内容正文:
第四节 比热容
第2课时 热量的计算
第十九章 热和能
一、热量的计算公式
1.物体温度升高时吸收的热量:Q吸= cm(t-t0) .
2.物体温度降低时放出的热量:Q放= cm(t0-t) .
热量计算时要注意对温度的变化名词“降低”“降低到”“升高”“升高到”的理解,“降低”和“升高”是指温度的变化量,与“降低了”和“升高了”是同一个含义,而“降低到”和“升高到”是指变化后的末温.
cm(t-t0)
cm(t0-t)
二、对应的物理量
c——物质的比热容,单位是 J/(kg·℃) .
m——物体的质量,单位是 kg .
t——物体的末温度,单位是℃.
t0——物体的初温度,单位是℃.
J/(kg·℃)
kg
考点 热量的计算
1.质量不同的甲、乙两铁块(m甲<m乙),吸收相同的热量后,若升高的温度分别为Δt甲、Δt乙,则( A )
A.Δt甲大于Δt乙 B.Δt甲等于Δt乙
C.Δt甲小于Δt乙 D.Δt甲可能等于Δt乙
A
2.(2023·成都模拟)用两个相同的电加热器给质量均为0.2kg的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,不计热量损失,据此判断( C )
A.物质甲的比热容为8.4×103J/(kg·℃)
B.加热20min,水所吸收的热量是甲的两倍
C.每个电加热器每秒放出42J的热量
D.甲在前10min内吸收的热量是5.04×104J
C
3.一杯水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),若将此杯水倒掉一半,剩下半杯水的比热容 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”);质量为2kg的水,温度由20℃升高到60℃,需要吸收的热量为 3.36×105 J.
4.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 内能逐渐减少 ,由图乙 不能 (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200g的某种液体,吸收1.44×104J的热量后温度升高到40℃,该液体的比热容是 2.4×103 J/(kg·℃).
不变
3.36×105
内能逐渐减少
不能
2.4×103
5.安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用.如图所示,一太阳能热水器内装有体积为250L、温度为20℃的水,在阳光照射一段时间后,水温升高到80℃.[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)太阳能热水器内装有水的质量是多少?
◉答案 解:(1)太阳能热水器内装有水的体积V=250L=0.25m3,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.25m3=250kg.
(2)水吸收的太阳能是多少?
◉答案 解:(2)水吸收的太阳能Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×250kg×(80℃-20℃)=6.3×107J.
6.甲、乙两种液体的质量之比为3∶2,当它们吸收相同热量时,甲、乙两种液体升高的温度之比为3∶2,则甲、乙两种液体的比热容之比为( C )
A.3∶2 B.1∶1 C.4∶9 D.9∶4
C
7.如图1所示,用相同规格的加热器分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,不计热损失,液体温度与加热时间的关系如图2所示,则下列说法正确的是( D )
A.甲液体的比热容比乙液体大
B.两烧杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2∶3
C.加热相同的时间,甲、乙两种液体升高的温度之比2∶3
D.将甲、乙两种液体从20℃均加热至60℃(没有达到沸点)所需要的时间之比仍为2∶3
D
8.用两个相同的“热得快”分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图象如图所示.根据图象可知,甲液体的比热容 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容,实验中,用 加热时间的长短 间接反映吸收热量的多少.若乙液体为水,则质量为500g、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃,吸收的热量为 7.35×104J .[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
小于
加热时间的
长短
7.35×104J
9.由实验测量可知,质量是100g、初温是24℃的实心金属球吸收2.3×103J的热量后,温度升高50℃,则该金属球的比热容是多少?查表可知这种金属可能是什么物质?
一些物质的比热容[J/(kg·℃)]
沙石 铝 铁 水银 铜 铅
0.92×
103 0.88×
103 0.46×
103 0.14×
103 0.39×
103 0.13×
103
◉答案 解:由Q=cmΔt得,该金属球的比热容c===0.46×103J/(kg·℃),查表知道该金属可能是铁.
10.利用如图所示的装置探究水和煤油的吸热情况.在两个相同的烧瓶中分别接入电阻丝,装入质量和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计.[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)此实验的主要物理方法是 转换 法和 控制变量 法.
(3)按照下表中的数据,请推算出煤油的比热容是 2.1×103 J/(kg·℃).
液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
煤油 150 20 10 50
水 150 20 10 35
(4)在烧瓶中重新装入质量和初温都相同的煤油,接入阻值不同的电阻丝,此装置就可以探究电流通过导体产生的热量与 电阻 的关系.
转换
控制变量
2.1×103
电阻
(1)装置中电阻丝的阻值应相等,实验中用 加热时间 来反映液体吸收热量的多少.
加热时间
$$