1、1 12.312.3 物质的比热容物质的比热容 【学习目标】【学习目标】 1、知道物质的比热容的概念、物理意义; 2、记住水的比热容比较大,是 4.2103J/(); 3、能用比热容解释简单的自然、生活中的现象,并能设计实验、解决简单的问题; 4、会设计并进行“比较不同物质吸热能力不同”的实验; 5、能够利用吸热、放热公式进行相关计算。 【基础知识】【基础知识】 知识点一知识点一 、探究比较不同物质的吸热能力、探究比较不同物质的吸热能力 1、提出问题:物体温度升高,吸收热量的多少与哪些因素有关? 2、猜想与假设 以水为例:水吸热的多少,与水的质量,水的温度升高有关,不同物质,质量相同,温 度升
2、高相同吸热是否相同呢? 总结:物体吸热多少与物质的种类总结:物体吸热多少与物质的种类, ,物体的质量物体的质量, ,物体升高的温度有关。物体升高的温度有关。 3、制定计划与设计实验 温馨提示:注意控制变量法的使用,取质量相同,初温相同的水和煤油,升高相同的温 度,看吸热是 否相同。(以加热时间的多少来看吸热的多少) 4、进行实验与收集证据 物质种类质量 m/kg初温 t/末温 t/温度变化t/加热时间 T/min 水 水 煤油 煤油 5、分析与论证: 相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸热是相同的;相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸热是相同的; 相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸热是
3、不同的。相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸热是不同的。 2 6、评估、交流与合作 7、分析误差的原因 知识点二、比热容知识点二、比热容 一定质量的某种物质, 在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比, 叫 做物质的比热容。符号 c,单位为焦每千克摄氏度,符号为 J/()。 知识点诠释:知识点诠释: 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 4.2103J/()。主要表现: (1)由于水的比热容较大,一定质
4、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。 知识点三、热量的计算知识点三、热量的计算 1、吸热公式:、吸热公式:Q吸=cm(t-t0) 式中 Q吸表示物体吸收的热量,c 表示物质的比热容,m 表示物体的质量,t0表示物体 原来的温度,t 表示物体后
5、来的温度。(t-t0)表示温度的升高量。 2、放热公式:、放热公式:Q放=cm(t0-t) 式中(t0-t)表示物体温度的降低量。 知识点诠释:知识点诠释: 物体吸收或放出热量的多少由物体的比热容、物体的质量和物体的温度升高(或降低) 的乘积决定,跟物体的温度高低无关。 3 【考点剖析】【考点剖析】 考点一、比热容考点一、比热容 例例 1、 某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验, 他们使用了如图所示的装置。 (1) 在设计实验方案时, 需要确定以下控制的变量, 你认为其中多余的是。 A采用完全相同的加热方式 B酒精灯里所加酒精量相同 C取相同质量的水和另一种液体 D盛放水和另一种液体
6、的容器相同 (2)加热到一定时刻,水开始沸腾,此时的温度如图丙所示,则水的沸点 是,这表明实验时的大气压强(选填“大于” “小于”或“等 于” )一个标准大气压。 (3)而另一种液体相应时刻并没有沸腾,但是温度计的示数比水温要高的多。请你就 此现象进行分析,本实验的初步结论为:不同物质的吸热能力(选填“相同” 或“不同” ) 。 例例 2、为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,小刚和几个同学做了 如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用相同的加热器给它们加热。加热器每 分钟放出的热量相等,且放出的热量全部被水和煤油吸收。下表是同学们记录的实验数据, 请你根据下表中的实验数
7、据,回答下列问题:(煤油=0.8103kg/m3,水=1.0103kg/m3) 液体(杯 号) 体积初温加热时间末温 水(1)480mL2010min50 煤油(2)600mL2010min80 4 水 (3)480mL2010min50 煤油(4)600mL205min50 (1)分析比较_号两个烧杯的实验数据,可以得出的初步结论是:在质量和升 高的温度都相同时,_。 (2)分别比较 1、2、3、4 号烧杯的实验数据,结合(1)中的结论,归纳后可得出结论: 物体温度升高时吸收热量的多少与_这几个因素有关。 例例 3、炎热的夏天,小玥与家人到湄洲岛度假,她站在沙滩上脚感到烫,而当他站在海 水中
8、时脚却感到凉,这主要是因为水和沙子具有不同的() A热量B热值C内能D比热容 例例 4、下列各种情况下比热容会发生变化的是() A一杯水倒去一半 B水凝结成冰 C一块铁加工成铁屑 D15的水变成 45的水 【思路点拨】物质的比热容是物质本身的一种特性;根据比热容概念,即可判断。 举一反三:举一反三: 【变式】铝的比热容是 0.88103J/(kg) ,由此可知() A单位质量的铝温度升高 1时吸收的热量是 0.88103J B1kg 的铝温度升高 l时吸收的热量是 0.88103J/(kg) C1kg 的铝温度降低 1时放出的热量是 0.88103J D1kg 的铝温度升高到 1时吸收的热量是
9、 0.88103J 考点二、热量的计算考点二、热量的计算 例例5、 小阳家的热水器内装有质量为5kg的水, 该热水器中水的温度从20C升高到40C。 求这些水吸收的热量。水的比热容为 4.2103J/(kg) 【思路点拨】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式 Q吸=cmt 求水吸收的热量。 5 举一反三:举一反三: 【变式】质量为 2kg 的水,温度由 30升高了 50,吸收多少热量? 例例 6、用如图甲所示的两个完全相同的电加热器分别给 A、B 两种液体加热,绘制它们 的温度随时间变化的图象,如图乙所示。 (1)如果 A、B 两种液体的质量相同,则液体的比热容较大; (2)
10、如果 A、B 为同种液体,则液体的质量较大。 A.aB.bC.cD.d 【思路点拨】用如图甲所示的两个完全相同的电加热器分别给 A、B 两种液体加热,则 吸收热量相同,根据吸热公式 Q=cmt 进行分析。 例例7、 小阳家的热水器内装有质量为5kg的水, 该热水器中水的温度从20C升高到40C。 求这些水吸收的热量。水的比热容为 4.2103J/(kg) 举一反三:举一反三: 【变式】质量为 2kg 的水,温度由 30升高了 50,吸收多少热量? 例例 8、用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容_(填“相同”或 “不同”)。质量均为 1kg 的铜块和铅块,如吸收了相等的热量,则铜块与铅块升
11、高的温度 之比为_;若铜块温度升高了 100,则它吸收了_J 的热。(c 铜=3.9102J/(kg),c铅=1.3102J/(kg ) 【思路点拨】 比热容是物质的一种特性, 同种物质比热容相同, 不同物质比热容不同 根 据公式 Q=cmt 可计算铜块与铅块升高的温度之比和块温度升高了 100吸收的热量。 例例 9、 (多选)已知铜的比热容比铝的比热容小,下列说法正确的() A物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关 B将一块铜的质量减小一半,它的比热容不变 C质量相等的铝块和铜块,吸收相同的热量,铜块升高的温度多 D质量和初温都相等的铜和铝,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铜传给铝 6
12、 【思路点拨】 (1)比热容是物质本身的一种属性,其大小与物体的质量、物体的温度等 因素无关; (2)要想发生热传递,即必须存在着温度差,即有高温物体和低温物体或同一物体有 高温部分和低温部分; (3)热量的计算公式是 Q=cmt,故据比热容的关系分析判断即可得 出铜块和铝块的温度关系 【真题演练】【真题演练】 1.(20202020赤峰)赤峰)下列关于热现象的说法正确的是() 。 A. 水在沸腾过程中吸收热量,温度不断升高; B. 一杯水的比热容比一桶水的比热容小; C. 冬天搓手取暖是通过做功方式改变物体内能的; D. 物体的运动速度越大,物体内部分子运动就越快,因而物体的内能越大 2.(
13、20202020朝阳)朝阳)下列说法正确的是() 。 A. 冠状病毒的传播是扩散现象; B. 即使煤炭没有完全燃烧,其热值也不会改变; C. 一个物体的内能增加了,一定是它吸收了热量; D. 因为沙石的比热容比水小,所以吸收相同的热量,沙石比水升温快 3.(20202020通辽)通辽)下列说法正确的是() 。 A. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递; B. 雪花纷飞,说明分子不停地做无规则运动; C. 同一物体,温度降低得越多,放出的热量越多; D. 汽油机的压缩冲程,汽缸内的混合物内能增加,温度升高 4.(20192019达州)达州)下列关于热现象的说法中正确的是() 。 A物体的温
14、度越高所含的热量越多; B内燃机的做功冲程将机械能转化成内能; C打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动; 7 D物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强 5.(20202020镇江镇江)质量为 10kg 的水温度升高 22,需要吸收的热量为_J,若不考 虑热量散失,这些热量需要完全燃烧_g 的天然气来提供,天然气是_ (选填“可 再生”或“不可再生” )能源。c水=4.210 3J/(kg) ,q 天然气=4.410 7J/kg 6 (20202020苏州)苏州)某燃气热水器将 20kg 的水从 10加热到 60,完全燃烧了 0.21m 3 的煤气。水吸收的热量是J热水
15、器烧水的效率是。已知水的比热容为 4.2 10 3J/(kg) ,煤气的热值为 4107J/m3 7.(20202020镇江)镇江)在探究不同物质吸热升温的现象实验中 (1)小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图 1 所示,则他 应将平衡螺母向_端调节;调节天平平衡后,为称取质量相等的沙子和水,小强将装有沙 子和水的相同烧杯分别放在天平的左、右托盘上,称取完成后,天平平衡时的场景如图 2 所示,则小强在称取中存在的问题是_ (2)小强组装的实验装置如图 3 所示,他在器材安装中的一处错误是_ (3)实验中某时刻温度计的示数如图 4 所示,其读数为_ (4)实验结東后,小强
16、根据图 5 所示的温度随时间变化图像,用三种方法来比较沙子和 水吸热升温的快慢,从而建立比热容的概念在相同的时间t内比较温度变化T;在 相同的温度变化T内比较时间t;若T和t均不同,则可用_来比较沙子和水吸热 升温的快慢。在初中物理中,比较物体_的快慢时也用到了上述方法。 【过关检测】【过关检测】 一、填空题一、填空题 1、阳光同照沙滩和海面温度高的是_,这是因为沙子比水的 _小。 8 2、比热容是物质的一种_,对于某种物质,它的比热容是_的,不同的 物质,比热容一般是_的。常见的物质以_的比热容最大。 3、水的比热容为 4.2103J/(kg) ,其物理意义为:。一杯水 倒去一半,剩下的半杯
17、水比热容为。夏天,光脚走在海滩上会感觉到沙“烫 脚” ,走进海水中却感觉到海水很凉,这主要是由于水的比热容(选填“大于” “小于”或“等于” )沙子比热容的缘故。 4、热量可以用公式_计算,其中吸热公式为_,放热公式为_。 5、质量相等的甲、乙两个小球(cc 乙甲 )在相同的条件下加热到相等的温度后,再分 别放出相等的热量,则两个小球的温度相比 t甲_t乙。 二、选择题二、选择题 6、关于比热容,下列说法正确的是() A物体的比热容跟温度有关 B物体的比热容跟它的吸热多少有关 C物体的比热容跟它的放热多少有关 D物体的比热容是物体本身的一种特性 7、水具有比热容大的特点,图中现象与此特点无关的
18、是() 8、将质量相同、材料不同的三块金属甲、乙、丙,加热到相同的温度后,放到表面平 整的石蜡上。 经过一段时间后, 观察到如图所示的现象。 由此说明三块金属的比热容() A甲最大B乙最大C丙最大D一样大 9、冬天,室内取暖的暖气,很多都采用让流动的热水慢慢地流过散热器,其原因是 () 9 A水比较便宜B水的密度小C水的比热容大D水的沸点高 10、将比热容不同的物体同时放入冰箱,下列说法中,正确的是() A比热容大的物体放出的热量多 B温度高的物体放出的热量多 C质量大的物体放出的热量多 D无法确定谁放出的热量多 11、如图所示是用两个相同的“热得快”给两杯质量相同的不同液体甲、乙加热时,温
19、度与时间的图象。 如果甲、 乙两种物质的比热容分别为c甲、c乙则下列判断正确的是() Acc 乙甲 Bcc 乙甲 Ccc 乙甲 D由图象不能判断c甲、c乙的 大小 12、小明阅读了下表,并经过分析得出了如下一些结论,其中错误的是() A冰的比热容是 2.1103J/(kg) B同种物质在不同状态下,其比热容可能不同 C通常沿海地区昼夜温差比内陆地区要小一些 D液体物质的比热容都比固体物质的比热容大 13、铁的比热容大于铜的比热容质量相等的铁块和铜块吸收相等的热量,若吸收的热 量全部转化为内能,则铁块的() A温度升高较少B末温较低C内能增加较少D内 能较小 三、简答题三、简答题 14、潍坊白浪
20、河湿地公园建成后。水域面积大大增加,不仅起到了美化绿化作用,提升 10 了城市形象,而且改善了周边生态环境,附近居民明显感觉到昼夜温差变小了。请你运用所 学物理知识,做出简要的解释_。 四、实验与计算四、实验与计算 15、某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和煤油 加热,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少,他得到如下数据 物质次数质量 m/kg升高的温度t/加热的时间 t/min 水 10.1102 20.2104 煤油 30.1101 40.2102 (1)分析第 1、2 次或第 3、4 次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相 同温度时,吸收热量
21、的多少与物质的_有关。 (2) 分析第 1、 3 次或第 2、 4 次实验数据, 可以得出的初步结论是: _。 16、一根烧红的铁钉,温度是 500,质量是 1.5g,它的温度降低到 20,要放出多少 热量?已知铁的比热容 c铁=0.46103J/(kg) 12.312.3 物质的比热容物质的比热容 【学习目标】【学习目标】 11 1、知道物质的比热容的概念、物理意义; 2、记住水的比热容比较大,是 4.2103J/(); 3、能用比热容解释简单的自然、生活中的现象,并能设计实验、解决简单的问题; 4、会设计并进行“比较不同物质吸热能力不同”的实验; 5、能够利用吸热、放热公式进行相关计算。
22、【基础知识】【基础知识】 知识点一知识点一 、探究比较不同物质的吸热能力、探究比较不同物质的吸热能力 1、提出问题:物体温度升高,吸收热量的多少与哪些因素有关? 2、猜想与假设 以水为例:水吸热的多少,与水的质量,水的温度升高有关,不同物质,质量相同,温 度升高相同吸热是否相同呢? 总结:物体吸热多少与物质的种类总结:物体吸热多少与物质的种类, ,物体的质量物体的质量, ,物体升高的温度有关。物体升高的温度有关。 3、制定计划与设计实验 温馨提示:注意控制变量法的使用,取质量相同,初温相同的水和煤油,升高相同的温 度,看吸热是 否相同。(以加热时间的多少来看吸热的多少) 4、进行实验与收集证据
23、 物质种类质量 m/kg初温 t/末温 t/温度变化t/加热时间 T/min 水 水 煤油 煤油 5、分析与论证: 相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸热是相同的;相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸热是相同的; 相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸热是不同的。相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸热是不同的。 6、评估、交流与合作 7、分析误差的原因 知识点二、比热容知识点二、比热容 一定质量的某种物质, 在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比, 叫 12 做物质的比热容。符号 c,单位为焦每千克摄氏度,符号为 J/()。 知识点诠释:知识点诠释: 1、比热容是物质本身的
24、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 4.2103J/()。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,
25、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。 知识点三、热量的计算知识点三、热量的计算 1、吸热公式:、吸热公式:Q吸=cm(t-t0) 式中 Q吸表示物体吸收的热量,c 表示物质的比热容,m 表示物体的质量,t0表示物体 原来的温度,t 表示物体后来的温度。(t-t0)表示温度的升高量。 2、放热公式:、放热公式:Q放=cm(t0-t) 式中(t0-t)表示物体温度的降低量。 知识点诠释:知识点诠释: 物体吸收或放出热量的多少由物体的比热容、物体的质量和物体的温度升高(或降低) 的乘积决定,跟物体的温度高低无关。 【考点剖析】【考点剖析】 考点一、比热容考点一、比热容 例例 1、
26、 某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验, 他们使用了如图所示的装置。 13 (1) 在设计实验方案时, 需要确定以下控制的变量, 你认为其中多余的是。 A采用完全相同的加热方式 B酒精灯里所加酒精量相同 C取相同质量的水和另一种液体 D盛放水和另一种液体的容器相同 (2)加热到一定时刻,水开始沸腾,此时的温度如图丙所示,则水的沸点 是,这表明实验时的大气压强(选填“大于” “小于”或“等 于” )一个标准大气压。 (3)而另一种液体相应时刻并没有沸腾,但是温度计的示数比水温要高的多。请你就 此现象进行分析,本实验的初步结论为:不同物质的吸热能力(选填“相同” 或“不同” ) 。 【答
27、案】 (1)B; (2)97;小于; (3)不同 【解析】 (1)用控制变量法进行探究,因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的 质量、加热时间和方式,与酒精的多少无关,所以 B 选项多余。 (2)在图中,水的沸点为 97;因为沸点低于 100,所以实验时的大气压小于一个 标准大气压。 (3)在质量、吸收的热量相同时,不同液体升高的温度不同,说明不同物质的吸热能 力不同。 【总结升华】比较不同物质的吸热能力”的实验是热学最主要的实验。此实验不仅考查 学生对基本过程的掌握情况, 更进一步考查学生运用基本知识和方法分析问题、 提出问题的 能力。 例例 2、为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪
28、些因素有关,小刚和几个同学做了 如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用相同的加热器给它们加热。加热器每 分钟放出的热量相等,且放出的热量全部被水和煤油吸收。下表是同学们记录的实验数据, 14 请你根据下表中的实验数据,回答下列问题:(煤油=0.8103kg/m3,水=1.0103kg/m3) 液体(杯 号) 体积初温加热时间末温 水(1)480mL2010min50 煤油(2)600mL2010min80 水 (3)480mL2010min50 煤油(4)600mL205min50 (1)分析比较_号两个烧杯的实验数据,可以得出的初步结论是:在质量和升 高的温度都相同时,_。 (2)
29、分别比较 1、2、3、4 号烧杯的实验数据,结合(1)中的结论,归纳后可得出结论: 物体温度升高时吸收热量的多少与_这几个因素有关。 【答案与解析】(1)1、4;比热容大的吸热多。(2)比热容、质量、升高的温度。 【总结升华】本题突出考查了实验方法:控制变量法和转化法。在质量和升高的温度 都相同时,根据热量的计算,比热容大的吸热多。而热量测不出来,但可以转化为加热时间 来进行比较。 例例 3、炎热的夏天,小玥与家人到湄洲岛度假,她站在沙滩上脚感到烫,而当他站在海 水中时脚却感到凉,这主要是因为水和沙子具有不同的() A热量B热值C内能D比热容 【答案】D 【解析】热量、内能、比热容都是物理学中
30、三个重要的物理量,三者之间有区别也有联 系,学生容易混淆,在沙滩上,水和沙子在同样的日照条件下,吸收相同的热量,水的比热 容较大,水的温度变化小,沙子的比热容较小,沙子的温度变化大,所以海水凉,砂子烫。 【总结升华】物理知识在生活中的应用非常广泛,要深刻体会。 例例 4、下列各种情况下比热容会发生变化的是() A一杯水倒去一半 B水凝结成冰 C一块铁加工成铁屑 D15的水变成 45的水 15 【思路点拨】物质的比热容是物质本身的一种特性;根据比热容概念,即可判断。 【答案】B 【解析】物质的比热容是物质本身的一种特性,与质量、温度、形状无关;水凝结成冰, 物质状态发生改变,比热容也因此改变,故
31、选 B。 【总结升华】本题考查比热容的定义和应用,比热容是中考的一个必考知识点。 举一反三:举一反三: 【变式】铝的比热容是 0.88103J/(kg) ,由此可知() A单位质量的铝温度升高 1时吸收的热量是 0.88103J B1kg 的铝温度升高 l时吸收的热量是 0.88103J/(kg) C1kg 的铝温度降低 1时放出的热量是 0.88103J D1kg 的铝温度升高到 1时吸收的热量是 0.88103J 【答案】C 考点二、热量的计算考点二、热量的计算 例例5、 小阳家的热水器内装有质量为5kg的水, 该热水器中水的温度从20C升高到40C。 求这些水吸收的热量。水的比热容为 4
32、.2103J/(kg) 【思路点拨】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式 Q吸=cmt 求水吸收的热量。 【答案与解析】 Q 吸=cm(tt0) =4.2103J/(kg )5kg (4020) =4.2105J 【总结升华】本题考查了学生对吸热公式 Q吸=cmt 的掌握和运用,因条件已给出,难 度不大。 举一反三:举一反三: 【变式】质量为 2kg 的水,温度由 30升高了 50,吸收多少热量? 【答案】4.2105J 【解析】由 Q吸=cm(t-t0)可知。物体升高温度 t-t0=50,而原来的温度 30在本题中无 实际意义。 例例 6、用如图甲所示的两个完全相同的电加热
33、器分别给 A、B 两种液体加热,绘制它们 16 的温度随时间变化的图象,如图乙所示。 (1)如果 A、B 两种液体的质量相同,则液体的比热容较大; (2)如果 A、B 为同种液体,则液体的质量较大。 A.aB.bC.cD.d 【思路点拨】用如图甲所示的两个完全相同的电加热器分别给 A、B 两种液体加热,则 吸收热量相同,根据吸热公式 Q=cmt 进行分析。 【答案】 (1)B; (2)B 【解析】从图中可以看出,在相同的条件下,A 温度升高得快,变化大。所以如果 A、 B 两种液体的质量相同,则 B 液体的比热容较大;如果 A、B 为同种液体,则升温快的质量 小,升温慢的质量大,即 B 液体的
34、质量较大。 【总结升华】本题考查学生对比热容概念的理解和学生的读图能力。 例例7、 小阳家的热水器内装有质量为5kg的水, 该热水器中水的温度从20C升高到40C。 求这些水吸收的热量。水的比热容为 4.2103J/(kg) 【答案与解析】 Q 吸=cm(tt0) =4.2103J/(kg )5kg (4020) =4.2105J 【总结升华】本题考查了学生对吸热公式 Q吸=cmt 的掌握和运用,因条件已给出,难 度不大。 举一反三:举一反三: 【变式】质量为 2kg 的水,温度由 30升高了 50,吸收多少热量? 【答案】4.2105J 【解析】由 Q吸=cm(t-t0)可知。物体升高温度
35、t-t0=50,而原来的温度 30在本题中无 实际意义。 例例 8、用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容_(填“相同”或 17 “不同”)。质量均为 1kg 的铜块和铅块,如吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度 之比为_;若铜块温度升高了 100,则它吸收了_J 的热。(c 铜=3.9102J/(kg),c铅=1.3102J/(kg ) 【思路点拨】 比热容是物质的一种特性, 同种物质比热容相同, 不同物质比热容不同 根 据公式 Q=cmt 可计算铜块与铅块升高的温度之比和块温度升高了 100吸收的热量。 【答案与解析】 相同; ; Q吸c铜m铜t3.9102J/(kg)1kg100
36、3.9104J 【总结升华】这是一道有关比热容计算的一道很好的综合题。 比热容是物质的特性, 因此只要物质的状态不变,质量和体积等因素的改变是不会影响物质的比热容的,抓住“同 种物质”可以得出“相同”的答案。后两问因为是热传递现象,所以用公式 Q=cmt 进行 解题。 例例 9、 (多选)已知铜的比热容比铝的比热容小,下列说法正确的() A物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关 B将一块铜的质量减小一半,它的比热容不变 C质量相等的铝块和铜块,吸收相同的热量,铜块升高的温度多 D质量和初温都相等的铜和铝,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铜传给铝 【思路点拨】 (1)比热容是物质本身的一种
37、属性,其大小与物体的质量、物体的温度等 因素无关; (2)要想发生热传递,即必须存在着温度差,即有高温物体和低温物体或同一物体有 高温部分和低温部分; (3)热量的计算公式是 Q=cmt,故据比热容的关系分析判断即可得 出铜块和铝块的温度关系 【答案】BC 【解析】A、比热容是物质本身的一种属性,即物质确定后,其比热容一般是不变的, 故该选项错误; B、将铜块的质量减小,其质量变了,但其比热容 不变,故该选项正确;C、由于铝的 18 比热容大于铜的比热容,故据公式 Q=cmt 知,当质量相等的铝块和铜块,吸收相同的热 量,铜块升高的温度多,故该选项正确;D、由于铝的比热容大于铜的比热容,故据公
38、式 Q=cmt 知,当质量和初温都相等的铜和铝,放出相等热量后铝块温度下降的慢,铜块温度 下降的快,即最终铝块的温度要高,故热传递的方向是从铝块传向铜块,故该选项错误;故 选 BC。 【总结升华】知道比热容是物质本身的一种熟悉,并能运用公式 Q=cmt 进行定性的 分析是解决该题的关键。 【真题演练】【真题演练】 1.(20202020赤峰)赤峰)下列关于热现象的说法正确的是() 。 A. 水在沸腾过程中吸收热量,温度不断升高; B. 一杯水的比热容比一桶水的比热容小; C. 冬天搓手取暖是通过做功方式改变物体内能的; D. 物体的运动速度越大,物体内部分子运动就越快,因而物体的内能越大 【答
39、案】C。 【解析】A水在沸腾时,持续吸收热量,但温度不变,故 A 错误; B比热容是物质的固有属性与物质的多少无关,故 B 错误; C做功可以改变物体的内能,冬天搓手取暖是通过做功方式改变物体内能的,故 C 正 确; D物体运动是宏观运动和分子运动时微观的,两者没有必然联系,故 D 错误。故选 C。 2.(20202020朝阳)朝阳)下列说法正确的是() 。 A. 冠状病毒的传播是扩散现象; B. 即使煤炭没有完全燃烧,其热值也不会改变; C. 一个物体的内能增加了,一定是它吸收了热量; D. 因为沙石的比热容比水小,所以吸收相同的热量,沙石比水升温快 【答案】B。 19 【解析】A新冠病毒属
40、于微生物,它通过飞沫传播是微生物所做的机械运动,不是扩 散现象,故 A 错误; B热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否燃烧无关,故 B 正确; C一个物体的内能增加可能是吸收了热量,也可能是外界对此物体做功,故 C 错误; D因为沙石的比热容比水小,所以相同质量的沙石和水吸收相同的热量,沙石比水升 温快,故 D 错误。故选 B。 3.(20202020通辽)通辽)下列说法正确的是() 。 A. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递; B. 雪花纷飞,说明分子不停地做无规则运动; C. 同一物体,温度降低得越多,放出的热量越多; D. 汽油机的压缩冲程,汽缸内的混合物内
41、能增加,温度升高 【答案】D。 【解析】A热传递是有方向的,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,故 A 错误; B雪花是宏观物体,雪花纷飞是宏观物体做的机械运动,不能说明分子的热运动,故 B 错误; C同一物体,物体质量一定,温度降低得多,不一定是放出热量,还有可能是物体对 外做功,使物体温度降低,但是物体内能减小是一定的,故 C 错误; D汽油机的压缩冲程,曲轴由于惯性,使活塞向上运动,压缩气缸内燃气,汽缸内的 混合物内能增加,温度升高,故 D 正确。故选 D。 4.(20192019达州)达州)下列关于热现象的说法中正确的是() 。 A物体的温度越高所含的热量越多; B内燃机的做功冲
42、程将机械能转化成内能; C打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动; D物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强 【答案】D。 【解析】A、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说吸收热量或放出热 量,故 A 错误; B、内燃机的一个工作循环有四个冲程,做功冲程是将内能转化成机械能,故 B 错误; 20 C、灰尘是可以看得见的物体,因此灰尘的飞扬不是分子的运动,而是物体的机械运动, 故 C 错误; D、比热容是物质的一种特性,它反映了物质吸收或放出热量的能力,比热容越大反映 了物质吸收或放出热量的能力越强,故 D 正确。故选:D。 5.(20202020镇江镇江)质
43、量为 10kg 的水温度升高 22,需要吸收的热量为_J,若不考 虑热量散失,这些热量需要完全燃烧_g 的天然气来提供,天然气是_ (选填“可 再生”或“不可再生” )能源。c水=4.210 3J/(kg) ,q 天然气=4.410 7J/kg 【答案】(1)9.2410 5 ;(2)21;(3)不可再生。 【解析】质量为 10kg 的水温度升高 22,需要吸收的热量为: Q吸=c水m水t=4.210 3J/(kg)10kg22=9.24105 J 若不考虑热量散失,这些热量需要完全燃烧天然气的质量为: m= Q q 吸 天然气 = 5 7 9.24 10 J 4.4 10 J/kg =0.0
44、21kg=21g 天然气属于化石能源,在短时间内不能得到补充,是不可再生能源。 6 (20202020苏州)苏州)某燃气热水器将 20kg 的水从 10加热到 60,完全燃烧了 0.21m 3 的煤气。水吸收的热量是J热水器烧水的效率是。已知水的比热容为 4.2 10 3J/(kg) ,煤气的热值为 4107J/m3 【答案】4.210 6;50%。 【解析】 (1)水吸收的热量: Q吸cm(tt0)4.210 3J/(kg)20kg(6010)4.2106J; (2)这些煤气完全燃烧放出的热量:Q放qV410 7J/m30.21m38.4106J, 热水器烧水的效率:100%50%。 故答案
45、为:4.210 6;50%。 7.(20202020镇江)镇江)在探究不同物质吸热升温的现象实验中 (1)小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图 1 所示,则他 21 应将平衡螺母向_端调节;调节天平平衡后,为称取质量相等的沙子和水,小强将装有沙 子和水的相同烧杯分别放在天平的左、右托盘上,称取完成后,天平平衡时的场景如图 2 所示,则小强在称取中存在的问题是_ (2)小强组装的实验装置如图 3 所示,他在器材安装中的一处错误是_ (3)实验中某时刻温度计的示数如图 4 所示,其读数为_ (4)实验结東后,小强根据图 5 所示的温度随时间变化图像,用三种方法来比较沙子和
46、水吸热升温的快慢,从而建立比热容的概念在相同的时间t内比较温度变化T;在 相同的温度变化T内比较时间t;若T和t均不同,则可用_来比较沙子和水吸热 升温的快慢。在初中物理中,比较物体_的快慢时也用到了上述方法。 【答案】(1)右;(2)游码未在左端零刻度线处;(3)温度计安装位置偏高(或温度计玻 璃泡未能与水充分接触) ;(4)35;(5) T t (或 t T ) ;(6)运动(或做功) 。 【解析】(1)小强将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图 1 所 示向左偏,则他应将平衡螺母向右端调节。 天平平衡时的场景如图 2 所示, 则小强在称取中存在的问题是移动游码未在左端零
47、刻度 线处,造成沙子和水的质量不同 (2)小强组装的实验装置如图 3 所示,他在器材安装中的一处错误是温度计安装位置偏 高,或温度计玻璃泡未能与水充分接触 (3)实验中某时刻温度计的示数如图 4 所示,刻度值越往上越大,则说明是在零刻度线 以上,分度值为 1,指针位于 30以上第 5 个小格处,故其读数为 35 (4)实验结東后,小强根据图 5 所示的温度随时间变化图像,用三种方法来比较沙子和 水吸热升温的快慢,从而建立比热容的概念,T和t成正比关系,则可用 T t 或 t T 来比 较沙子和水吸热升温的快慢。 在初中物理中,根据速度公式 s v t 或功率公式 W P t ,可知比较物体运动
48、或做功的 快慢时也用到了上述方法。 【过关检测】【过关检测】 一、填空题一、填空题 22 1、阳光同照沙滩和海面温度高的是_,这是因为沙子比水的 _小。 【答案】沙滩;比热容 【解析】阳光同照沙滩和海面,由于沙子比水的比热容小,根据 Q=cmt 可知,沙子 升高的温度较高,所以温度高的是沙滩,故答案为:沙滩;比热容。 2、比热容是物质的一种_,对于某种物质,它的比热容是_的,不同的 物质,比热容一般是_的。常见的物质以_的比热容最大。 【答案】特性;一定 ; 不同;水 3、水的比热容为 4.2103J/(kg) ,其物理意义为:。一杯水 倒去一半,剩下的半杯水比热容为。夏天,光脚走在海滩上会感
49、觉到沙“烫 脚” ,走进海水中却感觉到海水很凉,这主要是由于水的比热容(选填“大于” “小于”或“等于” )沙子比热容的缘故。 【答案】质量为 1 kg 的水温度升高 1时吸收的热量为 4.2103J; 4.2103J/(kg) ; 大于 4、热量可以用公式_计算,其中吸热公式为_,放热公式为_。 【答案】Qcmt ; 0 ()Qcm tt 吸 ; 0 ()Qcm tt 放 5、质量相等的甲、乙两个小球(cc 乙甲 )在相同的条件下加热到相等的温度后,再分 别放出相等的热量,则两个小球的温度相比 t甲_t乙。 【答案】 【解析】由 0 ()Qcm tt 放 可得, 0 Q tt cm 放 ,在
50、Q放、m、t0相同的条件下,c 越大, 则 t 就越大。 二、选择题二、选择题 6、关于比热容,下列说法正确的是() A物体的比热容跟温度有关 B物体的比热容跟它的吸热多少有关 C物体的比热容跟它的放热多少有关 D物体的比热容是物体本身的一种特性 【答案】D 【解析】物理学规定,单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1所吸收(或放出) 23 的热量为该物体的比热容;比热容是物质本身的一种特性,每种物质都有自己的比热容,与 物体的质量、物体的温度变化和物体吸收(放出)热量的多少均无关;所以,A、B、C 不 符合题意,D 符合题意;故选 D。 7、水具有比热容大的特点,图中现象与此特点无关的是()