1.3. 比热容第2课时热量的计算课件- 2023--2024学年教科版九年级物理上册

第一章　分子动理论与内能 第2课时　热量的计算 知识点 1　热量的计算 1.蓄水量为1 t的太阳能热水器装满30 ℃的水,经过光照后水温升高了20 ℃,则水吸收的热量是　　　　　　J。 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  8.4×107 知识要点分类练 2 2.若某液体的质量为1 kg、初温为20 ℃,加热一段时间后温度升高到50 ℃,吸收的热量为1.26×105 J,则该液体的比热容为　　　　J/(kg·℃)。  4.2×103 知识要点分类练 3.小明在家中用煤气灶将初温为20 ℃的水加热到80 ℃,这时水吸收的热量为5.04×105 J,则水的质量是　　　　kg。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]  2 知识要点分类练 4.在标准大气压下,质量为2 kg、温度是30 ℃的水,吸收7.56×105 J的热量后,温度将升高到　　　　℃。 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  100 知识要点分类练 知识点 2　比热容和热值的综合计算 5.小明将质量为1 kg、温度为10 ℃的水加热到90 ℃时,水需要吸收　　　　 　J的热量,这相当于完全燃烧 　　　　　m3的天然气放出的热量。 [c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4.2×107 J/m3]  3.36×105 8×10-3 知识要点分类练 6.完全燃烧0.3 kg的氢气所放出的热量为　　　　J,如果这些热量全部被水吸收,可以使500 kg、20 ℃的水温度升高 　　　　℃。[q氢气=1.4×108 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  4.2×107 20 知识要点分类练 7.在标准大气压下,用炉子将一定质量的水从20 ℃加热至沸腾,燃烧了0.28 kg的焦炭,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),焦炭的热值为3.0×107 J/kg。求:(假设焦炭完全燃烧,不计热量损失) (1)0.28 kg焦炭完全燃烧释放的热量。 (2)水的质量。 知识要点分类练 【答案】(1)0.28 kg焦炭完全燃烧释放的热量: Q放=m 焦炭q=0.28 kg×3.0×107 J/kg=8.4×106 J。 (2)不计热量损失,水吸收的热量:Q吸=Q放=8.4×106 J,标准大气压下水的沸点为100 ℃,则水升高的温度: Δt=100 ℃-20 ℃=80 ℃, 水的质量:m水===25 kg。 知识要点分类练 8.如图1-3-6所示的一次性纸杯倒满开水,温度降低到可以饮用时,放出的热量最接近[c水=4.2×103 J/(kg·℃)](　　) A.1×104 J B.5×104 J C.1×105 J D.5×105 J B 图1-3-6 规律方法综合练 9.(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,它们的温度随时间变化的关系如图1-3-7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乙的温度降低了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 D 图1-3-7 规律方法综合练 10.已知甲、乙两物体比热容之比是2∶1,质量之比是2∶1,吸收相同的热量,甲物体温度升高了20 ℃,若乙物体是水,它的温度在标准大气压下从25 ℃升高到　　　　℃。由同样材料组成的丙、丁两物体,它们的质量之比为4∶1,升高温度之比是1∶3,则两物体吸收的热量之比为　　　　。  100 4∶3 规律方法综合练 11.(2023凉山州)小华在探究“不同物质的吸热能力” 时,用相同的电加热器对质量均为1 kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出两种物质的温度随时间变化的图像如图1-3-8所示,分析图像可知:水在5 min内 吸收的热量为　　 　　J,液体的比热容为 　　　　J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  3.15×104 图1-3-8 2.7×103 规律方法综合练 12.某同学用酒精灯对500 g碎冰均匀加热,每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态,如图1-3-9所示是根据记录的数据绘制的“温度-时间”图像,已知c冰=2.1×103 J/(kg·℃),c水=4.2×103 J/(kg·℃),q酒精=3.0×107 J/kg。求: (1)整个加热过程共消耗40 g酒精, 假设酒精完全燃烧,则放出的热量 是多少。 (2)在BC段,物质吸收的热量。 图1-3-9 规律方法综合练 【答案】(1)酒精的质量m=40 g=0.04 kg,假设酒精完全燃烧,则放出的热量:Q放=mq酒精=0.04 kg×3.0×107 J/kg=1.2×106 J。 (2)c水=2c冰,由图知,质量相同的冰和水温度升高20 ℃, 水的加热时间是冰的2倍,则物质在相同时间内吸收的热量相同。 在AB段,冰的质量为m'=500 g=0.5 kg,温度变化Δt1=20 ℃, AB段冰吸收的热量:=c冰m'Δt1=2.1×103 J/(kg·℃)× 0.5 kg×20 ℃=2.1×104 J, 规律方法综合练 AB段的加热时间t1=5 min,BC段加热时间t2=45 min-5 min= 40 min,则==8,所以BC段物质吸收的热量:=8=8×2.1×104 J=1.68×105 J。 规律方法综合练 13.可燃冰清洁无污染,储量巨大,是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大,是天然气热值的10倍以上,若按15倍计算, 求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=3.5×107 J/m3] (1)0.01 m3的可燃冰完全燃烧放出的热量。 (2)若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收,则水的温度升高多少摄氏度。 规律方法综合练 【答案】(1)由题意可得,可燃冰的热值: q可燃冰=15q=15×3.5×107 J/m3=5.25×108 J/m3, 0.01 m3可燃冰完全燃烧放出的热量: Q放=Vq可燃冰=0.01 m3×5.25×108 J/m3=5.25×106 J。 (2)水吸收的热量:Q吸=ηQ放=90%×5.25×106 J=4.725×106 J, 由Q=cmΔt可得,水升高的温度:Δt===11.25 ℃。 规律方法综合练 14.[科学推理]某同学用相同的酒精灯分别对质量为ma、 mb的a、b两液体加热,如图1-3-10甲所示。若两液体在相同的时间内吸收的热量相等且不计热量散失,根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图像,如图乙所示。若a、b两液体的比热容分别用ca、cb表示,则以下判断正确的是(　　) A.若ma=mb,则ca>cb B.若ma=mb,则ca<cb C.若ca=cb,则ma=mb D.若ca=cb,则ma>mb B 图1-3-10 创新情境拓展练 相关解析 3.[解析] 根据Q=cmΔt得,水的质量: m===2 kg。 8.B　[解析] 一次性纸杯能盛水的质量大约为m=200 g= 0.2 kg,开水温度降低到50 ℃左右可以饮用,则降低的温度: Δt=100 ℃-50 ℃=50 ℃, 开水降温放出的热量:Q放=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)× 0.2 kg×50 ℃=4.2×104 J,与B最接近。 9.D　[解析] 相同时间内,两种液体放出的热量相等, 由图示可以看出,乙液体的温度降低得快,甲液体温度降低得慢,根据热量的计算公式Q放=cmΔt可知,甲液体的比热容较大,所以若甲、乙两种液体中,一种液体是水,则甲液体是水,故①正确; 由图可知:乙液体的初温是60 ℃,放热12 min后乙液体的温度是20 ℃,乙液体的温度降低了40 ℃,故②错误; 读图可得,甲在12 min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甲放=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×20 ℃=4.2× 104 J,故③错误; 由题知,0~12 min,乙液体放出的热量: Q乙放=Q甲放=4.2×104 J,m水=m乙=0.5 kg,则乙液体的比热容: c乙===2.1×103 J/(kg·℃),故④正确。 10.[解析] 根据Q=cmΔt,甲、乙两物体吸收相同的热量 时有Q甲=Q乙,即c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,则Δt乙=××Δt甲=××20 ℃=80 ℃; 则乙物体的末温:t末=Δt乙+t初=80 ℃+25 ℃=105 ℃,又因为在标准大气压下水的沸点为100 ℃,故t末=100 ℃。 丙和丁由同样材料组成,则比热容相同,由Q=cmΔt可得: ==×=×=。 11. [解析] 根据Q=cmΔt及图像可得,水在20 min内吸 收的热量为Q=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(50 ℃-20 ℃)=1.26×105 J,则水在5 min内吸收的热量为Q'=Q=×1.26×105 J=3.15×104 J; 根据Q=cmΔt及图像可得,液体和水在15 min内吸收的热量相同,可得液体的比热容为c液====2.7×103 J/(kg·℃)。 14.B　[解析] 吸收的热量相同,a的温度变化大,若ma=mb,由c=可知,a的比热容较小,b的比热容较大,故A选项错误,B选项正确; 吸收的热量相同,a的温度变化大,若ca=cb,由m=可知,a的质量较小,b的质量较大,故C、D选项错误。 $$