第09讲 物质的比热容 ---2024年人教版九年级物理暑假班衔接班

第09讲 物质的比热容 [学习目标] 1. 知道物质的比热容的概念、物理意义； 1. 记住水的比热容比较大，是4.2×103J/（㎏·℃）； 1. 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； 1. 会设计并进行“比较不同物质吸热能力不同”的实验； 1. 能够利用吸热、放热公式进行相关计算。 1. 比热容 ①在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。温度不同的两个物体相互接触，高温物体内能减少，低温物体内能增大 ②比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。 ③水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 1. 热量的简单计算 ①热量的计算：(1)吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；(2)放热：Q放=cm△t= cm(t0-t) ②其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦(J)，Q放—放出的热量。 ③c—比热容，单位：焦每千克摄氏度(J/(kg·℃)) ④m—质量，单位：千克(kg) ⑤△t—变化的温度 (升高或降低的温度)，单位：摄氏度(℃)；t0—初始温度、t—末温。 考点一：探究比较不同物质的吸热能力 【实验目的】探究不同物体的吸热能力。 【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体(如煤油)。 【实验步骤】 （1）按图组装器材。 （2）取质量相同的水和煤油(60g)，常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同)，测出两种液体的温度，并计入表格。 （3）点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。 （4）实验表格(参考数据) 物质种类 质量/g 初温/°C 末温/°C 温升/°C 加热时间(min) 水 60 20 40 20 5 煤油 60 20 56 36 5 … （5）整理器材。 （6）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； 相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸热是不同的。 总结：物体吸热多少与物质的种类,物体的质量,物体升高的温度有关。 【实验方法】 ①转换法 将吸收热量的多少转化为加热时间的长短 ②控制变量法、 a.控制相同的加热条件、沙子和水的质量相等 b.控制升高相同的温度，比较加热的时间或控制加热时间相同，比较升高的温度 【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油)，吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。 考点二：比热容 （1）定义：物理学中，将物体温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高温度的比，叫做比热容。它在数值上等于单位质量的某种物质温度升高（或降低）1摄氏度所吸收（或放出）的热量。 （2）符号：c （3）定义式： c物质的比热容； Q吸收或放出的热量； m某种物质的质量； Δt物质温度的变化量。 （4）单位：J/(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度。 （5）物理意义：反映物质吸热能力的强弱和物质温度改变的难易程度。 物质的吸热能力 物质温度改变的难易程度 具体说明 比热容大表示吸热能力大，比热容小表示吸热能力小 比热容大表示温度难改变，比热容小表示温度易改变 解释 相同质量的不同物质升高相同的温度，比热容越大，吸收的热量多；比热容越小，吸收的热量越少 相同质量的不同物质吸收相同的热量，比热容越大，温度升高得越少；比热容越小，温度升高得越多 （6）水的比热容大的特点在生活中的应用 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。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙，这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积，使栗子能均匀受热。另外，沙子的比热容较小，吸热时升温较快，可缩短炒熟的时间。也可以节能。 4．城市种植花草树木，提高绿地覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了市民的居住环境，让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲，花草树木对声音有一定的吸收作用，起到减弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比热容较大，吸收或放出热量时，水的温度变化较小，即温差小，有恒温作用。 5．夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，这是因为质量相等的水和混凝土，照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小。因此，池水的温度比混凝土低，所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热。 考点三：热量的计算 1．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：Q放=cm(t0-t) 式中 （t0-t）表示物体温度的降低量。 3.理解 (1)从公式可以看出，物体在吸热或放热的过程中，物体的质量越大、比热容越大、温度变化越大，物体吸收或放出的热量就越多。 (2)如果两个物体进行热传递时,没有热量损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即,这就是热平衡方程。 (3)在利用公式 计算热量时,一定要明确公式中各物理量的单位和含义,尤其要区分温度的有关说法,如“升高(升高了)”、“降低(降低了)”指温度的变化量Δt，“升高到”、“降低到”指末温t末。 (4)公式适用于不发生物态变化时物体升温(或降温)过程中吸热(或放热)的计算,如果过程中存在物态变化,不能直接使用这几个公式例如冰熔化为水需吸热,此时冰的温度(或冰水混合物的温度)没有变化,但需要从外界吸收热量 典型一：比较不同物质的吸热能力 【探究重点】 1．选用相同的电加热器(使物体单位时间吸收的热量相同)，为质量和初温相同的两种物质进行加热，记录加热时间和温度。 2．加热相同的时间，比较温度的变化量，温度变化量越小说明吸热能力越强；变化相同的温度比较加热时间，用时越长，说明吸热能力越强。 【例1】“水与食用油”是生活中不可缺少的食品。小红在学习了比热容的知识后，猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大，为了验证这一结论，他设计了如下探究实验： (1)取两个相同的试管，分别装入______相等、初温相同的水和食用油； (2)将两支相同的温度计分别正确地插入盛有水和食用油的两个试管内，并将实验装置固定在铁架台上，如图甲所示。打开加热开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，实验过程中，其中一支温度计的示数如图乙所示，其读数是______℃； (3)小红根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过分析可知，在相同时间内______的温度变化大，可得出______的吸热本领大。 【例2】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 典型二：比热容的概念及其应用 【探究重点】 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4.2×103J/(㎏·℃)。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，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。 【例1】在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用______方法使沙子内能增大，泡沫塑料的作用是______ ，如果换成水做该实验，升温不明显是因为水的______大。 【例2】质量相等的甲，乙两种不同液体，装在相同的容器中，用相同的电加热器加热，其温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A．1min内，乙吸收的热量比甲多 B．1min后乙温度不变，内能不变 C．甲的比热容比乙的大 D．沸腾是一种汽化现象，需要放热 【变式1】高勤同学对冰块加热，她绘制了冰熔化成水直到沸腾的过程中温度随时间变化的图像（如图所示），下列分析中正确的是（ ） A．冰的熔化过程经历了6min，且冰是晶体 B．在第10min，冰继续吸热温度不变，处于固液共存状态 C．由图像可知，当时液面上方气压高于1个标准大气压 D．AB 段物体的比热容小于CD段物体的比热容 典型三：热量的计算 【探究重点】 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。 【例1】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____________℃，沸腾过程的特点是____________；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是______J。(c水=4.2×103J/(kg·℃)) 【例2】甲、乙两个物体的比热容之比为2∶1，若使它们升高相同的温度，吸收的热量之比为4∶3，则甲、乙两个物体的质量之比为（ ） A．1∶2 B．2∶1 C．2∶3 D．4∶1 【变式1】汽车发动机常用水做为散热剂是因为水的______较大。发动机的水箱内装有质量为15kg的水，当温度升高10℃吸收______J的热量。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【变式2】质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），c水＞c液。下列说法中（ ） ①甲物质是水 ②0～12min乙温度降低了20℃ ③0～12min甲放出了8.4×104J 的热量 ④乙物质的比热容为2.1×103J/（kg•℃） A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①③正确 D．只有①④正确 典型四：比热容实验 【例1】某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。 （1）加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过____________来判断的。 （2）实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表，通过分析实验数据，能够得出的结论是：_____________________________________________。 （3）图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图象，能正确描述该实验真实情况的图象是________（选填序号）。 实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 200 25 40 13.5 煤油 200 25 40 6.5 2 水 200 25 40 12 煤油 200 25 40 5.5 （4）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是_______________________。 1. 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（如图中箭头表示空气流动方向）合理的是（ ） A．B．C．D． 2. 将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中加热，其温度随时间变化的关系如图所示。不计热量损失，关于该物质的判断，正确的是（ ） A．固态时是非晶体 B．在BC段内能不变 C．在AB段比BC段吸热少 D．固态的比热容比液态的大 3. 用相同电加热器分别同时对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图是甲和乙的温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是（ ） A．从吸热能力方面看，选择甲液体做冷却剂比乙液体效果好 B．甲和乙升高相同的温度，乙液体吸收热量较多 C．甲液体的比热容与乙液体的比热容之比是1∶2 D．第5min时甲的温度高，说明甲吸收的热量更多 4. 用两只相同的电加热器，分别给两种液体加热，图为两种液体的温度随时间变化的图线。已知ρ甲:ρ乙=4:3，加热的效率都是90%。下列判断正确的是（ ） A．0~10min，两加热器释放热量之比Q甲:Q乙=4:3 B．0~10min，两种液体吸收热量之比Q甲:Q乙=3:2 C．两种液体质量相同时，比热容之比c甲:c乙=3:2 D．两种液体体积相同时，比热容之比c甲:c乙=1:2 5. 下列做法没有利用物质比热容性质的是（ ） A．用干净的沙子炒制花生等干果 B．种植花草树木能有效改善气候 C．傍晚，在春播秧田里灌水保温 D．发烧时，用湿毛巾给头部降温 6. 甲、乙两个初温相同、质量不同（m甲<m乙）的铜球，当它们吸收相同热量后，下列说法正确的是（ ） A．铜球甲的末温高 B．铜球乙的末温高 C．铜球甲的比热容大 D．铜球乙的比热容大 7. 图是某沿海城市和内陆城市在同一天的气温变化曲线，内陆城市气温变化对应的曲线是 _____（选填“A”或“B”），这是由于沙石的比热容 _____（选填“大于”或“小于”）水的比热容，吸收相同热量后砂石的温度变化较 _____（选填“大”或“小”）。 8. 汽车发动机通常采用水或水溶液作冷却剂，是因为在常见物质中水的比热容比较______。相同质量的水和沙石，温度均升高10℃，水吸收热量较______。当0.2千克的冰全部熔化成水时，水的质量为_____千克。 9. 已知水的比热容，把2kg的水从加热到需要吸收的热量为________J；在高山上煮饭，很难煮熟，这是因为高山上________低，水的沸点低。 10. 烈日炎炎的夏季，白天沙滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽，主要是因为水的比热容比沙子的比热容_______。的砂石，温度升高10℃，需要吸收的热量为___________J。（） 11. 有一个质量为，温度为的铁球，投入到一个标准大气压下的沸水中加热较长时间直到不发生热传递，然后将铁球取出，放入装有质量是2.3kg，初温是48℃水的容器中，直到它们达到热平衡，忽略热量损失，则铁球在沸水中吸收的热量是________；铁球和容器中的水热平衡时温度是________，已知：，。 12. 小明利用如图甲所示的实验装置探究沙子和水的温度变化与吸热的关系，操作如下： （1）在两烧杯中分别装入初始温度相同且________（选填“质量”或“体积”）相等的沙子和水； （2）实验中，是通过比较____（选填“加热时间”或“升高的温度”）来间接反映沙子和水吸收热量的多少； （3）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像，如图乙所示。分析图像可知，沙子和水吸收相同热量时，温度升高较多的是________，若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多，由此可见，________的比热容较大。 13. 质量为1kg的金属锅中放有的水，现把它们从加热到，金属锅和水一共吸收了的热量。求：[] （1）水吸收的热量是多少？ （2）金属锅的比热容是多少？ 1. 烈日下海滩上的沙子热得烫脚，而海水清凉；傍晚，沙子凉了，海水却依然温暖，这主要是因为（ ） A．沙子含有的热量比水多 B．沙子的密度比水大 C．沙子的导热性比水好 D．水的比热容比沙子大 2. 经常下厨的小关发现，同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些。这是因为（ ）。 A.水的比热容小，吸热后温度升高得快； B.油的比热容小，吸热后温度升高得快； C.在相同的时间内，水吸收的热量较多； D.在相同的时间内，油吸收的热量较多 3. 夏天，当漫步在湖边时，会感到阵阵凉风吹来，令人心旷神怡。这时风的吹向应当是（ ） A．白天，风从湖面吹向地面、晚间，风从地面吹向湖面 B．白天，风从地面吹向湖面、晚间，风从湖面吹向地面 C．不管是白天还是晚间，风都是从湖面吹向地面 D．不管是白天还是晚间，风都是从地面吹向湖面 4. 下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是（ ）。 A．夏天．在地上洒水会感到凉快； B．北方楼房内的“暖气”用水作为介质； C．海边昼夜温差变化比沙漠中小； D．生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度 5. 关于热学知识，下列说法正确的是（ ） A. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 B. 物体放出热量时，温度一定降低 C. 一桶水的比热容比一杯水的大 D. “酒香不怕巷子深”说明分子在不停地做无规则运动 物质 比热容c/[J•(kg•℃)-1] 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 6. 依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ） 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℃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 7. 将一小杯热水倒入盛有较多冷水的容器中，冷水的温度升高了3℃，再向容器内倒入一小杯相同质量和温度的热水，则容器中的水温会升高（ ） A．低于3℃ B．等于3℃ C．高于3℃ D．ABC都有可能 8. 小组同学为了比较沙子和水的比热容，安装了如图所示的实验装置。实验中控制（ ） A．酒精灯内酒精质量一定相等 B．烧杯内水和沙子的体积一定相等 C．水和沙子升高的温度一定相等 D．水、沙子升高温度相等或加热时间相等 9. 在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是（ ） A．沿海地区的气温比内陆变化小 B．夜间，在秧田里灌水保温 C．发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温 D．汽车发动机用水作冷却液 10. 在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是( ) A. 沿海地区的气温比内陆变化小 B. 夜间，在秧田里灌水保温 C. 发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温 D. 汽车发动机用水作冷却液 11. 小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了 J的热量，这是通过 方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/kg•℃） 12. 质量相同的水、沙石和铜(已知c水＞c沙石＞c铜)，放出了相同的热量，温度下降最大的是______。 13. 如图是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能 第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。 14. 为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表。 物质 质量g 初始温度℃ 加热时间min 最后温度℃ 水 60 20 6 45 食用油 60 20 6 68 ①在实验过程中控制加热时间相同，通过比较___________来研究水和食用油吸热能力的差异。 ②在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给___________加热更长的时间，此时水吸收的热量___________(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。 ③通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用___________这个物理量来描述。 15. 春季，在培育秧苗时，有经验的农民往往会在傍晚往秧田里灌水以防倒春寒冻伤秧苗，这是利用水的_____比较大的性质；若质量为2000kg的水温度从5℃降低到2℃，放出的热量是_____________J。[c水＝4.2×103J/(kg℃)] 16. 如图甲是“比较不同物质吸热能力”的实验装置，用相同的容器分别装入 和初温相同的A、B两种液体，用相同的电加热器同时对它们加热，其温度随时间变化的图象如图乙所示。由图象可知：升高相同的温度， 液体吸收热量更多， 液体更适合给汽车发动机散热。 17. 图是探究“物质吸热规律”的实验装置： (1)取质量相同的水和煤油分别放入两个______的容器里，用两盏同样的酒精灯对它们进行加热，升高______温度时比较它们吸收热量的多少，来衡量谁吸热能力更强； (2)取相同质量的水和煤油的目的，是为了______(选填“便于比较”或“控制变量”)； (3)在对水和煤油加热的方式上，有酒精灯和电加热器两种热源可供选择，选用______更容易控制让煤油和水吸收的热量相同； (4)如果甲、乙两组同学进行分工合作，甲组对水进行加热和记录，乙组对煤油进行加热和记录。他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示、加热时间用t表示，忽略热损失，则吸收的热量为。此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强，他们应该用______(用已给物理量写出表达式)分别进行计算，得到的______水和煤油、温度升高______吸收的热量，就可以进行比较了。 18. “水地暖”取暖的原理是以温度不高于60℃的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板，通过地面以热传递的方式向室内供热的一种供暖方式。如图所示，某房间一段时间内循环流动的水质量为1000千克，进水温度为55℃，出水温度为40℃。求这段时间里： （1）水降低的温度Δt； （2）水向外界放出的热量Q放。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 19. 现有100℃的水1kg，10℃的水大量，求： （1）如果想用上述热水和冷水配制50℃的温水，则这1kg、100℃的水放出的热量是多少？ （2）为了得到50℃的温水，需要加入多少10℃的冷水？[假设热传递过程没有能量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第09讲 物质的比热容 [学习目标] 1. 知道物质的比热容的概念、物理意义； 1. 记住水的比热容比较大，是4.2×103J/（㎏·℃）； 1. 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； 1. 会设计并进行“比较不同物质吸热能力不同”的实验； 1. 能够利用吸热、放热公式进行相关计算。 1. 比热容 ①在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。温度不同的两个物体相互接触，高温物体内能减少，低温物体内能增大 ②比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。 ③水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 1. 热量的简单计算 ①热量的计算：(1)吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；(2)放热：Q放=cm△t= cm(t0-t) ②其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦(J)，Q放—放出的热量。 ③c—比热容，单位：焦每千克摄氏度(J/(kg·℃)) ④m—质量，单位：千克(kg) ⑤△t—变化的温度 (升高或降低的温度)，单位：摄氏度(℃)；t0—初始温度、t—末温。 考点一：探究比较不同物质的吸热能力 【实验目的】探究不同物体的吸热能力。 【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体(如煤油)。 【实验步骤】 （1）按图组装器材。 （2）取质量相同的水和煤油(60g)，常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同)，测出两种液体的温度，并计入表格。 （3）点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。 （4）实验表格(参考数据) 物质种类 质量/g 初温/°C 末温/°C 温升/°C 加热时间(min) 水 60 20 40 20 5 煤油 60 20 56 36 5 … （5）整理器材。 （6）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； 相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸热是不同的。 总结：物体吸热多少与物质的种类,物体的质量,物体升高的温度有关。 【实验方法】 ①转换法 将吸收热量的多少转化为加热时间的长短 ②控制变量法、 a.控制相同的加热条件、沙子和水的质量相等 b.控制升高相同的温度，比较加热的时间或控制加热时间相同，比较升高的温度 【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油)，吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。 考点二：比热容 （1）定义：物理学中，将物体温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高温度的比，叫做比热容。它在数值上等于单位质量的某种物质温度升高（或降低）1摄氏度所吸收（或放出）的热量。 （2）符号：c （3）定义式： c物质的比热容； Q吸收或放出的热量； m某种物质的质量； Δt物质温度的变化量。 （4）单位：J/(kg·℃)，读作焦每千克摄氏度。 （5）物理意义：反映物质吸热能力的强弱和物质温度改变的难易程度。 物质的吸热能力 物质温度改变的难易程度 具体说明 比热容大表示吸热能力大，比热容小表示吸热能力小 比热容大表示温度难改变，比热容小表示温度易改变 解释 相同质量的不同物质升高相同的温度，比热容越大，吸收的热量多；比热容越小，吸收的热量越少 相同质量的不同物质吸收相同的热量，比热容越大，温度升高得越少；比热容越小，温度升高得越多 （6）水的比热容大的特点在生活中的应用 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。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙，这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积，使栗子能均匀受热。另外，沙子的比热容较小，吸热时升温较快，可缩短炒熟的时间。也可以节能。 4．城市种植花草树木，提高绿地覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了市民的居住环境，让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲，花草树木对声音有一定的吸收作用，起到减弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比热容较大，吸收或放出热量时，水的温度变化较小，即温差小，有恒温作用。 5．夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，这是因为质量相等的水和混凝土，照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小。因此，池水的温度比混凝土低，所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热。 考点三：热量的计算 1．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：Q放=cm(t0-t) 式中 （t0-t）表示物体温度的降低量。 3.理解 (1)从公式可以看出，物体在吸热或放热的过程中，物体的质量越大、比热容越大、温度变化越大，物体吸收或放出的热量就越多。 (2)如果两个物体进行热传递时,没有热量损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即,这就是热平衡方程。 (3)在利用公式 计算热量时,一定要明确公式中各物理量的单位和含义,尤其要区分温度的有关说法,如“升高(升高了)”、“降低(降低了)”指温度的变化量Δt，“升高到”、“降低到”指末温t末。 (4)公式适用于不发生物态变化时物体升温(或降温)过程中吸热(或放热)的计算,如果过程中存在物态变化,不能直接使用这几个公式例如冰熔化为水需吸热,此时冰的温度(或冰水混合物的温度)没有变化,但需要从外界吸收热量 典型一：比较不同物质的吸热能力 【探究重点】 1．选用相同的电加热器(使物体单位时间吸收的热量相同)，为质量和初温相同的两种物质进行加热，记录加热时间和温度。 2．加热相同的时间，比较温度的变化量，温度变化量越小说明吸热能力越强；变化相同的温度比较加热时间，用时越长，说明吸热能力越强。 【例1】“水与食用油”是生活中不可缺少的食品。小红在学习了比热容的知识后，猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大，为了验证这一结论，他设计了如下探究实验： (1)取两个相同的试管，分别装入______相等、初温相同的水和食用油； (2)将两支相同的温度计分别正确地插入盛有水和食用油的两个试管内，并将实验装置固定在铁架台上，如图甲所示。打开加热开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，实验过程中，其中一支温度计的示数如图乙所示，其读数是______℃； (3)小红根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过分析可知，在相同时间内______的温度变化大，可得出______的吸热本领大。 【答案】质量；67；食用油；水。 【解析】(1)[1]为了探究水的吸热本领比食用油的吸热本领大，取两个相同的试管，根据控制变量的要求，分别装入质量相等、初温相同的水和食用油。 (2)[2]温度计的分度值为1，示数如图乙所示，其读数是67。 (3)[3][4]小红根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过图像可知，在相同时间内吸收相同的热量，食用油的温度变化大，根据 可得出水的比热容大，即水的吸热本领大。 【例2】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。 典型二：比热容的概念及其应用 【探究重点】 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4.2×103J/(㎏·℃)。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，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。 【例1】在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用______方法使沙子内能增大，泡沫塑料的作用是______ ，如果换成水做该实验，升温不明显是因为水的______大。 【答案】做功；防止热量散失；比热容。 【解析】[1][2]在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子，细沙温度升高，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能，包裹一层泡沫塑料可以防止热量散失。 [3]如果换成水做该实验，水的比热容比较大，吸收相同的热量，升高的温度较低，升温不明显。 【例2】质量相等的甲，乙两种不同液体，装在相同的容器中，用相同的电加热器加热，其温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A．1min内，乙吸收的热量比甲多 B．1min后乙温度不变，内能不变 C．甲的比热容比乙的大 D．沸腾是一种汽化现象，需要放热 【答案】C 【分析】（1）质量和初温都相同的两物体，吸收相同的热量，温度上升快的比热容小； （2）晶体熔化时，温度不变，内能变大； （3）汽化指物质由液态转变成气态，汽化要吸热。 【解答】解：A、用相同的电加热器加热，1min内，乙吸收的热量等于甲吸收的热量，故A错误； B、1min后乙温度不变，内能变大，故B错误； C、从图示可知，乙上升的温度比甲快，故甲的比热容比乙的大，故C正确； D、沸腾是一种汽化现象，需要吸热，故D错误。 故选：C。 【变式1】高勤同学对冰块加热，她绘制了冰熔化成水直到沸腾的过程中温度随时间变化的图像（如图所示），下列分析中正确的是（ ） A．冰的熔化过程经历了6min，且冰是晶体 B．在第10min，冰继续吸热温度不变，处于固液共存状态 C．由图像可知，当时液面上方气压高于1个标准大气压 D．AB 段物体的比热容小于CD段物体的比热容 【答案】D 【解答】解：A．由图可知，冰的熔化时间经历6min﹣2min＝4min，冰在熔化过程中吸收热量、温度不变，冰是晶体，故A错误； B．由图可知，在第10min，冰已全部熔化成水，继续吸热温度升高，处于液态，故B错误； C．由图像可知，水的沸点是100℃，说明当时液面上方气压等于1个标准大气压，故C错误； D．AB和CD段的质量相等，加热情况相同，AB段温度变化较快，说明其比热容较小，故D正确。 故选：D。 典型三：热量的计算 【探究重点】 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。 【例1】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____________℃，沸腾过程的特点是____________；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是______J。(c水=4.2×103J/(kg·℃)) 【答案】98；继续吸热，温度保持不变；。 【解析】[1]液体沸腾时保持不变的温度叫沸点，由图像可知，水的沸点是98℃。 [2]从时刻开始，虽继续加热，但水的温度保持不变，故沸腾过程的特点是继续吸热，温度保持不变。 [3]这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是 。 【例2】甲、乙两个物体的比热容之比为2∶1，若使它们升高相同的温度，吸收的热量之比为4∶3，则甲、乙两个物体的质量之比为（ ） A．1∶2 B．2∶1 C．2∶3 D．4∶1 【答案】C 【详解】 甲、乙两个物体的质量之比 故选C。 【变式1】汽车发动机常用水做为散热剂是因为水的______较大。发动机的水箱内装有质量为15kg的水，当温度升高10℃吸收______J的热量。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】比热容 6.3× 105 【解析】 [1]比热容是表征物体的吸放热性能的物理量，汽车发动机常用水做为散热剂是利用水的比热容较大的缘故。 [2]发动机的水箱内装有质量为15kg的水，当温度升高10℃吸收吸收的热量为 【变式2】质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），c水＞c液。下列说法中（ ） ①甲物质是水 ②0～12min乙温度降低了20℃ ③0～12min甲放出了8.4×104J 的热量 ④乙物质的比热容为2.1×103J/（kg•℃） A．只有①②正确 B．只有②④正确 C．只有①③正确 D．只有①④正确 【答案】D 【解答】解：①时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢， 根据热量的计算公式Q放＝cmΔt可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小， 所以，甲液体的比热容大，所以若甲、乙两种液体中，一种液体是水，则这种液体一定是甲液体，故①正确； ②由图可知：乙液体的初温是60℃，放热12分钟后乙液体的末温是20℃，乙温度降低了40℃，故②错误； ③读图可得，甲在12min内由60℃降低到40℃，降低的温度是60℃﹣40℃＝20℃，甲液体已判断出是水， 所以甲放出的热量Q放＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J，故③错误； ④由图知，0～12min水放出的热量： Q放＝c水m水（t水﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×m水×（60℃﹣40℃）， 0～12min乙液体放出的热量： Q放＝c乙m乙（60℃﹣20℃）， 由题知，水和乙液体的质量相同，即m水＝m乙 4.2×103J/（kg•℃）×m水×（60℃﹣40℃）＝c乙m乙（60℃﹣20℃）， 解得c乙＝2.1×103J/（kg•℃），故④正确。 故选：D。 典型四：比热容实验 【例1】某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。 （1）加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过____________来判断的。 （2）实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表，通过分析实验数据，能够得出的结论是：_____________________________________________。 （3）图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图象，能正确描述该实验真实情况的图象是________（选填序号）。 实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 200 25 40 13.5 煤油 200 25 40 6.5 2 水 200 25 40 12 煤油 200 25 40 5.5 （4）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是_______________________。 【答案】     加热时间     质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同（或质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸热的热量多）     C     在相同时间内水和煤油吸收的热量相同 【详解】 (1)[1]实验中采用相同的加热装置，加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间来判断的。 (2)[2]实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表，通过分析实验数据，水和煤油的质量、初温、末温相同，加热时间不同，根据可知：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同，或质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸热的热量多。 (3)[3]图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图象，相同时间下液体吸收的热量应该相同，根据可知 可知温度与时间成线性变化关系，且由于水的比热容较大，加热相同时间即吸收相同热量时，温度升高较小，故C符合题意。 (4)[4]这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，此时使用同一个加热装置，在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。 1. 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（如图中箭头表示空气流动方向）合理的是（ ） A．B．C．D． 【答案】D 【解析】 白天时，水和泥土吸收相同的热量，由于水的比热容比泥土大，水的温度升高慢，则此时陆地温度高于海水温度，陆地上方空气受热膨胀，向上运动，下方空气由海面空气补充，海面上层空气由陆地上升的空气补充，三者气体方向按照顺时针方向变化，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2. 将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中加热，其温度随时间变化的关系如图所示。不计热量损失，关于该物质的判断，正确的是（ ） A．固态时是非晶体 B．在BC段内能不变 C．在AB段比BC段吸热少 D．固态的比热容比液态的大 【答案】C 【解析】 A．由图象知，该物质在熔化过程中温度保持80℃不变（即有一定的熔化温度），所以该物质在固态时是晶体，且熔点为80℃，故A错误； B．由图象可知，该物质在BC段是熔化过程，晶体熔化时，仍然不断吸收热量，温度不变，但内能增加，故B错误； C．由图象知，在AB段吸热3min，BC段吸热4min，用加热功率恒定的装置中加热，AB段比BC段吸热少，故C正确； D．由图象知，相同时间内此物质固态时升高的温度大于液态时升高的温度，由可知，当质量和吸收的热量都相同时，越大的比热容就越小，所以固态时的比热容比液态时小，故D错误。 故选C。 3. 用相同电加热器分别同时对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图是甲和乙的温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是（ ） A．从吸热能力方面看，选择甲液体做冷却剂比乙液体效果好 B．甲和乙升高相同的温度，乙液体吸收热量较多 C．甲液体的比热容与乙液体的比热容之比是1∶2 D．第5min时甲的温度高，说明甲吸收的热量更多 【答案】B 【解析】 A．由图像可知，加热相同时间，吸收相同热量，乙的温度升高的慢，所以乙的比热容比较大，由Q＝cmΔt可知，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，所以乙液体更适合作冷却剂，故A错误； B．由图像可知，升高相同温度时，甲需要的时间较短，乙需要的时间较长，也就是甲需要的热量较少，乙液体吸收的热量较多，故B正确； C．由图像可知，加热4min时，吸收热量相同，甲的温度变化为Δt甲＝15℃，乙的温度变化为Δt乙＝5℃，由Q吸＝cmΔt得，，因Q吸、m均相同，比热容与升高的温度成反比，则 c甲∶c乙＝Δt乙∶Δt甲＝5℃∶15℃＝1∶3 故C错误； D．用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热时，在相同的时间5min内电热器产生的热量相等，不计热量损失，则甲、乙吸收的热量相等，故D错误。 故选B。 4. 用两只相同的电加热器，分别给两种液体加热，图为两种液体的温度随时间变化的图线。已知ρ甲:ρ乙=4:3，加热的效率都是90%。下列判断正确的是（ ） A．0~10min，两加热器释放热量之比Q甲:Q乙=4:3 B．0~10min，两种液体吸收热量之比Q甲:Q乙=3:2 C．两种液体质量相同时，比热容之比c甲:c乙=3:2 D．两种液体体积相同时，比热容之比c甲:c乙=1:2 【答案】D 【解析】 A．0~10min，用两只相同的电加热器，分别给两种液体加热，相同时间放出热量相等，故A错误； B．根据A中解释，已知0~10min，电加热器放出热量相等，又因加热的效率都是90%，故液体吸收热量也相等，故B错误； C．两种液体质量相同时，0~10min两种液体吸收热量之比 由图知，升高的温度之比 由可得比热容之比 故C错误； D．两种液体体积相同时，由m=ρV，则两种液体的质量之比 两种液体吸收热量之比Q甲:Q乙=1:1，由图知，升高的温度之比3:2，由可得比热容之比： 故D正确。故选D。 5. 下列做法没有利用物质比热容性质的是（ ） A．用干净的沙子炒制花生等干果 B．种植花草树木能有效改善气候 C．傍晚，在春播秧田里灌水保温 D．发烧时，用湿毛巾给头部降温 【答案】D 【解析】 A．花生、栗子等干果常常用干净的沙子来炒制，是为了使花生、栗子受热均匀，同时利用沙子的比热容较小特性，吸收相同的热量，沙子温度升高的多，故A不符合题意； B．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，故B不符合题意； C．傍晚，在春播秧田里灌水，因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，秧苗不会被冻坏，故C不符合题意； D．发烧时，用湿毛巾给头部降温，利用的是蒸发吸热，故D符合题意。 故选D。 6. 甲、乙两个初温相同、质量不同（m甲<m乙）的铜球，当它们吸收相同热量后，下列说法正确的是（ ） A．铜球甲的末温高 B．铜球乙的末温高 C．铜球甲的比热容大 D．铜球乙的比热容大 【答案】A 【解析】 AB．甲、乙两个初温相同、质量不同（m甲<m乙）的铜球，当它们吸收相同热量后，由可知，铜球甲的温度变化量大于铜球乙的温度变化量，所以铜球甲的末温高。故A正确，B错误； CD．比热容是物质的一种特性，甲、乙两球均为铜球，比热容相同。故CD错误。 故选A。 7. 图是某沿海城市和内陆城市在同一天的气温变化曲线，内陆城市气温变化对应的曲线是 _____（选填“A”或“B”），这是由于沙石的比热容 _____（选填“大于”或“小于”）水的比热容，吸收相同热量后砂石的温度变化较 _____（选填“大”或“小”）。 【答案】     A     小于     大 【解析】 [1][2][3]根据可知，质量相同的沙石和水，因沙石的比热容小于水的比热容，因此吸收相同热量后沙石温度变化较大，因此曲线A是内陆城市一天气温变化所对应的曲线，B是沿海城市一天气温变化所对应的曲线。 8. 汽车发动机通常采用水或水溶液作冷却剂，是因为在常见物质中水的比热容比较______。相同质量的水和沙石，温度均升高10℃，水吸收热量较______。当0.2千克的冰全部熔化成水时，水的质量为_____千克。 【答案】     大     多     0.2 【解析】 [1]水的比热容较大，吸热或放热能力强，单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量多，因此汽车发动机通常采用水或水溶液作冷却剂。 [2]水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，大于砂石的比热容，相同质量的情况下，温度均升高10℃，由Q=cmΔt可知，水吸收的热量比较多。 [3]质量是物体本身的一种属性，它不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变。当0.2千克的冰全部熔化成水时，物态发生了变化，但水的质量不变，仍为0.2kg。 9. 已知水的比热容，把2kg的水从加热到需要吸收的热量为________J；在高山上煮饭，很难煮熟，这是因为高山上________低，水的沸点低。 【答案】          气压 【解析】 [1]把2kg的水从加热到需要吸收的热量为 [2]在高山上煮饭，很难煮熟，这是因为海拔越高，气压越低，水的沸点随着气压的降低而降低。 10. 烈日炎炎的夏季，白天沙滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽，主要是因为水的比热容比沙子的比热容_______。的砂石，温度升高10℃，需要吸收的热量为___________J。（） 【答案】     大     【解析】 [1]烈日炎炎的夏季，海水和沙子同时接受阳光的照射，在相同时间内，吸收到的热量是相同的，因为海水的比热容大，在质量相同的情况下，海水上升的温度比沙子小，所以沙滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽。 [2]砂石需要吸收的热量 11. 有一个质量为，温度为的铁球，投入到一个标准大气压下的沸水中加热较长时间直到不发生热传递，然后将铁球取出，放入装有质量是2.3kg，初温是48℃水的容器中，直到它们达到热平衡，忽略热量损失，则铁球在沸水中吸收的热量是________；铁球和容器中的水热平衡时温度是________，已知：，。 【答案】     9.2×104     58 【解析】 [1]根据吸热公式得，铁球在沸水中吸收的热量为 [2] 将铁球取出，放入装有质量是2.3kg，初温是48℃水的容器中，直到它们达到热平衡，忽略热量损失，则水吸收的热量等于铁球放出的热量，假设达到热平衡时的温度为t2，则 代入数据得 解得，t2=58℃。 12. 小明利用如图甲所示的实验装置探究沙子和水的温度变化与吸热的关系，操作如下： （1）在两烧杯中分别装入初始温度相同且________（选填“质量”或“体积”）相等的沙子和水； （2）实验中，是通过比较____（选填“加热时间”或“升高的温度”）来间接反映沙子和水吸收热量的多少； （3）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像，如图乙所示。分析图像可知，沙子和水吸收相同热量时，温度升高较多的是________，若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多，由此可见，________的比热容较大。 【答案】     质量     加热时间     沙子     水     水 【解析】 （1）[1]研究沙子和水的温度变化与吸热的关系，根据控制变量法，要控制质量相同，故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水。 （2）[2]根据转换法，实验中，是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量的，加热时间长的，那么其吸收的热量就多。 （3）[3][4][5]如下图所示 对于质量相等的沙子和水，加热相同时间，升温较快的是沙子；据此推理，若使两者升高相同的温度，则水加热时间长，水吸收的热量较多，根据比较吸热能力的方法，水的吸热能力强，水的比热容较大。 13. 质量为1kg的金属锅中放有的水，现把它们从加热到，金属锅和水一共吸收了的热量。求：[] （1）水吸收的热量是多少？ （2）金属锅的比热容是多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 解：（1）水吸收的热量是 （2）金属吸收热量为 金属锅的比热容是 答：（1）水吸收的热量是； （2）金属锅的比热容是 1. 烈日下海滩上的沙子热得烫脚，而海水清凉；傍晚，沙子凉了，海水却依然温暖，这主要是因为() A．沙子含有的热量比水多 B．沙子的密度比水大 C．沙子的导热性比水好 D．水的比热容比沙子大 【答案】D 【解析】 因为水的比热容比沙子的比热容大，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，因此，在受太阳照射条件相同时，海水比沙滩的温度低，放出相同热量时，海水比沙滩的温度高。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2. 经常下厨的小关发现，同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些。这是因为（ ）。 A.水的比热容小，吸热后温度升高得快； B.油的比热容小，吸热后温度升高得快； C.在相同的时间内，水吸收的热量较多； D.在相同的时间内，油吸收的热量较多 【答案】B 【解析】比热容是描述物质吸热与其温度变化规律的物理量。物质的比热容越大，温度每升高一度，吸收的热量越多。水比油的比热容大。 解答：同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，因为油的比热容小，故加热后温度升高的快；故A错误，B正确。 因为灶具相同，在相同时间内和热转换效率相同时，水和油吸收的热量应相同；故CD错误。 正确答案是B。 3. 夏天，当漫步在湖边时，会感到阵阵凉风吹来，令人心旷神怡。这时风的吹向应当是() A．白天，风从湖面吹向地面、晚间，风从地面吹向湖面 B．白天，风从地面吹向湖面、晚间，风从湖面吹向地面 C．不管是白天还是晚间，风都是从湖面吹向地面 D．不管是白天还是晚间，风都是从地面吹向湖面 【答案】A 【解析】由于水的比热容比泥土的比热容大，接受太阳辐射能后，水表面升高的温度少；泥土的比热容相对较小，升高的温度比较多；故暖空气从地面上升起，湖面上来的冷空气进行补充，形成了向着地面的风。同理，在晚上相同受冷的情况下，会形成由地面吹向湖面的风。故选：A。 4. 下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是（ ）。 A．夏天．在地上洒水会感到凉快； B．北方楼房内的“暖气”用水作为介质； C．海边昼夜温差变化比沙漠中小； D．生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度 【答案】A 【解析】水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，据此分析。 A：夏天在地上洒水感到凉快是利用了水的蒸发吸热，而不是利用水的比热容大的特点，故A符合题意。 B：因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以北方楼房内的“暖气”用水作为介质，故B不符合题意。 C：沿海地区和沙漠地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小，冬暖夏凉，昼夜温差小；沙漠地区多砂石，砂石的比热容较小，在相同的吸热条件下，砂石的温度变化大，故C不符合题意。 D：生物体内水的比例很大，有助于调节自身的温度，是利用了水的比热容大的特点，故D不符合题意。此题答案是A。 5. 关于热学知识，下列说法正确的是() A. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量 B. 物体放出热量时，温度一定降低 C. 一桶水的比热容比一杯水的大 D. “酒香不怕巷子深”说明分子在不停地做无规则运动 【答案】D 【解析】A．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能是物体做了功，故A错误； B．物体放出热量时，温度不一定降低，比如晶体的凝固过程，放出热量，内能减小，温度不变，故B错误； C．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，一桶水、一杯水的比热容相同，故C错误； D．“酒香不怕巷子深”是一个扩散现象，是由于分子在不停地做无规则运动，故D正确。 故选D。 6. 依据表格中的数据，下列说法正确的是() 物质 比热容c/[J•(kg•℃)-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℃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】A、比热容是物质的一种特性，与质量无关，一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故A错误； B、由可知，物体降低的温度还与质量有关，未知质量不能比较降低的温度，故B错误； C，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)表示质量1kg的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J，故C错误； D、由Q吸=cm△t可知，水和煤油的质量、吸收热量相等，由于煤油的比热容小，温度升高较多，故D正确。 故选：D。 7. 将一小杯热水倒入盛有较多冷水的容器中，冷水的温度升高了3℃，再向容器内倒入一小杯相同质量和温度的热水，则容器中的水温会升高（ ） A．低于3℃ B．等于3℃ C．高于3℃ D．ABC都有可能 【答案】A 【分析】热平衡时冷水和热水的末温度相同，第二次加入热水后，冷水的温度继续升高，则第二杯热水达到热平衡时下降的温度要小于第一杯热水达到热平衡时下降的温度，故第二次放出的热量少，即第二次盛冷水的容器中的水吸收的热量少，同时冷水的质量增加，则由Q＝cmΔt可得第二次容器中的水升高的温度小于第一次容器中的水升高的温度。 【解答】解：热平衡时冷水和热水的末温度相同，第一次加入热水，达到热平衡时，容器中的水温升高了3℃，则热水下降的温度为Δt1＝t热﹣（t冷+3℃），同时容器中的水质量增加；第二次加入相同质量和温度的热水后，冷水的温度继续升高，高升高温度为Δt，则第二杯热水达到热平衡时下降的温度为Δt2＝t热﹣（t冷+3℃+Δt），所以Δt2＜Δt1，由Q＝cmΔt知第二次热水放出的热量较少，即第二次容器中的水吸收的热量少，同时冷水的质量增加，则由Q＝cmΔt可得第二次容器中的水升高的温度小于第一次容器中的水升高的温度。 故选：A。 8. 小组同学为了比较沙子和水的比热容，安装了如图所示的实验装置。实验中控制（ ） A．酒精灯内酒精质量一定相等 B．烧杯内水和沙子的体积一定相等 C．水和沙子升高的温度一定相等 D．水、沙子升高温度相等或加热时间相等 【答案】D 【解答】解：A、使用相同的酒精灯目的是控制相同时间放出的热量相同，但酒精灯内酒精质量不一定相等，故A不符合题意； B、根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，水和沙子密度不同，根据m＝ρV，体积相同的水和沙子质量不同，故B不符合题意； C、水的比热容大，相同质量的水和沙子，吸热相同，水升高的温度小，故C不符合题意； D、根据比较吸热能力的方法，要控制水、沙子升高温度相等比较加热时间长短；或控制加热时间相等，比较升高温度的大小，故D符合题意。 故选：D。 9. 在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是() A．沿海地区的气温比内陆变化小 B．夜间，在秧田里灌水保温 C．发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温 D．汽车发动机用水作冷却液 【答案】C 【解析】A、因为水的比热容大于砂石的比热容，相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，所以沿海地区昼夜温差比内陆地区小，故A不符合题意； B、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故B不符合题意。 C、发现人中暑时，常在额头上擦冷水，水蒸发吸收热量，达到降温的目的，不是利用水的比热容大的特点，故C符合题意； D、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量多，所以用循环水冷却汽车发动机，故D不符合题意；故选：C。 10. 在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是( ) A. 沿海地区的气温比内陆变化小 B. 夜间，在秧田里灌水保温 C. 发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温 D. 汽车发动机用水作冷却液 【答案】C 【解析】A．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收相同的热量，水温度变化较小，所以沿海地区的气温变化小，不符合题意； B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，不符合题意； C．发现人中暑时，在病人的额头上擦冷水降温，是利用水蒸发吸热的原理，符合题意； D．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，所以汽车发动机用水作冷却液，不符合题意。 故选C。 11. 小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了 J的热量，这是通过 方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/kg•℃） 【答案】6.4×105；热传递。 【解析】（1）汤吸收的热量： Q吸＝cm△t＝4×103J/（kg•℃）×2kg×80℃＝6.4×105J； （2）在燃气灶上煲汤时，汤吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递来改变汤的内能。 12. 质量相同的水、沙石和铜(已知c水＞c沙石＞c铜)，放出了相同的热量，温度下降最大的是______。 【答案】铜 【解析】利用热量的计算公式Q=cmΔt可知，在质量相等、放热也相同的情况下，谁的比热容小，它的温度变化就大，铜的比热容最小，铜的温度下降最大。 13. 如图是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能 第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。 【答案】小于；2。 【解析】（1）晶体熔化的过程中吸热而不升温，但内能增大；（2）晶体熔化前处于固态，晶体熔化过程中质量不变，吸收热量的多少与加热时间成正比，根据Q=cm△t可判断比热容的比值。 解：（1）晶体熔化过程要吸收热量，内能增加。所以第6min时的内能小于第8min时的内能； （2）根据图中坐标信息可知，该物质在AB段温度升高10℃，被加热4min；在CD段温度升高5℃，被加热4min； 则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1：1，根据Q=cm△t可得， ，所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍。 14. 为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表。 物质 质量g 初始温度℃ 加热时间min 最后温度℃ 水 60 20 6 45 食用油 60 20 6 68 ①在实验过程中控制加热时间相同，通过比较___________来研究水和食用油吸热能力的差异。 ②在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给___________加热更长的时间，此时水吸收的热量___________(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。 ③通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用___________这个物理量来描述。 【答案】升高的温度 水 大于 比热容 【解析】 (1)[1]物理学中用比热容表示物体的吸热能力。实验中用同样的酒精灯来给水和食用油加热，加热时间相同，酒精灯放出的热量相同，从表中可以看出水和食用油的质量相同，由 得，要比较水和食用油的吸热能力要比较温度的变化来研究。 (2)[2][3]从表中数据可以看出谁和食用油被加热时间相同时，水的温度变化比食用油小，因此要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间。水和食用油用相同的酒精灯加热，水加热的时间更长，吸收的热量越多。 (3)[4]物理学中用比热容表示物体的吸热能力。 15. 春季，在培育秧苗时，有经验的农民往往会在傍晚往秧田里灌水以防倒春寒冻伤秧苗，这是利用水的_____比较大的性质；若质量为2000kg的水温度从5℃降低到2℃，放出的热量是_____________J。[c水＝4.2×103J/(kg℃)] 【答案】比热容 2.52×107 【解析】 [1]晚上时在秧田里灌水，是因为水的比热容比沙土大，在相同条件下晚上水在降温时会放出热量，热传递给秧苗，使秧苗的温度不致下降过低，从而可使秧苗不被冻坏。 [2]根据吸放热公式，可知水放出的热量为 Q放＝c水mt＝4.2×103J/(kg℃)×2000kg×(5℃﹣2℃)＝2.52×107J 16. 如图甲是“比较不同物质吸热能力”的实验装置，用相同的容器分别装入 和初温相同的A、B两种液体，用相同的电加热器同时对它们加热，其温度随时间变化的图象如图乙所示。由图象可知：升高相同的温度， 液体吸收热量更多， 液体更适合给汽车发动机散热。 【答案】质量；A；A。 【解答】解：根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故用相同的容器分别装入质量和初温相同的A、B两种液体，用相同的电加热器同时对它们加热；由图象可知：升高相同的温度，A加热时间长，故A液体吸收热量更多，A的比热容大，根据Q＝cmΔt可知，质量相同的A、B两种液体升高相同的温度，A吸热多，故液体A更适合给汽车发动机散热。 故答案为：质量；A；A。 17. 图是探究“物质吸热规律”的实验装置： (1)取质量相同的水和煤油分别放入两个______的容器里，用两盏同样的酒精灯对它们进行加热，升高______温度时比较它们吸收热量的多少，来衡量谁吸热能力更强； (2)取相同质量的水和煤油的目的，是为了______(选填“便于比较”或“控制变量”)； (3)在对水和煤油加热的方式上，有酒精灯和电加热器两种热源可供选择，选用______更容易控制让煤油和水吸收的热量相同； (4)如果甲、乙两组同学进行分工合作，甲组对水进行加热和记录，乙组对煤油进行加热和记录。他们加热的水和煤油的初温、末温、质量、电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用表示、质量用m表示、电加热器的功率用P表示、加热时间用t表示，忽略热损失，则吸收的热量为。此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强，他们应该用______(用已给物理量写出表达式)分别进行计算，得到的______水和煤油、温度升高______吸收的热量，就可以进行比较了。 【答案】相同；相同；控制变量；加热器；；1kg；1℃。 【解析】(1)[1][2]根据控制变量法，应控制实验器材相同，即相同的容器，用相同的酒精灯进行加热，升高相同的温度，看加热时间长短来比较吸热能力。 (2)[3]根据控制变量，需取相同质量的水和煤油的，使变量为加热时间。 (3)[4]相同的酒精灯因各种因素也很难控制加热效果相同，但电加热器是浸没在液体中，且加热功率相同，因此为控制让煤油和水吸收的热量相同，电加热器优于酒精灯。 (4)[5][6][7]根据题目所给物理量，要衡量水和煤油谁的吸热能力更强即比较煤油和水的比热容大小，只需要计算每千克煤油和水，升高1℃所需要的热量即可，而电加热发热等于液体吸热，根据比热容计算公式有 计算得。 18. “水地暖”取暖的原理是以温度不高于60℃的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动，加热整个地板，通过地面以热传递的方式向室内供热的一种供暖方式。如图所示，某房间一段时间内循环流动的水质量为1000千克，进水温度为55℃，出水温度为40℃。求这段时间里： （1）水降低的温度Δt； （2）水向外界放出的热量Q放。[c水＝4.2×103焦/（千克•℃）] 【答案】（1）水降低的温度为15℃； （2）这段时间里水向外界放出6.3×107J的热量。 【解答】解：（1）水降低的温度Δt＝t﹣t0＝55℃﹣40℃＝15℃； （2）水放出的热量： Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1000kg×15℃＝6.3×107J。 答：（1）水降低的温度为15℃； （2）这段时间里水向外界放出6.3×107J的热量。 19. 现有100℃的水1kg，10℃的水大量，求： （1）如果想用上述热水和冷水配制50℃的温水，则这1kg、100℃的水放出的热量是多少？ （2）为了得到50℃的温水，需要加入多少10℃的冷水？[假设热传递过程没有能量损失，c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】（1）1kg、100℃的水放出的热量是2.1×105J； （2）为了得到50℃的温水，需要加入1.25kg10℃的冷水。 【解答】解：（1）1kg、100℃的水放出的热量：Q放＝c水m1（t热﹣t）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃﹣50℃）＝2.1×105J； （2）假设热传递过程没有能量损失，则冷水吸收的热量Q吸＝Q放＝2.1×105J， 由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，冷水的质量：m2＝＝1.25kg。 答：（1）1kg、100℃的水放出的热量是2.1×105J； （2）为了得到50℃的温水，需要加入1.25kg10℃的冷水。 学科网（北京）股份有限公司 $$