内容正文:
专题04 吸放热的计算——公式法(解析版)
考点直击
解题方法与技巧
物体在热传递过程中吸收或放出的热量可以利用公式Q吸=cm(t-t0)或Q吸=cm(t0-t)计算,而物体的质量m、温度改变量Δt、初温t0、末温t、比热容c可利用相应的变形式计算。
典例分析+变式训练
考点1 单、多物体吸放热的计算
【典例1-1】(2021•赤峰)把1kg的水从60℃开始加热至沸腾,温度随时间变化的图像如图所示,由图像可知,水的沸点是 98 ℃,沸腾过程的特点是 吸热温度不变 ;这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是 1.26×105 J。(c水=4.2×103J/(kg•℃)
【答案】98;吸热温度不变;1.26×105。
【解答】解:由图可知,水沸腾时,不断吸收热量,保持98℃不变,所以98℃是水的沸点。
水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(90℃﹣60℃)=1.26×105J。
故答案为:98;吸热温度不变;1.26×105。
【典例1-2】(2021秋•建瓯市校级月考)质量为500克的铁锅中放有3千克的水,把它们从15℃加热到90℃,铁锅吸收了多少热量?【C铁=4.6×102焦/(千克•℃)】
【解答】解:铁锅的质量m铁=500g=0.5kg,
从15℃加热到90℃,则铁锅吸收的热量:
Q铁吸=c铁m铁△t=4.6×102J/(kg•℃)×0.5kg×(90℃﹣15℃)=1.725×104J。
答:铁锅吸收了1.725×104J的热量。
【变式1-1】(2022•浦东新区二模)质量为10千克的水温度升高15℃,求水吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103焦/(千克•℃)]
【解答】解:水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×15℃=6.3×105J。
答:水吸收的热量为6.3×105J。
【变式1-2】(2021秋•永定区校级月考)质量是1kg的铝壶内装5kg的水,它们的温度为20℃,如果共吸收1.094×106J的热量,则水温将升高到多少摄氏度?(c铝=0.88×103J/(kg•℃))
【解答】解:m铝=1kg,m水=5kg,
由Q吸=cm△t可知,
Q吸=Q铝吸+Q水吸=c铝m铝△t+c水m水△t,
水喝铝壶升高温度:△t===50℃。
水升高温度:t=t0+△t=20℃+50℃=70℃。
答:水温将升高到70℃。
考点2 温度改变、比热容的计算
【典例2-1】(2021秋•青岛月考)计算:质量为100g的水吸收2.1×104J的热量,温度升高了多少?
【解答】解:
水的质量m=100g=0.1kg,
由Q吸=cmΔt可得水升高的温度值:
Δt===50℃。
答:质量为100g 的水吸收了2.1×104J的热量,温度升高了50℃。
【典例2-2】(2021秋•鼓楼区校级期中)在标准大气压下,将质量为100g的铜块从沸水中取出,迅速放入质量为100g、温度为10℃的某液体中,混合后的共同温度是25℃。若不计热量损失,求这种液体的比热容为多少?[c铜=0.4×103J/(kg•℃)]
【解答】解:
铜块的质量:
m铜=100g=0.1kg,
铜块放出的热量:
Q放=c铜m铜Δt铜=0.4×103J/(kg•℃)×0.1kg×(100℃﹣25℃)=3000J;
若不计热量损失,这些热量被液体吸收,即Q吸=Q放=3000J;
Q吸=c液m液△t液,
即:c液×0.1kg×(25℃﹣10℃)=3000J,
解得:c液=2×103J/(kg•℃)。
答:这种液体的比热容为2×103J/(kg•℃)。
【变式2-1】(2021•新田县校级开学)在1个标准大气压下,2kg初温为20℃的水,吸收了1.26×106J的热量,那么水温升高了多少摄氏度?
【解答】解:由Q吸=cmΔt得:
Δt===150℃,
t=t0+Δt=20℃+150℃=170℃,
因为在一个标准大气压下,水的沸点为100℃,所以水的温度升高到100℃将不再上升,因此水温度升高了100℃﹣20℃=80℃。
答:水温升高了80℃。
【变式2-2】(2021秋•秀屿区校级月考)某液体的沸腾图像如图所示,该液体质量为0.2kg,前4min吸收热量6.72×104J,则此液体的比热容为多少?
【解答】解:由图像可知,前4min此液体从100℃升高到260℃,即Δt=260℃﹣100℃=160℃,则此液体的比热容为:
c===2.1×103J/(kg•℃)。
答:此液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃)。
考点3 质量的计算
【典例3】(长沙中考)水稻是喜温植物,春季育秧时,农民通常在傍晚向秧田灌水,早晨再将水放出,以防霜冻,这是因为水的 比热容 较大,当气温降低时,水