内容正文:
第十三章 内能与热机
课后提高
1. 某同学用如下图所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有50 g水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连。计算机上显示温度随时间变化的图线如图所示。下列说法正确是( )
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A.加热2 min,水吸收的热量大于食用油吸收的热量
B.食用油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)
C.2~3 min内,食用油吸收的热量为1 400 J
D.另一小组用同样的器材进行实验,得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的A所示,若已知该小组所用水的质量为75 g,则食用油的质量为100 g
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【答案】C
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2. 关于比热容的理解,下列说法中正确的是( )
A.将两个形状和大小相同的金属球放入同一杯开水中,比热容大的金属球吸收的热量多
B.比热容的大小与物体吸收、放出热量多少有关
C.比热容是物质本身的特性,与质量、温度、吸热多少、状态无关
D.沿海城市昼夜温差小是因为沿岸海水的比热容大,有效调节了气温
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D
3. 小明用如图所示的装置比较酒精和碎纸片的热值。
燃料 ① ②
10 g酒精
10 g碎纸片
(1)对于此实验的器材要求,下列需要控制的是_______ (填序号)。
A.烧杯中水的初温相同
B.烧杯中水的质量相等
B
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(2)小明设计了一张记录实验数据的表格,其中①②两项内容漏写了,请你帮他补充完整。
①____________________;
②____________________。
(3)用图中的实验装置来估测碎纸片的热值,实际测量值与碎纸片的真实热值进行比较________(填“偏大”或“偏小”)。
燃料 ① ②
10 g酒精
10 g碎纸片
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加热前的水温/℃
加热后的水温/℃
偏小
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4.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是m1=30 g,烧杯内的液体质量相同,均为m2=100 g。
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(1)若比较不同燃料的热值:
①应选择________两图进行实验;
②燃料完全燃烧放出热量的多少,是通过相
同质量的同种液体温度升高的多少来反映的;
③若甲图烧杯中为水,燃料完全燃烧可使温度计示数升高30 ℃,本实验根据公式qm1=cm2Δt,计算出燃料的热值比其标准值______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
甲、乙
偏小
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(2)若比较不同物质吸热升温的特点:
①应选择甲、丙两图进行实验;
②不同物质吸热的多少是通过__________来反映的。
加热时间
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5. 小明家天然气热水器的热效率是84%,他某次洗澡,耗水40 kg,自来水进热水器的温度是24 ℃,出热水器的温度是40 ℃。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值是3.2×107 J/m3。小明在这次洗澡过程中,求:
(1)流过热水器的水吸收的热量;
解:水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃-24 ℃)=2.688×106 J;
(2)消耗天然气的体积。
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6. 小明在实验室利用电加热器探究“冰熔化时温度变化的特点”,他绘制出冰的温度随加热时间变化的关系图像(如图所示)。已知实验时,冰的质量为500 g,相同时间内水和冰吸收的热量相同。请解答以下问题:
6. 小明在实验室利用电加热器探究“冰熔化时温度变化的特点”,他绘制出冰的温度随加热时间变化的关系图像(如图所示)。已知实验时,冰的质量为500 g,相同时间内水和冰吸收的热量相同。请解答以下问题:
(1)请写出水的比热容[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]的物理意义是________________________________________________________________________________________________。
1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量是4.2×103 J
(2)根据图像求CD段水和AB段冰吸收的热量分别是多少。
解:由图像知:CD段加热时间为10 min,水的温度升高20 ℃,所以水吸收的热量为Q水吸=c水mΔt水=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×20 ℃=4.2×104 J;电加热器1 min提供的热量为
AB段冰吸收的热量为Q冰吸=5Q0=5×4.2×103 J=2.1×104 J。
(3)求冰的比热容。
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解:由η=×100%=84%可得天然气完全燃烧放出的热量:Q放===3.2×106 J;由Q放=Vq可得消耗天然气的体积V===0.1 m3。
Q0==4.2×103 J,
解:由Q=cmΔt可得,冰的比热容为c冰===2.1×103 J/(kg·℃)。
$$