内容正文:
13.3比热容(解析版)
一、课程标准要求:
知道比热容的物理意义、定义、单位;知道比热容是物质的一种属性,知道水的比热容的数值及其特点,根据比热容的定义总结出热量的计算公示。
二、知识梳理
1.比较不同物质吸热的情况:
①使质量相同的不同物质升高相同的温度,看加热时间的长短,加热时间长的吸热能力强;
②将质量相同的不同物质加热相同的时间,看升高温度的多少,升高温度少的吸热能力强。
2.比热容:
①物理意义:表示不同物质的吸热能力;
②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;
③单位:焦每千克摄氏度,符号“J/(kg·℃)”
④注意事项:比热容是用比值定义法定义的物理量;比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容;比热容不随吸收或放出热量的多少、质量、温度升高(或降低)等而改变,但是状态改变,其比热容会改变。
3.热量的计算
①吸收热量:Q吸=cm△t=cm(t-t0);
②放出热量:Q放=cm△t=cm(t0-t)。
4.初温、末温的计算
①已知初温求末温:先由求出物体升高(或降低)的温度,再由t=t0+△t(或t=t0-△t)来求末温;
②已知末温求初温:先由求出物体升高(或降低)的温度,再由t0=t-△t(或t0=t+△t)来求初温。
三、题目辨析
易错点辨识一:
比热容是物质特有的一种物理属性,只跟物质的种类、状态有关。比热容表示物体吸热能力的强弱,吸收相同的热量,温度变化大,比热容小,吸热能力弱;温度升高相同高度,吸收热量多,比热容大,吸热能力强。
1、下列做法没有利用物质比热容的是( )
A、农业生产中需要配置特定比例的盐水选种
B、大面积种植花草树木,能有效地改善气候
C、工厂里的冷却塔大多采用水作为冷却介质
D、花生栗子等干果常常用干净的沙子来炒制
【答案】A
【解析】农业生产中配制盐水选种,利用ρ液与ρ物的关系,来实现种子在盐水中处于不同的状态,从而选出饱满的种子;大面积种植花草树木,可以减少水土流失,因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度变化量小,所以种植花草树木,能够改善土壤的含水量,能有效的改善气候;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,所以工厂里的冷却塔用水作冷却介质;炒板栗时常常用干净的沙子来炒制,是为了使板栗受热均匀,没有利用水的比热容较大特性;故选A。
2、依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容c/ 【J/(kg·°C)-1】
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
A、一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B、水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
C、水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J
D、质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
【答案】D
【解析】比热容是物质特有的一种物理属性,只跟物质的种类、状态有关,所以一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变;根据Q=cm△t可知,相同质量的水和沙石放出相等热量,由于沙石的比热容比水小,则沙石的温度降低得较多;水的比热容表示的是1kg的水温度升高(或降低)1°C时吸收(或放出)的热量是4.2×103J;根据据Q=cm△t可知,相同质量的水和煤油吸收相等热量,由于煤油的比热容比水小,则沙石的温度升高得较多;故选D。
3、为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点,小明做了如下实验,将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中,分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况,绘制成如图所示的图像。下列说法错误的是( )
A、热水和冷水到达同一温度的时间是相同的
B、热水温度下降比冷水温度升高得快
C、热水放出的热量等于冷水吸收的热量
D、热水的质量可能小于冷水的质量
【答案】C
【解析】由图可知,400s时,热水和冷水到达同一温度40℃,所以热水和冷水到达同一温度的时间是相同的;400s内,热水温度由70℃下降到40℃,下降30℃,冷水30℃上升到40℃,上升10℃,热水温度下降比冷水温度升高得快;冷水和热水的质量未知,由Q=cmΔt可知热水放出的热量不一定等于冷水吸收的热量;由题可知,冷水和热水的质量未知,热水的质量可能小于冷水的质量;故选C。
4、夏日晴朗的白天,在太阳光照射下,某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图(图中箭头表示空气流动方向)合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,空气从海洋吹向陆地,形成海风,高空的空气从陆地吹向海洋,故选A。