源放出的热量为