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文档简介
第03讲比热容
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学习目标
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1.掌握探究不同物质的吸热能力;
2.利用比热容的性质去解释生活中的物理现象;
3.理解比热容的概念;
4.并掌握比热容相关的吸、放热的计算。
||豳基础知识'
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一、比较不同物质吸热能力
1.探究不同物质吸热能力
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套,火柴、秒表、水和另一
种液体(如煤油)。
【实验步骤】
(1)按图组装器材。
(2)取质量相同的水和煤油(60g),常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同),测出两种液
体的温度,并计入表格。
(3)点燃酒精灯,同时给水和煤油加热,加热时间为5分钟,测量此时两种液体温度并计入表格。
(4)实验表格(参考数据)
物质种类质量/g初温/℃末温/久温升/汽加热时间(min)
水602040205
煤油602056365
(5)整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
2.实验注意事项:
(1)温度计的使用方法
液泡要全部浸入液体中,不能碰容器壁,也不能碰容器底部
(2)选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的
是为了让两种物质吸收的热量相同(本实验是一个理想化实验,不考虑热量散失)
(3)安装实验器材的顺序
自下而上
(4)可选择不同的液体进行实验,目的是什么?
这样可以减小实验中偶然因素造成的误差,使实验结论更具有普遍性。
(5)控制变量法的应用
①取质量相同的水和食用油分别放入两烧杯中(注意不是体积相同)
②实验中选用相同的酒精灯(酒精量可以不一样,但火焰大小必须一样)给水和煤油加热相同时间,
使两种物质吸收的热量相同
③让水和煤油升高相同的温度,比较加热的时间。
(6)转换法的应用
酒精灯燃烧每秒放出的热量是一定的,较热相同时间,放出的热量相同。不考虑热量损失,放出的
热量全部被水和煤油吸收,故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。
(7)判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间,通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力的强弱,温度变化快的吸热能力弱。
②升高相同的温度,通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱,加热时间长的物体吸热能力强
二、比热容
1.定义:一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物
质的比热容,用符号C表示。
2.定义式:c=—%—o
m(t2一.)
3.单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg・℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义:水的比热容是4.2Xl()3j/(kg•©),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量
是42X1(06
5.一些常见物质的比热容
几种物质的比热[J/(Kg-℃)]
水4.2X103砂石0.92X103铁.钢0.46X103
冰2.1X103玻璃0.67X103铜0.39X103
煤油2.1X103橡胶1.7X103水银0.14X103
酒精2.4X103水蒸气1.88X103铝0.88X103
甘油2.5X103干泥土0.84X103铅0.13X103
【特别提示】
1.比热容是物质本身的一种性质
(1)同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的改变无关。
(2)同一种物质在不同的状态下比热容不同,如冰、水的比热容是不同的。
2.水的比热容比较大,是4.2xl03j/(kg♦℃)o主要表现:
(1)由于水的比热容较大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,
我们用水作为冷却剂和取暖用。
(2)由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这
一点有利于调节气候。夏天,太阳晒到海面上,海水的温度升高过程中吸收大量的热,所以人们住在
海边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温降得不是太
低,所以住在海边的人又不觉得特别冷。
7.比热容的应用
(1)与质量相同的其他物质相比,水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水,
例如黄牛。与质量相同的其他物质相比,水吸收(或放出)相同的热量,升高(或降低)的温度相对较小。体
型较大的温血动物体内水分多,对维持自身的体温有优势。
(2)水是生命之源,人的生活离不开水,冬天人们用热水流过散热器来取暖,用热水的好处是由于相
同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度,由于水的比热容大,水放出的热量多,所以用热水流过散
热器来取暖。
(3)炒栗子时里面加沙子有何作用?炒栗子时,栗子表面与热锅的接触面积很小,不利于传热。沙子
的颗粒小可以填塞栗子间的空隙,这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积,使栗子能均匀受热。
另外,沙子的比热容较小,吸热时升温较快,可缩短炒熟的时间。也可以节能。
(4)城市种植花草树木,提高绿地覆盖率,修建人工湖,扩大水域面积,大大改善了市民的居住环境,
让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲,花草树木对声音有一定的吸收作用,起到减弱噪
音的作用:人工湖的建成,由于水的比热容较大,吸收或放出热量时,水的温度变化较小,即温差小,有
恒温作用。
(5)夏日,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,这是因为质量
相等的水和混凝土,照射同样的时间,吸收相同热量,由于水的比热容较大,水的温度升高较小。因此,
池水的温度比混凝土低,所以在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热。
特别提醒
不要误认为所有跟谁有关的应用都是利用水的比热容大的特点,如往教室洒水感到凉快是利用水蒸发
吸热的原理。
知识点三、热量的计算
(1)物质吸热时热量的简单计算
吸热:QK=cmAt=cm(t-t0);
(2)物质放热时热量的计算
放热:Q放=cmZ\t=cm(to-t)。
(3)其中:Q吸一吸收的热量,单位:焦(J),Q放一放出的热量。
c一比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t一变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t。一初始温度、t一末温。
l|Q考点剖$
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考点一:比热容的理解
角度:1:概念理解
例1.下面有关比热容的说法中,正确的是()
A.夏天在河边游玩感觉河水凉,但河边的岩石却很烫,原因是水的比热容比岩石小
B.汽车发动机用水来冷却,是因为水具有较大的比热容
C.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类有关
D.铜的比热容比铝小,所以在吸收相同的热量后铜升高的温度一定比铝高
角度::2:利用比热容解释生活中的现象
在1例2.小红和小兰同学分别住荣湾湖和万福来(城市中心)附近,暑假期间她们俩对一天的气温分
别进行了测量并将温度记录如图中,由图可以判断()
A.小红住在荣湾湖B.小兰住在荣湾湖
C.小红、小兰都住在荣湾湖D.小红、小兰都住在万福来
角度3:水比热容的利用
例3.水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法,与此特点无关的是
A.暖气设备用热水供暖B.汽车发动机用水冷却
C.在地面上洒水来纳凉D.往稻田里灌水防秧苗冻坏
考点二:热量的计算
角度1:简单吸放热的计算
[\1例3.用煤气灶把初温为20℃,质量为2kg的水加热到70℃,水吸收的热量为。[水的比热
容为4.2x103J/(kg«℃)]
角度2:图像问题
在[例4.如图是用两个相同的加热器对质量相同的甲、乙两液体加热后它们的温度随时间的变化关系图
像。假设加热过程中热量损失相同,己知甲、乙两液体中有一种是水。甲、乙两液体的比热容之比为
角度:3:冷热混合问题
例5.把一金属块加热到100℃,投入到15℃的一杯水中,水温升高到20℃;迅速取出金属块,放
到火炉里加热很长时间后,此时水温已经降到17℃,拿出金属块迅速投入那杯水中,水温又升高45℃,已
知水的质量为金属质量的2倍,则金属块的比热容为"(kg」。,火炉的温度是℃(不计热量损
失)。
||域真题演晨
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1.(2017.江苏无锡・中考真题)用如图所示的装置,先后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液
体比热容的大小,多次实验表明:要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,以下关于该实
验的操作及分析错误的是()
•舍.
A.水比煤油的比热容大
B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了水和煤油受热均匀
C.实验中可以不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后。煤油比水升高的温度大
2.(2022.山东济南.统考中考真题)炎炎夏日,小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现,在这里白天的风
常常从海面吹向陆地,而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和
海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的主要原因是()
白大夜晚
A.海水的密度小于砂石的密度B.海水的密度大于砂石的密度
C.海水的比热容小于砂石的比热容D.海水的比热容大于砂石的比热容
3.(2022•湖南邵阳•统考中考真题)湿地被称为“地球之肾”,能调节空气的湿度和温度,其中能调节温度主
要是因为水的()
A.比热容大B.密度大C.流动性大D.热值大
4.(2017・湖南株洲,|•中考真题)如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:与海洋相比,陆
地的土地()
海陆热力环流示意图
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
5.(2019•山东滨州•统考中考真题)质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它
们的温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是()
A.甲物质的沸点一定是80℃,乙物质的沸点一定是40℃
B.0~6min甲比乙吸收的热量多
C.8~10min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D.甲的比热容大于乙的比热容
6.(2021•山东滨州•统考中考真题)如图甲所示,将质量相等的甲、乙两种物质分别装在两个相同的试管
中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图像,如图乙所示,下列说法正确的是()
甲乙
A.甲物质是晶体,乙物质是非晶体
B.0~2min内乙物质比甲物质吸收的热量多
C.乙物质在8C段不断吸热,温度不变,内能增加
D.乙物质在段的比热容比CD段的比热容大
7.(2022・四川宜宾.统考中考真题)小净外出旅游中,将质量为1kg的水从28℃它加热至沸腾时测得水温
为98℃,由此可知当地大气压_____(选填“高于”、“等于”或“低于”)1标准大气压;水吸收的热量是Jo
[c次=4.2xl03j/(kg・℃)]
8.(2022・西藏・统考中考真题)“母亲节”这天,扎西同学为妈妈炖了一碗排骨汤,将装汤的碗放在有5kg
水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的大,过了一会儿,水温由15℃升高
到20℃,水吸收的热量为Jo广水=4.2xl03j/(kg,C)]
|]|过关检测门|
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1.湿地被称为“地球之肾”,它能调节空气湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水具有较大()
A.热量B.内能C.温度D.比热容
2.如图,利用了“水的比热容大”这一特性的是()
3.甲、乙两种物质的质量之比是2:3,比热容之比是3:5,它们吸收的热量之比是1:2,则甲、乙两物体升
高温度之比是()
A.5:4B.4:5C.1:5D.5:1
4.冰在熔化成水的过程中,下列判断正确的是()
A.比热容不变,温度改变B.比热容改变,温度不变
C.比热容、温度都增加D.比热容、温度都不变
5.太原植物园开始运营,它占地面积约2700多亩,打造了月季园、珍稀植物园、棕地恢复示范园等28个
专类园。自开馆以来便吸引了无数游客去领略它非同寻常的美。关于植物园中有关的现象,下列说法正确
的是()
A.清晨园内云雾缭绕是扩散现象
B.园内温度高时才能明显闻到花香,说明分子只有在温度高时才运动
C.植物上的露珠是空气中的水蒸气吸热液化形成的
D.热带雨林馆比沙生植物馆的昼夜温差小,主要是因为水的比热容比沙子大
6.如图甲所示,把一个高温小球放入一小盒低温的沙子中,两者的温度变化如图乙所示,在前5min内,
内能不断增加的是(选填“小球”或“沙子,),通过乙图可得两者比热容的大小关系是("小球
的比热容大”、“沙子的热容大”或“无法比较”)。
7.如图甲所示,将热汤放在冷水中,图乙反映了两者的温度变化,由图可知,0~5min过程中,热汤内能的
变化特点是,由图乙___________(选填“能”或“不能”)判断水的比热容比热汤的比热容大;温
度为10℃,质量20°g的某种液体,吸收L44X104J的热量后温度升高到40C,该液体的比热容是
J/(kg-℃)
甲
8.南宁园博园内有一处亲水沙滩,到此游玩的小丽发现烈日下沙滩上的沙子热得烫脚,而湖水却是凉爽的。
这是为什么呢?请用学过的物理知识解释这种现象。
9.500克的铁锅中放有2升20℃的水,把这些水加热使度升高30℃,求:
(1)锅内水吸收的热量是多少?
(2)铁锅吸收多少热量?
(3)总共需要吸收多少热量?[铁的比热容为0.46xl03j/(kg.℃),水的比热容为4.2xl03j/(kg.℃)]
第03讲比热容
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学习目标
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5.掌握探究不同物质的吸热能力;
6.利用比热容的性质去解释生活中的物理现象;
7.理解比热容的概念;
8.并掌握比热容相关的吸、放热的计算。
||豳基础知
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一、比较不同物质吸热能力
1.探究不同物质吸热能力
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套,火柴、秒表、水和另一
种液体(如煤油)。
【实验步骤】
(1)按图组装器材。
(2)取质量相同的水和煤油(60g),常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同),测出两种液
体的温度,并计入表格。
(3)点燃酒精灯,同时给水和煤油加热,加热时间为5分钟,测量此时两种液体温度并计入表格。
(4)实验表格(参考数据)
物质种类质量/g初温/℃末温/℃温升/℃加热时间(min)
水602040205
煤油602056365
(5)整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
2.实验注意事项:
(1)温度计的使用方法
液泡要全部浸入液体中,不能碰容器壁,也不能碰容器底部
(2)选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的
是为了让两种物质吸收的热量相同(本实验是一个理想化实验,不考虑热量散失)
(3)安装实验器材的顺序
自下而上
(4)可选择不同的液体进行实验,目的是什么?
这样可以减小实验中偶然因素造成的误差,使实验结论更具有普遍性。
(5)控制变量法的应用
①取质量相同的水和食用油分别放入两烧杯中(注意不是体积相同)
②实验中选用相同的酒精灯(酒精量可以不一样,但火焰大小必须一样)给水和煤油加热相同时间,
使两种物质吸收的热量相同
③让水和煤油升高相同的温度,比较加热的时间。
(6)转换法的应用
酒精灯燃烧每秒放出的热量是一定的,较热相同时间,放出的热量相同。不考虑热量损失,放出的
热量全部被水和煤油吸收,故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。
(7)判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间,通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力的强弱,温度变化快的吸热能力弱。
②升高相同的温度,通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱,加热时间长的物体吸热能力强
二、比热容
6.定义:一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物
质的比热容,用符号c表示。
8.单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg・℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
9.物理意义:水的比热容是4.2X103j/(kg•℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量
是4.2><10号。
10.一些常见物质的比热容
几种物质的比热[J/(Kg-℃)]
水4.2X103砂石0.92X103铁.钢0.46X103
冰2.1X103玻璃0.67X103铜0.39X103
煤油2.1X103橡胶1.7X103水银0.14X103
酒精2.4X103水蒸气1.88X103铝0.88X103
甘油2.5X103干泥土0.84X1O3铅0.13X103
【特别提示】
2.比热容是物质本身的一种性质
(1)同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的改变无关。
(2)同一种物质在不同的状态下比热容不同,如冰、水的比热容是不同的。
2.水的比热容比较大,是4.2X103j/(kg•℃)o主要表现:
(1)由于水的比热容较大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,
我们用水作为冷却剂和取暖用。
(2)由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这
一点有利于调节气候。夏天,太阳晒到海面上,海水的温度升高过程中吸收大量的热,所以人们住在
海边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温降得不是太
低,所以住在海边的人又不觉得特别冷。
7.比热容的应用
(1)与质量相同的其他物质相比,水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水,
例如黄牛。与质量相同的其他物质相比,水吸收(或放出)相同的热量,升高(或降低)的温度相对较小。体
型较大的温血动物体内水分多,对维持自身的体温有优势。
(2)水是生命之源,人的生活离不开水,冬天人们用热水流过散热器来取暖,用热水的好处是由于相
同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度,由于水的比热容大,水放出的热量多,所以用热水流过散
热器来取暖。
(3)炒栗子时里面加沙子有何作用?炒栗子时,栗子表面与热锅的接触面积很小,不利于传热。沙子
的颗粒小可以填塞栗子间的空隙,这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积,使栗子能均匀受热。
另外,沙子的比热容较小,吸热时升温较快,可缩短炒熟的时间。也可以节能。
(4)城市种植花草树木,提高绿地覆盖率,修建人工湖,扩大水域面积,大大改善了市民的居住环境,
让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲,花草树木对声音有一定的吸收作用,起到减弱噪
音的作用:人工湖的建成,由于水的比热容较大,吸收或放出热量时,水的温度变化较小,即温差小,有
恒温作用。
(5)夏日,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,这是因为质量
相等的水和混凝土,照射同样的时间,吸收相同热量,由于水的比热容较大,水的温度升高较小。因此,
池水的温度比混凝土低,所以在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热。
特别提醒
不要误认为所有跟谁有关的应用都是利用水的比热容大的特点,如往教室洒水感到凉快是利用水蒸发
吸热的原理。
知识点三、热量的计算
(1)物质吸热时热量的简单计算
吸热:QK=cmAt=cm(t-t0);
(2)物质放热时热量的计算
放热:Q放=cmZ\t=cm(to-t)。
(3)其中:Q吸一吸收的热量,单位:焦(J),Q放一放出的热量。
c一比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t一变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t。一初始温度、t一末温。
l|Q考点剖$
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考点一:比热容的理解
角度:1:概念理解
例L下面有关比热容的说法中,正确的是()
A.夏天在河边游玩感觉河水凉,但河边的岩石却很烫,原因是水的比热容比岩石小
B.汽车发动机用水来冷却,是因为水具有较大的比热容
C.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类有关
D.铜的比热容比铝小,所以在吸收相同的热量后铜升高的温度一定比铝高
【答案】B
【详解】A.因为水的比热容比岩石的大,相同质量的水和岩石比较,吸收相同的热量(都在太阳照射下),
水的温度升高的少,河水是凉凉的,而岩石的温度升高的多,热得烫脚,故A错误;
B.汽车发动机工作时产生大量热量,这些热量如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容
大的特点把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高,故B正确;
C.比热容是物质的一种特性,和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,与物质的种
类和状态有关,故c错误;
D.根据。可知,物体温度的变化与吸收热量的多少、比热容的大小以及质量有关,因此只确定比
热容、热量的关系,不确定质量关系时,无法比较铜与铝温度变化的高低,故D错误。
故选B。
角度::2:利用比热容解释生活中的现象
「、一[例2.小红和小兰同学分别住荣湾湖和万福来(城市中心)附近,暑假期间她们俩对一天的气温分
别进行了测量并将温度记录如图中,由图可以判断(
A.小红住在荣湾湖B.小兰住在荣湾湖
C.小红、小兰都住在荣湾湖D.小红、小兰都住在万福来
【答案】A
【详解】水和沙石在同样吸放热条件下,因为水的比热容大,温度变化小,所以温度变化较小的左图是水
多的地方一天中温度随时间变化的图线。由于荣湾湖中的水多,万福来周围沙石多,故左图为荣湾湖的温
度变化曲线,小红住在荣湾湖,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选Ao
角度3:水比热容的利用
小]例3.水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法,与此特点无关的是
()
A.暖气设备用热水供暖B.汽车发动机用水冷却
C.在地面上洒水来纳凉D.往稻田里灌水防秧苗冻坏
【答案】C
【详解】A.因为水的比热容大,同样质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,故冬
天室内的暖气用热水循环供热,故A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动
机的冷却循环系统用水做工作物质,故B不符合题意;
C.炎热的夏天,往室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,不是利用水的比热容大
的特点,故C符合题意;
D.水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田
里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故D不符合题意。
故选Co
考点二:热量的计算
角度1:简单吸放热的计算
例3.用煤气灶把初温为20℃,质量为2kg的水加热到70℃,水吸收的热量为。[水的比热
容为42xl03j/(kg.℃)]
【答案】4.2xlO5
【详解】[1]水吸收的热量
5
Q所cm(”o)=4.2x103〃(kg.℃)x2kgx(70℃-20℃)=4.2xlOJ
角度2:图像问题
例4.如图是用两个相同的加热器对质量相同的甲、乙两液体加热后它们的温度随时间的变化关系图
像。假设加热过程中热量损失相同,已知甲、乙两液体中有一种是水。甲、乙两液体的比热容之比为,
其中(选填“甲”或“乙”)是水。
【详解】[1]由图可知,初温都为20℃,加热时间90min后,两物质的末温[行90℃,//=50℃
Q
因为听乙,
mmQ吸kQ吸乙,根据。=制,一0)得'甲、乙两液体的比热容之比
9_〃厢(加一幻t乙f50℃—20℃_3
三一Q吸乙一一届一M一90C-20C-5
叱U乙-%)
⑵由图像可以看出,在相等时间内,液体甲温度变化量大,而两个加热器相同、加热时间相等时,两种液
Q
体吸收的热量相等,由0=〃,、可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,末温高的液体比
机(/一办)
热容小,所以甲的比热容小,乙的比热容大,故乙液体是水。
角度:3:冷热混合问题
例5.把一金属块加热到100℃,投入到15℃的一杯水中,水温升高到20℃;迅速取出金属块,放
到火炉里加热很长时间后,此时水温已经降到17℃,拿出金属块迅速投入那杯水中,水温又升高45℃,已
知水的质量为金属质量的2倍,则金属块的比热容为J/(kg-℃),火炉的温度是℃(不计热量损
失)。
【答案】525622
【详解】(1)已知水的质量为金属质量的2倍,假设金属质量为加,则水的质量为2也把一金属块加热到100℃,
投入到15℃的一杯水中,水温升高到20℃,水吸收的热量等于金属块放出的热量,则
c金飞(100℃_20℃)=c水%(20℃-15℃)
可得%=•1%='x4.2x103J/(kg-℃)=0.525xlO3J/(kg•℃)
88
(2)假设金属块第二次在火炉中取出的温度为t,则水和金属块的末温为17℃+45℃=62℃
水吸收的热量等于金属块放出的热量,则C金m金62℃)=c水以X35℃,代入数据后计算可得f=622℃。
[域真题演练'
----------------------IIIIIIIIIII1IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII------------------------
1.(2017・江苏无锡•中考真题)用如图所示的装置,先后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液
体比热容的大小,多次实验表明:要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,以下关于该实
验的操作及分析错误的是()
A.水比煤油的比热容大
B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了水和煤油受热均匀
C.实验中可以不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后。煤油比水升高的温度大
【答案】C
【详解】A.由题意可知,质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水需要的加热时间较长,即吸收的热
量多,说明水的吸热能力强,所以水的比热容大于煤油的比热容,故A正确,不符合题意;
B.实验中搅拌器的作用是:使液体受热均匀,实验效果更好,故B正确,不符合题意;
C.水和煤油的沸点不同,则两者升高的温度不同,且加热至沸腾所用时间也不同无法比较比热容的大小,
故C错误,符合题意;
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后,由煤油的比热容小可知,煤油比水升高的温度大,故D正
确,不符合题意。
故选C。
2.(2022・山东济南・统考中考真题)炎炎夏日,小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现,在这里白天的风
常常从海面吹向陆地,而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和
海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的主要原因是()
A.海水的密度小于砂石的密度B.海水的密度大于砂石的密度
C.海水的比热容小于砂石的比热容D.海水的比热容大于砂石的比热容
【答案】D
【详解】质量相同的水和沙吸收相同的热量,水的温度变化低于沙石的温度变化,是因为水的比热容大于
沙石的比热容;在相同的日晒情况下,沙石上方的空气温度会升得较快,其密度也变得较小而上升,海面
上温度较低密度较大的空气会补充过来,从而形成海面吹向陆地的风,而晚上,沙石上方的空气温度下降
得较快,其密度也变得较大而下降,海面上温度下降慢且温度较高、密度较小、空气上升,陆地的空气会
补充过来,从而形成陆地吹向海面的风,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(2022・湖南邵阳•统考中考真题)湿地被称为“地球之肾”,能调节空气的湿度和温度,其中能调节温度主
要是因为水的()
A.比热容大B.密度大C.流动性大D.热值大
【答案】A
【详解】A.由公式。=。栈,的变形式加=义可知,质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比
cm
热容较大的物质温度变化较小,因此,比热容大的物质对调节温度有很好的作用。湿地中含有大量的水,
而水的比热容较大,当周围环境开始升温时,湿地升高的温度比周围环境升高的温度小,出现温差,从而
使热量由周围环境向含水较多的湿地传递,湿地中的水吸收周围环境释放的热量,使周围温度上升较小;
当周围环境温度下降时,由于水的比热容大,含水较多的湿地下降的温度比周围环境下降的温度小,出现
温差,从而使热量由湿地向周围的环境传递,周围环境吸收热量,温度下降较小;这样利用水的比热容较
大使周围环境的温度不会发生太大的变化,起到了调节温度的作用,因此湿地能调节温度主要是因为水的
比热容大,故A符合题意;
B.密度是指某种物质组成的物体质量与它的体积之比,是物质的一种特性,水的密度与调节温度无关,故
B不符合题意;
C.流动的水在运动过程中与接触且具有温度差的物体之间会发生热传递,但这些传递的热量对与之不接触
的环境之间影响不大,故水的流动性大对湿地可以调节温度的功能没有太多贡献,故c不符合题意;
D.热值是指燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比,其物理意义是1kg燃料完全燃烧放出的热量,而水
并不是燃料不具有热值,故D不符合题意。
故选Ao
4.(2017・湖南株洲•中考真题)如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:与海洋相比,陆
地的土地()
海陆热力环流示意图
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
【答案】A
【详解】因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,海水
温度上升慢;海岸吸热后,温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风;而夜晚,海岸和
海水放出相同的热量,但水的比热容大,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向
海上,形成陆风,故A符合题意。
故选Ao
5.(2019・山东滨州•统考中考真题)质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它
们的温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是()
用
A.甲物质的沸点一定是80°C,乙物质的沸点一定是40℃
B.0~6min甲比乙吸收的热量多
C.8~10min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D.甲的比热容大于乙的比热容
【答案】C
【详解】A.由图象可知,甲和乙的末温保持不变,但可能处在熔化过程中,也可能处于沸腾过程中,此时
的温度不一定是沸点,故A错误;
B.实验中用同样的加热器进行加热,在相同时间内物质吸收的热量是相同的,则在0~6min内两物质吸收
的热量都是相同的,故B错误;
C.8~10min甲和乙继续吸热,甲和乙的内能都不断增加,故C正确;
D.由图可知,在0~6min内,加热时间相同,吸收的热量相同,甲的温度变化快,且两物质的质量相同,
根据。可知,甲的比热容小,故D错误。
故选Co
6.(2021•山东滨州・统考中考真题)如图甲所示,将质量相等的甲、乙两种物质分别装在两个相同的试管
中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图像,如图乙所示,下列说法正确的是()
A.甲物质是晶体,乙物质是非晶体
B.0~2min内乙物质比甲物质吸收的热量多
C.乙物质在BC段不断吸热,温度不变,内能增加
D.乙物质在段的比热容比CD段的比热容大
【答案】C
【详解】A.甲物质没有固定的熔化温度,是非晶体;乙有固定的熔化温度,是晶体,故A错误;
B.相同时间内两种物质吸收的热量相同,故B错误;
C.酒精灯不断加热,乙物质在8C段不断从水吸热,温度不变,内能增加,故C正确;
D.乙物质在AB段升温比CQ段快,说明段的比热容较小,故D错误。
故选C。
7.(2022・四川宜宾•统考中考真题)小净外出旅游中,将质量为1kg的水从28℃它加热至沸腾时测得水温
为98℃,由此可知当地大气压______(选填“高于”、“等于”或"低于”)1标准大气压;水吸收的热量是Jo
[c^=4.2xlO3J/(kg-℃)]
【答案】低于2.94x105
【详解】[1]液体沸腾时温度叫做沸点,气压越高,沸点越高,气压越低,沸点越低。根据题意知道,水的
沸点是98℃,低于100℃,说明当地的大气压小于标准大气压。
⑵水在该过程中吸收的热量。折c次应"o)=4.2xlO3j/(kg/C)xlkgx(98℃-28℃)=2.94xlO5j
8.(2022・西藏・统考中考真题)“母亲节”这天,扎西同学为妈妈炖了一碗排骨汤,将装汤的碗放在有5kg
水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的大,过了一会儿,水温由15℃升高
3
到20℃,水吸收的热量为Jo[c#=4.2xlOJ/(kg.℃)]
【答案】比热容1.05x104
[详解,1]由于水的比热容大,质量相同的水和其它物质相比,升高相同的温度,水吸热多,冷却效果好,
所以将装汤的碗放在水中进行冷却就是利用水的比热容大这一特性。
35
⑵水吸收的热量Qs=cm(t-Zo)=4.2x10J/(kg■℃)x5kgx(20℃-15℃)=1.05x10J
/~~~~~
圉过关检测
----------------------llllllllillillllllllllllllllllllllllillll------------------------
1.湿地被称为“地球之肾”,它能调节空气湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水具有较大()
A.热量B.内能C.温度D.比热容
【答案】D
【详解】因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;
夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。故ABC不
符合题意,D符合题意。
故选D。
2.如图,利用了“水的比热容大,这一特性的是(
A.利用水冷却B.利用水做功
利用水造雪利用水扑火
曜息*,
【答案】A
【详解】A.利用水进行冷却,利用的是水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度可
以吸收更多的热量。故A符合题意;
B.利用水做功,将内能转化为机械能,没有利用水的比热容大,故B不符合题意;
C.利用水造雪,液态的水变为固态的雪,这是凝固现象,故C不符合题意;
D.利用水扑火,是用水隔绝空气,减少可燃物与空气接触,故D不符合题意。
故选A。
3.甲、乙两种物质的质量之比是2:3,比热容之比是3:5,它们吸收的热量之比是1:2,则甲、乙两物体升
高温度之比是()
A.5:4B.4:5C.1:5D.5:1
【答案】A
【详解】已知%:叫=2:3,。甲:c乙二3:5,a:。乙=1:2根据。及二刖八才知甲、乙两物体升高温度之比为
A1甲c甲1^。乙初1535
&一。乙一谖'J募一于表一"故A符合题意,BCD不符合题意。
0乙也
故选Ao
4.冰在熔化成水的过程中,下列判断正确的是()
A.比热容不变,温度改变B.比热容改变,温度不变
C.比热容、温度都增加D.比
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