习题3：探究-物质的比热容

探究——物质的比热容习题1、森林是一巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气.小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水,水面的表面积为，经太阳垂直照射15min，温度升高了5℃.请计算：（1）实验时6kg的水吸收了多少热量？（2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？（3）100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气？（若绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出的氧气）2、在野外施工中，需要使质量m=的铝合金物体升温.除了保温瓶中尚存有温度t=的的热水外，无其他热源.试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t0=升温到以上(含,并通过计算验证你的方案.已知铝合金的比热容C=×103j(kg0C)－1，水的比热容C0=×103j(kg0C)－1,不计向周围环境散失的热量.3、每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤（热值为×107J/kg），使50kg、20℃的水温度升高到80℃。求：（1）水需要吸收的热量。（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。4、太阳能热水器（如图14）具有安全、节能、经济和环保等优点。请问：（1）太阳能热水器在工作时其能量如何转化？（2）若该热水器的水箱内装有160kg水，经阳光照射后，水温由20℃升高到70℃，水吸收的热量是多少焦？[水的比热容是×103J/（kg·℃）]5、简易太阳能热水器的受光面积1.4m2

,内装80kg水，太阳每分钟

辐射到1m2面积上的热量是8×104J,如果60％的热量被水吸收,问:20℃的水晒3h后水温升高到多少摄氏度？（水的比热容是×103J/(kg·℃)）6、热水瓶内有千克水，如果它的温度从100°C下降到30°C，可放出多少热量？若这些热量全部用来做功，可以做多少功？7、将一勺冷水倒入盛有一些热水的保温容器中，使得热水温度降低6℃。然后又向保温容器内倒入一勺冷水，水的温度又降低了4℃。如果再连续倒入10勺同样的冷水，则保温容器内的水温还将降低多少（不考虑保温容器的放热和吸热）？8、洗浴用的电热水器的电功率是kW，热水器内筒的直径是30cm，高是50cm。如果加热过程中的热量散失率为10％，则把水从20℃加热到70℃需要多长时间？9、有一堆从河中捞出的温砂子，测得其比热容为×103焦/（千克．℃）。已知干砂子的比热容为×103焦/（千克．℃），则按质量说，这堆砂子含水的百分比是多少？10、完全燃烧酒精（热值q=3×107J/Kg）放出多少热量？若这些热量有50%被500Kg的水吸收，可使水的温度上升多少？（水的比热容为×103J/（Kg·℃））11、小红在学习了“比热容”的有关知识后，知道单位质量的不同物质在升高相同温度时，所吸收的热量不同，为了描述物质的这种性质，引入了一个新的物理量——比热容，于是她又想到晶体在熔化时，温度虽然保持不变，但需要吸收热量，那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同呢？带着这个疑问，小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为×103J/(kg·℃)（1）根据图线，你能得到的一条信息是：

；（2）CD段水吸收的热量是多少？（3）计算出冰的比热容；（4）设加热器发出的热量有70﹪被冰或水吸收，求加热器的功率是多大？（5）若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，根据图中所给的信息，计算出冰的熔化热λ。

12、甲、乙两物体的质量之比为，用两个相同的酒精灯分别给它们加热，（设酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收）如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化曲线，若甲的比热容为，则乙的比热容是多少？13、一支水银温度计中装有2g水银，水银吸收J热量后，温度计的读数由25℃上升到多少摄氏度？[已知水银的比热容是140J/（kg・℃）]14、质量相等、初温相同的水和某种液体，在相同的时间内，相同的条件下同时给它们加热。每隔1min记录一次温度，得到温度随时间变化的图像如图所示，求：（1）这种液体的比热容（2）要使20kg这种液体加热10分钟，需要吸收多少热量？

二、实验,探究题15、小张同学在研究晶体熔化实验过程中想到：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢？他们在相同的烧杯中分别装上了100g的冰和萘，用同样的酒精灯加热，并用表测出它们熔化过程所用的时间，记录的数据如表所示．（1）分析实验数据，可以得出结论：质量___

___的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是____

__的．（2）为了表示晶体的这种性质，仿照比热容的定义，可知：

__________的某种晶体熔化成同温度的液体时_________的热量，叫做这种晶体的熔化热．用字母λ表示．物质熔化时间/min冰12萘516、为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了图所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：)

水的导热性能好或沙子导热性能不好／沙子里温度计玻璃泡插入比较浅（１）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质。（２）分析下表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量(大于／小于)沙子吸收的热量。（３）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，

(沙子／水)升高的温度更高．

（４）实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(3)结论不符，你认为可能的原因是：

。

参考答案一、计算题1、（1）6kg水经15min照射吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=×103

J/(kg·℃)×6kg×5℃=×105J

（2）每秒钟获得的能量为:×105J/(15×60)=×102J

每平方米绿色植物每秒钟接收的太阳能为：×102J/=×103J

（3）100m2绿色植物每秒钟接收的太阳能可以放出的氧气为：×103

J/103

J)×L×100=7L

2、①操作方案：将保温瓶中t=900C的热水分若干次倒出来。第一次先倒出一部分，与温度为t0=的构件充分接触，并达到热平衡，构件温度升高到t1。将这部分温度为t1的水倒掉，再从保温瓶倒出一部分热水，再次与温度为t1的构件接触，并达到热平衡，此时构件的温度升高到t2。再将这些温度为t2的热水倒掉，然后再从保温瓶倒出一部分热水来使温度为t2的构件升温，……。直到最后一次将剩余的热水倒出来与构件接触，达到热平衡，只要每部分水的质量足够小，最终就可使构件的温度达到所要求的值。②验证计算：如将热水分5次倒出，每次倒出m0=，在第一次使热水与构件达到热平衡的过程中：Q1=C0m0（t-t1）

Q1′=Cm（t1-t0）

所以

Q1=Q1′得

t1=

同理：t2=，A……，t5=

[倒出次数不能少于5次]3、(1)×107J(2)1．75㎏4、（1）太阳能转化为内能（2）水吸收的热量Q＝cm△t

＝×103J/（kg·℃）×160kg×（70℃－20℃）

＝×107J5、Q吸=8×104××3×60×60%=×107(J)

Δt=

T=t0+Δt=20+36=56(℃)6、441千焦耳；441千焦耳7、℃8、答案：1．9h解析：水的质量

m=Vρ=πr2hρ水升温吸收的热量

Q吸=cm(t-t0)=cπr2hρ(t-t0)电热器放出的热量

Q放=PT

Q有=PTη∵Q吸=Q有∴cπr2hρ=(t-t0)=PTη加热的时间T=114min=1．9h9、解答中各字母所代表的意义如下：m1-干砂子的质量，m2-水的质量，m-砂子和水的混合物的质量；c1-干砂子的比热容，c2-水的比热容，c-砂子和水的混合物的比热容；Q1-干砂子吸收的热量，Q2-水吸收的热量，Q-砂子和水的混合物吸收的热量；△t-温度差。砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的热量可以表示为：Q=c(m1+m2)△t

(1)Q1=c1m1△t

(2)Q2=c2m2△t

(3)由这三个式子可以解出代入数值后，得10、×107J（3分），15℃（3分）.11、（1）冰在熔化时温度不变（或冰吸热温度升高）（1分）

⑵×104J（2分）

⑶×103J/（kg℃）（2分）

⑷100W（2