内容正文:
13.3 比热容
第1课时 比热容
知识点1 比较不同物质的吸热能力
【知识链接】比较不同物质吸热本领的方法有两种:①升高相同的温度比较______________________;②加热相同的时间比较__________________。
加热的时间长短
升高的温度多少
1.(2023·太原月考)如图甲所示是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。实验方法是:用两个相同的酒精灯分别给质量相同的食用油和水加热,在吸收热量相同时,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。小雨经过分析思考,将实验装置加以改进,如图乙所示。小雨用图乙装置进行实验并记录数据如下表。请你回答:
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)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制______________________ 相同。
(2)在安装、调整器材时,科学合理的顺序是(乙图中):先调整固定____的位置,再调整固定____的位置。(均填“A”或“B”)
水和食用油吸收的热量
B
A
(3)小明同学分析数据后认为:加热相同的时间时,食用油升高的温度高一些,这说明食用油吸收的热量多一些。他的判断是否正确?为什么?
不正确,用相同的加热器加热,相等时间内吸收的热量相等。
(4)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_______(填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。说明____的吸热能力较强。
水
大于
水
知识点2 比热容
【知识链接】比热容:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的_________和_______________乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号_________表示,其单位用符号表示为______________,读作______________________。比热容是反映物质_________________的物理量。不同物质,比热容一般___________;同种物质,状态不同,比热容___________。
质量
c
升高的温度
J/(kg·℃)
焦每千克摄氏度
自身性质
不同
不同
D
3.下列情况中,比热容会发生变化的是( )
A.水温从80 ℃上升到90 ℃
B.把铁圆柱体拉成细铁丝
C.砖块的体积减少一半
D.水结成冰
D
4.质量为200 g的沙子,吸收9.2×103 J热量,温度升高了50 ℃,其比热容为__________________J/(kg·℃),其物理意义是_______________________________ ___________________________________。
0.92×103
1 kg沙子温度升高或降低1 ℃,
吸收或放出的热量是0.92×103 J
5.根据表中的数据,下列判断正确的是( )
A.不同物质的比热容一定不相同
B.在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
C.液体的比热容一定比固体的比热容大
D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
D
6.某科研人员某日从早上8:00开始每隔半小时分别对抚仙湖气温和水温进行了测量,如图是他根据记录的数据绘成温度随时刻变化的图线,据图可以判断( )
A.实线是水温图线,虚线是气温图线,因为水的比热容较大
B.实线是水温图线,虚线是气温图线,因为水的比热容较小
C.实线是气温图线,虚线是水温图线,因为水的比热容较大
D.实线是气温图线,虚线是水温图线,因为水的比热容较小
C
7.在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中,量取沙子和水时,要保证它们的质量___________;用酒精灯分别加热沙子和水,沙子和水的温度升高,________能增加;如果采用升高相同的温度,比较加热时间的方式,得到的图象应是如图甲、乙所示两种图象中的__________。
相等
内
乙
8.如图所示是小明和小丽绘出的两幅冰熔化过程中温度随时间变化的图线,假设相同时间内物质吸收的热量相同,则符合冰熔化规律的是图____(填“甲”或“乙”),这是因为冰的比热容_______(填“大于”“小于”或“等于”)水的比热容,所以相同时间内____(填“冰”或“水”)升温更快。
乙
小于
冰
9.(2023·运城期中)小花想探究不同物质的吸热能力,组装成如图甲所示的装置,在两个相同的烧杯中,分别装有质量相等的水和煤油,用相同的电加热器分别对它们进行加热,当温度都达到35 ℃时开始计时。如图乙所示是每隔0.5 min记录的数据,并由此画出了水的温度随加热时间变化的关系图象。请你随同小花一起解答下列问题:
(1)实验中,加热相同的时间水和煤油吸收的热量是_______(填“相同”或“不相同)的。
(2)根据表格中实验数据,在图乙中画出煤油的温度随加热时间变化的图象。
(3)综合以上信息可知,____的吸热本领大。进一步分析发现:质量一定的水和煤油吸收的热量与升高温度的比值是_______(填“相同”或“不同”)的。在物理学中,我们用物理量________来描述物质的这种特性。
相同
水
不同
比热容
13.3 比热容
第2课时 比热容的应用及热量的计算
知识点1 比热容的应用
【知识链接】质量相同的物质,在吸收或放出相同的热量情况下,比热容小的温度变化_______,比热容大的温度变化_______,所以沿海地带昼夜温差比内陆_____;城市昼夜温差比乡村_______;海边的昼夜温差比沙漠_____。水的比热容大,在升高或降低相同的温度时,吸热或放热______,所以可以用水来冷却_________、用热水袋__________;在吸收或放出相同的热量时,温度变化______,所以可以调节城市__________。
大
小
小
大
小
多
发动机
取暖
小
气温
1.下列实例中,没有应用“水的比热容大”这一特性的是( )
A.沿海地区的气温变化比内陆地区的气温变化小
B.夜间,在秧田里灌水保温
C.发现人中暑时,常在其额头上擦冷水降温
D.用水作汽车发动机的冷却液
C
2.利用比热容的知识可以解释一些现象,下列说法不正确的是( )
A.温度计采用水银作测温物质灵敏度高
B.夏日的深夜,风一般是从陆地吹向海洋的
C.海边城市往往比内陆城市温差大
D.城市多植树、建造人工湖可调节气温
C
C
A
100
B
7.初温相同、质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量(c铝>c铜),相互接触后,则( )
A.内能由铜转移给铝
B.内能由铝转移给铜
C.不发生热传递
D.无法判断
A
D
9.(2022·大同月考)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2 000 kg的水温度从5 ℃降低到2 ℃,放出的热量是____________J。[c水=4.2×103J / (kg·℃)]
比热容
2.52×107
10.如图所示,是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图象,甲、乙通过____________的方式使内能发生转移,假设在这一过程中没有热量损失,那么,由图中所给的信息可知,冷水与热水的质量之比是____________,冷水吸收的热量与热水放出的热量之比是__________。
热传递
2∶1
1∶1
11.(2023·忻州期末)“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是由于砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1∶4,砂石和水的密度之比为3∶2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时,它们升高的温度之比为______________。
8∶3
12.“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,常用于营养计量中。“卡”是这样规定的:1卡等于在1个标准大气压下,1 g水温度升高1 ℃吸收的热量。那么1卡等于___________J;若一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约8.4×106 J,相当于消耗______________卡。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4.2
2×106
14.(2023·太原期中)如图所示为一种电脑水冷系统。水冷系统是指使用水在泵的带动下强制循环带走电脑运行产生的热量,与风冷相比具有安静、降温稳定、对环境依赖小等优点,采用水冷系统比常见的风冷系统降温效果好得多。请你用所学的物理知识解释水冷比风冷降温效果好的原因。
答:因为水的比热容较大,质量相等的水和空气,升高相同的温度,根据Q=cmΔt可知,水吸收的热量多,所以水冷比风冷降温效果好。
2.(2022·临汾月考)由比热容的定义可知,比热容c= eq \f(Q吸,mΔt) ,式中m是物质的质量,Q吸是物质吸放热的多少,下列说法中正确的是 ( )
A.比热容大小与Q吸成正比
B.比热容大小与m、Δt的乘积成反比
C.比热容大小由Q吸、m、Δt共同决定
D.比热容大小由物质种类和状态决定
知识点2 热量的计算
3.将质量是0.5 kg的水加热,使它的温度从20 ℃升高到60 ℃,需要吸收的热量是[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]( )
A.4.2×104 J B.1.26×104 J
C.8.4×104 J D.8.4×107 J
4.质量相等的水、铝块、铜块和水银(c水>c铝>c铜>c水银),它们的温度分别从20 ℃降低到10 ℃,放出热量最多的是( )
A.水 B.铝块 C.铜块 D.水银
5.(2023·湖北月考)沙漠地区昼夜温差大,主要原因是砂石的比热容较小。初温为20 ℃、质量为50 kg的砂石吸收3.6×106 J的热量后,温度升高到_______℃。[砂石的比热容为0.9×103 J/(kg·℃)]
6.某同学用两个相同的电加热器,分别给相同质量的水和某种液体加热,每隔2 min记录一次数据,如下表所示,则该液体的比热容为( )
加热时间/min
0
2
4
水的温度/℃
24
28
32
液体的温度/℃
24
31
38
A.7.35×103 J/(kg·℃)
B.2.4×103 J/(kg·℃)
C.1.75×103 J/(kg·℃)
D.0.56×103 J/(kg·℃)
8.(2023·泰安)质量均为0.5 kg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=4.2×103 J/(kg·℃),c水>c液。下列说法中( )
①甲物质是水
②0~12 min乙温度降低了20 ℃
③0~12 min甲放出了8.4×104 J 的热量
④乙物质的比热容为2.1×103 J/(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
13.(2023·晋城期中)在标准大气压下,将一个容积为2 L的水壶装满水,水的初温为25 ℃。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1×103 kg/m3]求:
(1)装满这壶水的质量。
(2)若让这壶水烧开,求水吸收的热量。
解:(1)水的体积:V=2 L=2 dm3=2×10-3m3,由ρ= eq \f(m,V) 可知,水的质量:m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg。
(2)标准大气压下水的沸点为100 ℃;若让这壶水烧开,水吸收的热量为:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-25 ℃)=6.3×105 J。
$$