凝固作业第二章

第二章作业参考答案2-2 图示等截面混凝土的吊柱和立柱，已知横截面面积A 和长度a 、材料的重度ρg ，受力如图所示，其中F = 10 ρg Aa 。

试按两种情况作轴力图，并求不考虑柱的自重和考虑柱的自重两种情况下各段横截面上的应力。

解：1. 不考虑柱的自重情况：根据吊柱或立柱的受力情况分别作它们的轴力图如下图所示，（a ） （b ） （c ）则在此情况下，吊柱或立柱各截面上的应力分别为： （a ） N,10AB AB F ga A σρ==、N,0BC BC F Aσ==，（b ） N,20AB AB F ga A σρ==-、N,20BC BC F ga A σρ==，（c ） N,10AB AB F ga Aσρ==-、N,30BC BC F ga Aσρ==-、N,60CD CD F ga Aσρ==-；2. 考虑柱的自重情况：根据吊柱或立柱的受力情况分别作它们的轴力图如下图所示，（a ） （b ） （c ）F 轴力图○+2F轴力图○+ ○－ F轴力图3F6F○－因此，在此情况下，吊柱或立柱各截面上的应力分别为（以自由端作为起点）： (a) [)N,0,CB CB F gx x a A σρ==∈、，其中：N,0C C F Aσ==、N,10B B F ga Aσρ--==，()(]N,110,2BA BA F a x g x a A σρ==+∈、，其中：N,11B B F ga Aσρ++==、N,13A A F ga A σρ==；(b) ()[)N,200,2CB CB F a x gx x a Aσρ==+∈、，其中：N,20C C F ga Aσρ==、N,22B B F ga Aσρ--==，()(]N,180,2BA BA F a x g x a Aσρ==-+∈、，其中：N,18B B F ga Aσρ++==-、N,16A A F ga A σρ==-；(c) ()[)N,100,AB AB F a x g x a A σρ==-+∈、，其中：N,10A A F ga A σρ==-、N,11B B F ga A σρ--==-，()()N,310,BC BC F a x g x a A σρ==-+∈、，其中：N,31B B F ga Aσρ++==-、N,32C C F ga Aσρ--==-，()(]N,620,CD CD F a x g x a Aσρ==-+∈、，其中：N,62C C F ga Aσρ++==-、N,63D D F ga Aσρ==-。

进
行
新
课
熔化吸热凝固放热
现在请大家结合熔化和凝固的实验听一段海波的自白，并回答问题.
海波的自白：我叫海波，我的熔点和凝固点都是48℃.现在我的体温恰好是48℃，请你们告诉我，我是应该熔化，还是应该凝固呢？只要你们说得对，我就照你们说的办.
学生讨论：48℃既是海波的熔点也是它的凝固点，此时海波是熔化还是凝固，关键要看海波是吸热还是放热.固态海波在温度到达熔点时，吸热则熔化.液态海波在这一温度时，放热则凝固.所以熔化时吸热，凝固时放热.
教
学
板
书
课
堂
小
结
这节课，我们学习了熔化吸热、凝固放热及其应用的有关知识.这节课就到这，谢谢！
教
材
习
题
解
答
【教材P57“动手动脑学物理”】
1.日常生活中有哪些利用熔化吸热、凝固放热的例子?熔化吸热、凝固放热会给我们带来哪些不利的影响？请各举一个例子.
解：利用熔化吸热的例子：吃雪糕降温；把冰放在蔬菜水果上能保鲜等.利用凝固放热的例子：在北方的冬天，菜窖里放水保温.
解：猜想：酒精使水的凝固点降低了.混合液体没有凝固，是因为水中混入酒精后，它们的混合物的凝固点低于-5℃，因此没有凝固.
实际运用：冬天在路面上撒盐加快积雪的熔化；在汽油里加乙醇防止汽油凝固.
知识拓展：
掺入杂质后，晶体的熔点和凝固点会降低.如冬天汽车的水箱中加入少许酒精，可降低水的凝固点，防止水凝固；在冰冻的路面上撒盐可降低冰的熔点，加快其熔化.
多媒体课件.
教学难点
熔化和凝固的应用.
教学课时
1课时
课前预习
晶体在熔化时吸热，温度不变.液体在凝固成晶体时放热，温度不变.
巩固复习

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汇报人：
01 添 加 目 录 文 本 03 教 学 内 容 05 教 学 环 节
02 课 件 简 介 04 教 学 方 法 06 教 学 资 源
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课件简介
针对小学科学课程中的《凝结》单元 旨在帮助学生理解凝结现象及其原理 结合实验和实例，提高学生的动手能力和观察能力 引导学生思考凝结现象在生活中的应用，激发学习兴趣
增加实验环节，让学生亲自动手操作，提高学习兴趣 采用多元化的评价方式，如小组合作、课堂讨论等，提高学生的参与度 加强教师与学生之间的互动，及时解答学生的疑问 定期进行教学反思，总结经验教训，不断改进教学方法
展示学生制作的凝结实验作品 评价学生的实验操作和观察记录 反馈学生的实验结果和思考 鼓励学生分享自己的实验心得和体会
准备材料：水、冰块、温度计、烧杯等 实验步骤：将冰块放入烧杯中，观察冰块融化过程 记录数据：记录温度变化，观察冰块融化时间 分析结果：解释冰块融化的原因，理解凝结现象
回顾本节课的主要内容，包括凝 结现象、原因和影响
强调凝结在日常生活中的应用， 如降雨、结冰等
引导学生思考如何利用凝结现象 解决实际问题，如防冻、除湿等
培养学生观察、实验和思考 能力
帮助学生理解凝结现象
激发学生对科学知识的兴趣 和探索欲望
提高学生的科学素养和实践 能力
小学生
家长
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科学教师
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教育机构
生动有趣：通过动画、图片、视频等多种形式，使科学知识更加生动有趣。 互动性强：鼓励学生参与实验、讨论，提高学习兴趣和积极性。 知识全面：涵盖凝结现象、原理、应用等方面，使学生全面了解凝结知识。 贴近生活：结合生活中的凝结现象，使学生更容易理解和掌握。

第二章1。

已知某半无限大板状铸钢件的热物性参数为：导热系数λ=46。

5W/(m ·K)，比热容C=460.5J/(kg ·K)，密度ρ=7850 kg/m3,取浇铸温度为1570℃，铸型的初始温度为20℃。

用描点作图法绘出该铸件在砂型和金属型铸模（铸型壁均足够厚）中浇铸后0.02h 、0。

2h 时刻的温度分布状况并作分析比较。

铸型的有关热物性参数见表2—2。

解：（1）砂型：1111ρλc b ==129652222ρλc b ==639界面温度：21202101b b T b T b T i ++==1497℃铸件的热扩散率:ρλc a=1=1。

310-5 m 2/s根据公式()⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+=t a xT T T T ii 11012erf 分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表1。

表1铸件在砂型中凝固时的温度分布与铸型表面距离（m ） 0 0。

02 0.04 0.06 0。

08 0。

10 温度（℃） t=0.02h 时1497 1523 1545 1559 1566 1569 t=0。

20h 时 149715051513152115281535根据表1结果做出相应温度分布曲线见图1。

（2）金属型：1111ρλc b ==129652222ρλc b ==15434界面温度：21202101b b T b T b T i ++==727.6℃同理可分别计算出两种时刻铸件中的温度分布状况见表2与图2。

表2铸件在金属型中凝固时的温度分布(3)分析:采用砂型时，铸件金属的冷却速度慢，温度梯度分布平坦，与铸型界面处的温度高，而采用金属铸型时相反.原因在于砂型的蓄热系数b 比金属铸型小得多.2.采用（2-17）、（2—18）两式计算凝固过程中的温度分布与实际温度分布状况是否存在误差?分析误差产生的原因,说明什么情况下误差相对较小?解：是有误差的。

因为在推导公式时做了多处假设与近似处理，如：①没有考虑结晶潜热。