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必考点03 比热容及其应用(解析版)
※题型一:比热容的概念
【例题1】(2021·湖南常德市)如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同,由图像可知( )。
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小;
B.加热时间相同,a物质的末温度高,比热容大;
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小;
D.吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容大
【答案】D。
【解析】A.加热器相同,说明加热器相同的时间内释放的热量相同,加热时间相同,故吸收的热量是相同的,故A错误;
B.加热时间相同,吸收相同的时间内,a升温快,说明a的比热容比较小,故B错误;
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,a的比热容大,故C错误;
D.吸收热量相同,b物质的末温度低,升温比较慢,故b的比热容大,故D正确。故选D。
【例题2】(2021·四川凉山彝族自治州)用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热,加热过程中,温度随时间变化的图像如图所示,从图中看出( )。
A.液体A的比热容大 B.两种液体的比热容相等
C.液体B的比热容大 D.无法比较
【答案】C。
【解析】根据可知,质量相同时,吸收相同的热量,比热容大的,温度升高的较少,比热容小的,温度升高的多。根据题意,两种液体质量相等,使用完全相同的电加热器加热两分钟,两种液体吸收的热量相等,从图像中可以看出,A液体温度升高的较多,液体B的较少,所以液体A的比热容较小,B的比热容较大。故选C。
【解题技巧提炼】
1.一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。
比热容是物质的特性之一,所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说,比热容的大小只与物质的种类及其状态(固态、液态和气态)有关,与物质的质量、温度的变化无关。
在国际单位制中,比热容的单位是:焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。
2.比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下,比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了,比热容的大小随之改变,如水变成冰。
3.水的比热容较大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢,夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大。在一年之中,夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。
水比热容大的特点,在生产生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。
※题型二:比热容的应用
【例题1】(2021·湖南岳阳市)生命离不开水,水是宝贵的资源。以下关于水的说法正确的是( )。
A.地面上的水变干了是升华现象;
B.冬天用热水袋取暖是利用水的比热容大;
C.水结冰的过程需要吸热;
D.岳阳水资源丰富,我们不需要节约用水
【答案】B。
【解析】A.地面上的水变干,是水由液态变为气态,此为汽化现象,故A错误;
B.由于水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以热水袋用水来取暖,故和水的比热容大有关,故B正确;
C.水结冰是凝固现象,凝固放热,故C错误;
D.水是可再生能源,水资源丰富,但是地球上可以利用的淡水资源是有限的,因此需要节约用水,故D错误。故选B。
【例题2】(2021·湖南张家界市)张家界森林公园内风景优美,其中金鞭溪婉转秀丽,下雨后溪边升起了一层雾,置身其中,宛如仙境,那么雾的形成属于______现象;水还有许多用途,如用水作为汽车发动机冷却液是利用了水 ______的特点。
【答案】液化;比热容。
【解析】[1]雾是小水珠,是水蒸气液化形成的。
[2] 水作为汽车发动机冷却液,是相同质量的水每上升1℃能够吸收更多的热量。
【解题技巧提炼】
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