内容正文:
专题3 比热容的计算专题
· 基本计算
例1质量为2千克的铝块,使其温度升高了20。求铝块吸收的热量。【】
例2小亮家有一个容积为2L的水壶,水壶里装有初温25的水,在1个标准大气压下,小亮用天然气炉具对水进行加热至沸腾,水需要吸收多少热量?【已知水的比热容】
练习1.已知水银的比热容是,某体温计中水银的质量约为1g,小陈同学用该体温计测量体温前水银柱位置如图所示,测体温的过程中,水银吸收的热量约为( )
A.0.04J B.0.4J C.4J D.40J
练习2.加热质量为2千克的某金属块,温度升高10吸收的热量为1.8×104焦。
求:金属块的比热容c金属。
例3一个质量为250g的钢刀,加热到560,然后在空气中自然冷却,此时室温为20,这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?若把这些热量给30、0.5kg的水加热,求:
(1)水温可以上升多少度(取整数)?
(2)升高到多少度?[,不计热量损失]
【友情提示:注意升高和升高到的区别】
例4在标准大气压下,质量为2kg初温为20的水吸收了7.56×105J的热量,那么水温升高了多少度?【】
【友情提示:在标准大气压下,水的沸点是100,水沸腾时,吸收热量、温度不变】
练习3.铝的比热容为,质量为2.1kg、初温为70的铝温度降低到20,放出的热量为多少?这些热量供水吸收。可使质量为0.44kg的水温度从60升高多少?(在一标准大气压)
· 热传递之高低温物体
例5早餐时,妈妈用热水给小雪加热标有“250g”字样的袋装牛奶。假如加热过程中没有热量损失,为了使这袋牛奶的温度由12升高到42,妈妈至少要用60的热水多少千克?[水的比热容为,设该牛奶的比热容为]
例6早餐时,妈妈用热水给小雪加热标有“250g”字样的袋装牛奶,为了使这袋牛奶的温度由12升高到42,妈妈用60的热水给牛奶。则在加热过程中,牛奶吸收了 J热量;若热水放出热量的40%被牛奶吸收,则妈妈至少要用热水 kg(结果保留小数点后两位)。[水的比热容为,设该牛奶的比热容为]
练习4.如图甲所示小明将质量为300g、初温为80的牛奶放入质量为500g、初温为20的水中进行冷却,同时,他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况,并作出了如图乙所示的水和牛奶的温度随时间变化的关系曲线。忽略热量的损失以及盛牛奶和水的器皿吸放热的影响,。求:
(1)水、牛奶达到的相同温度为 ,此过程是通过 方式改变了牛奶的内能。
(2)达到相同温度时,水吸收的热量。
(3)牛奶的比热容。
· 热传递之燃烧放热
例6垃圾合理分类并利用可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,1t某种分类后的垃圾能“榨”出126kg燃料油。若燃料油的热值q=4.0×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量。
(2)在一个标准大气压下,这些热量全部被体积15m3、初温为30的水吸收,水升高的温度。
例7某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率,他们用酒精灯给100g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60、消耗了4.2g酒精。已知:水的比热容为),酒精的热值为3×107J/kg。求:
(1)此过程中水吸收的热量;
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量;
(3)酒精灯烧水时的热效率。
练习5.使用清洁能源天然气有助于实现国家提出的2060年前实现碳中和的目标。现用天然气灶将质量为5kg、初温为18的水加热到98。若此过程中天然气灶的热效率为40%。[,q天然气=4.2×107J/m3]
(1)求此过程中水吸收的热量。
(2)求此过程中消耗天然气的体积。
(3)为了实现碳中和的目标,除了使用清洁能源外,还有什么方法?(写出一个即可)
练习6.螺蛳鸭脚煲是柳州的特色菜肴,它的制作主要步骤是熬美味的螺蛳汤:若煮一锅螺蛳鸭脚煲需加水、螺蛳、骨头、鸭脚等材料共10kg,设锅中所有材料初始温度都为20,它们的平均比热容为,然后用掉2kg木材将汤烧开(汤的沸点为100),木材的热值。求:
(1)螺狮汤吸收的热量是多少?
(2)2kg木材完全燃烧放出的热量是多少?
(3)本次煮螺丝鸭脚煲的加热效率为多少?
练习7.中国是世界第一产氢大国,发展氢能具有较好的条件,且目前我国氢能发展较快,在全球新投资的氢能项目中占比较高,发展潜力较大。小越所在的物理兴趣小组用氢能源给40kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的水温随时间变化的图像,烧水时的热效率为60%,环境温度、氢能源燃烧速度等条件都相同,水的比热容为,氢气的热值约为1.4×108J/kg,经过4min时间加热,则:
(1)水所吸收的热量为多少J?
(2)完全燃烧氢气的质量为多少kg?
(3)随着水温的升高,烧水热效率将增大还是减小?简单说明理由。
· 热传递之太阳能放热
例8太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息:其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。求:
(1)水在一天内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气(天然气的热值为8.4×107J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收);
(3)该太阳能热水器的能量转化效率。
一天内太阳照射时间/h
装水量/L
吸热板面积/m2
水升高的温度/
水的比热容J/
水的密度kg/m3
太阳辐射功率J/(m2•h)
10
200
2.5
35
4.2×103
1×103
1.68×106
练习8.有一个能装50kg水的太阳能晒水箱,其接收太阳能的面积为2m2,该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×106J/(h•m2)。求:
(1)如果每天接收太阳能的时间为8h,则该晒水箱每天可以接收多少J的太阳能?
(2)由于热量的散失等原因,水的吸热效率只有60%。那么,该晒水箱一天吸收的太阳能多少J?
(3)在1标准大气压下,晒水箱一天吸收的太阳能可使这50kg、温度25的水升高多少?
练习9.为了减缓全球温室效应,我国实施“碳达峰、碳中和”战略,将“节能减排”作为降碳的重要途径。其中积极开发和利用太阳能是推动节能减排及能源结构转型的重要举措。如图是小明家新安装的太阳能热水器,铭牌如表所示。[,]
【品名】XX牌太阳能热水器
【水箱容积】100L
【自身质量】70kg
(1)太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,太阳能热水器通过 的方式使水的内能增加。
(2)已知太阳能热水器的底部支架与水平台面的总接触面积为0.4m2,则该热水器蓄满水时对水平台面的压强是多少?(g取10N/kg)
(3)某段时间内,地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量为800J,该太阳能热水器集热器的面积为2.5m2,将热水器蓄满水,热水器将20的水加热至50用时2.5h,水吸收的热量是多少?商家宣传该热水器的太阳能利用率为80%,请你通过计算判断商家是否存在虚假宣传?
· 图像问题
例9用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,根据测量数据绘制成如图所示图象。由图可知:甲物质的温度比乙物质的温度升高得 (选填“快”或“慢”),甲物质的比热容 (选填“大于”或“小于”)乙物质的比热容。若让它们降低相同的温度, 物质放出的热量多。
练习10.某同学探究不同物质的吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,获得如图所示的甲、乙升温与加热时间之间关系的图象,甲、乙两种液体中有一种是水,下列说法中正确的是( )
A.甲液体是水
B.甲液体的比热容是
C.质量相同的甲、乙下降相同的温度,甲放出的热量多
D.质量相同的甲、乙吸收相同的热量,乙升高的温度多
练习11.质量相等、初温相同的甲、乙两液体,分别用两个相同的电加热器加热(不计热损失),加热过程中温度变化如图所示。用T甲、T乙分别表示两种液体的沸点,c甲、c乙分别表示甲、乙两种液体的比热容。根据图象可得出正确的关系是( )
A.T甲>T乙 c甲>c乙
B.T甲>T乙 c甲<c乙
C.T甲<T乙 c甲>c乙
D.T甲<T乙 c甲<c乙
练习12.小丽用相同的电加热器分别对质量为0.6kg的水和1.2kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据作出如图所示图像,已知水的比热容为,则另一种液体的比热容为( )
A.
B.
C.
D.
· 其他
例10初温相同,质量也相同的水和铝块,吸收相等的热量后,再将铝块投入水中,则会出现( )(c水>c铝)
A.铝块吸热,水放热
B.铝块放热,水吸热
C.铝块与水之间不发生热传递
D.水的内能传递给铝块
练习13.质量相同,温度相同的铝块甲和铁块乙(c乙<c甲)将它们分别加热,吸收相同的热量后接触,此时( )
A.温度从甲传向乙
B.热量从乙传向甲
C.热量从甲传向乙
D.甲、乙间不发生热传递
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专题3 比热容的计算专题
· 基本计算
例1质量为2千克的铝块,使其温度升高了20。求铝块吸收的热量。【】
【答案】铝块吸收的热量为3.6×104J。
【解答】解:铝块吸收的热量:。
答:铝块吸收的热量为3.6×104J。
例2小亮家有一个容积为2L的水壶,水壶里装有初温25的水,在1个标准大气压下,小亮用天然气炉具对水进行加热至沸腾,水需要吸收多少热量?【已知水的比热容】
【答案】水需要吸收的热量为6.3×105J。
【解答】解:水的体积,
由可知,水的质量,
一个标准大气压下,水的沸点是100,
水吸收的热量:。
答:水需要吸收的热量为6.3×105J。
练习1.已知水银的比热容是,某体温计中水银的质量约为1g,小陈同学用该体温计测量体温前水银柱位置如图所示,测体温的过程中,水银吸收的热量约为( )
A.0.04J B.0.4J C.4J D.40J
【答案】C
【解答】解:水银的温度变化约为:,水银吸收的热量:,故C较符合题意。
故选:C。
练习2.加热质量为2千克的某金属块,温度升高10吸收的热量为1.8×104焦。
求:金属块的比热容c金属。
【答案】金属块的比热容为。
【解答】解:加热质量为2千克的某金属块,温度升高10吸收的热量为1.8×104J,根据可知,。
答:金属块的比热容为。
例3一个质量为250g的钢刀,加热到560,然后在空气中自然冷却,此时室温为20,这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?若把这些热量给30、0.5kg的水加热,求:
(1)水温可以上升多少度(取整数)?
(2)升高到多少度?[,不计热量损失]
【友情提示:注意升高和升高到的区别】
【答案】(1)钢刀放出6.21×104J的热量;水温升高30;
(2)升高到60。
【解答】解:(1)钢刀放出的热量:
;
钢刀放出的热全部被水吸收,则:,
由得,水升高的温度:
,
(2)水的末温为。
答:(1)钢刀放出6.21×104J的热量;水温升高30;
(2)升高到60。
例4在标准大气压下,质量为2kg初温为20的水吸收了7.56×105J的热量,那么水温升高了多少度?【】
【友情提示:在标准大气压下,水的沸点是100,水沸腾时,吸收热量、温度不变】
【答案】水温升高了80。
【解答】解:由得:
。
因为在一个标准大气压下,水的沸点为100,所以水的温度升高到100将不再上升,因此水温度升高了。
答:水温升高了80。
练习3.铝的比热容为,质量为2.1kg、初温为70的铝温度降低到20,放出的热量为多少?这些热量供水吸收。可使质量为0.44kg的水温度从60升高多少?(在一标准大气压)
【答案】放出的热量为9.24×104J,水温度升高了40。
【解答】解:(1)铝块放出的热量:
;
(2)由题意可知,,
根据知水升高的温度:
,
,
因为在一标准大气压下,水沸腾后温度保持100不变,所以水的温度从60升高到100,即升高了。
答:放出的热量为9.24×104J,水温度升高了40。
· 热传递之高低温物体
例5早餐时,妈妈用热水给小雪加热标有“250g”字样的袋装牛奶。假如加热过程中没有热量损失,为了使这袋牛奶的温度由12升高到42,妈妈至少要用60的热水多少千克?[水的比热容为,设该牛奶的比热容为]
【答案】妈妈至少要用60的热水约0.248kg。
【解答】解:由题知,牛奶的质量,
牛奶升温时吸收的热量:
,
由于没有热量的损失,所以水放出的热量:,
由可得,热水的质量为:
。
答:妈妈至少要用60的热水约0.248kg。
例6早餐时,妈妈用热水给小雪加热标有“250g”字样的袋装牛奶,为了使这袋牛奶的温度由12升高到42,妈妈用60的热水给牛奶。则在加热过程中,牛奶吸收了 J热量;若热水放出热量的40%被牛奶吸收,则妈妈至少要用热水 kg(结果保留小数点后两位)。[水的比热容为,设该牛奶的比热容为]
【答案】1.875×104;0.62。
【解答】解:(1)由题知,牛奶的质量,
牛奶升温时吸收的热量:
,
(2)热水由60降低到42放出的热量:
因为,所以水放出的热量为:,
由可得,热水的质量为:
。
故答案为:1.875×104;0.62。
练习4.如图甲所示小明将质量为300g、初温为80的牛奶放入质量为500g、初温为20的水中进行冷却,同时,他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况,并作出了如图乙所示的水和牛奶的温度随时间变化的关系曲线。忽略热量的损失以及盛牛奶和水的器皿吸放热的影响,。求:
(1)水、牛奶达到的相同温度为 ,此过程是通过 方式改变了牛奶的内能。
(2)达到相同温度时,水吸收的热量。
(3)牛奶的比热容。
【答案】(1)40;热传递;
(2)水吸收的热量为4.2×104J;
(3)牛奶的比热容为。
【解答】解:(1)热传递的条件是有温度差,最后热平衡时两者的温度相同,由图象可知,牛奶和水的温度相同为40℃;
此过程是通过热传递方式改变了牛奶的内能;
(2)水的质量:;
水吸收的热量:
;
(3)忽略热量的损失以及盛牛奶和水的器皿吸放热的影响,牛奶放出的热量等于水吸收的热量,即,
由得,。
答:(1)40;热传递;
(2)水吸收的热量为4.2×104J;
(3)牛奶的比热容为。
· 热传递之燃烧放热
例6垃圾合理分类并利用可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,1t某种分类后的垃圾能“榨”出126kg燃料油。若燃料油的热值q=4.0×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量。
(2)在一个标准大气压下,这些热量全部被体积15m3、初温为30的水吸收,水升高的温度。
【答案】
(1)这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为5.04×109J;
(2)在一个标准大气压下,这些热量全部被体积15m3、初温为30的水吸收,水升高的温度为70。
【解答】解:
(1)1t该种分类后的垃圾能“榨”出燃料油为,
完全燃烧释放的热量:;
(2)由可得水的质量:,
由题知燃料油完全燃烧放出的热量全部被水吸收,即,
由Q吸=cmΔt可得水升高的温度:,
因为在标准大气压下,水的沸点是100,水沸腾时,吸收热量、温度不变,水的初温为30,所以水只能升高到100,水升高的温度为70。
答:(1)这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为5.04×109J;
(2)在一个标准大气压下,这些热量全部被体积15m3、初温为30的水吸收,水升高的温度为70。
例7某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率,他们用酒精灯给100g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60、消耗了4.2g酒精。已知:水的比热容为),酒精的热值为3×107J/kg。求:
(1)此过程中水吸收的热量;
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量;
(3)酒精灯烧水时的热效率。
【答案】
(1)此过程中水吸收的热量为2.52×104J;
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量为1.26×105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率为20%。
【解答】
解:(1)水的质量:,
此过程中水吸收的热量:;
(2)完全燃烧酒精的质量:,
酒精完全燃烧放出的热;
(3)酒精灯烧水时的热效率:。
答:(1)此过程中水吸收的热量为2.52×104J;
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量为1.26×105J;
(3)酒精灯烧水时的热效率为20%。
练习5.使用清洁能源天然气有助于实现国家提出的2060年前实现碳中和的目标。现用天然气灶将质量为5kg、初温为18的水加热到98。若此过程中天然气灶的热效率为40%。[,q天然气=4.2×107J/m3]
(1)求此过程中水吸收的热量。
(2)求此过程中消耗天然气的体积。
(3)为了实现碳中和的目标,除了使用清洁能源外,还有什么方法?(写出一个即可)
【答案】(1)水吸收的热量为1.68×106J;
(2)消耗天然气的体积为0.1m3;
(3)植树造林。
【解答】解:(1)水吸收的热量:
(2)由可得天然气完全燃烧放出的热量:
,
由可得消耗天然气的体积:;
(3)为了实现碳中和的目标,要植树造林,绿化环境。
答:(1)水吸收的热量为1.68×106J;
(2)消耗天然气的体积为0.1m3;
(3)植树造林。
练习6.螺蛳鸭脚煲是柳州的特色菜肴,它的制作主要步骤是熬美味的螺蛳汤:若煮一锅螺蛳鸭脚煲需加水、螺蛳、骨头、鸭脚等材料共10kg,设锅中所有材料初始温度都为20,它们的平均比热容为,然后用掉2kg木材将汤烧开(汤的沸点为100),木材的热值。求:
(1)螺狮汤吸收的热量是多少?
(2)2kg木材完全燃烧放出的热量是多少?
(3)本次煮螺丝鸭脚煲的加热效率为多少?
【答案】(1)螺狮汤吸收的热量是2.4×106J;
(2)2kg木材完全燃烧放出的热量是2.4×107J;
(3)本次煮螺丝鸭脚煲的加热效率为10%。
【解答】解:
(1)由题知,汤的沸点为100,则螺狮汤吸收的热量:
;
(2)2kg木材完全燃烧放出的热量:;
(3)本次煮螺丝鸭脚煲的加热效率:。
答:(1)螺狮汤吸收的热量是2.4×106J;
(2)2kg木材完全燃烧放出的热量是2.4×107J;
(3)本次煮螺丝鸭脚煲的加热效率为10%。
练习7.中国是世界第一产氢大国,发展氢能具有较好的条件,且目前我国氢能发展较快,在全球新投资的氢能项目中占比较高,发展潜力较大。小越所在的物理兴趣小组用氢能源给40kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的水温随时间变化的图像,烧水时的热效率为60%,环境温度、氢能源燃烧速度等条件都相同,水的比热容为,氢气的热值约为1.4×108J/kg,经过4min时间加热,则:
(1)水所吸收的热量为多少J?
(2)完全燃烧氢气的质量为多少kg?
(3)随着水温的升高,烧水热效率将增大还是减小?简单说明理由。
【答案】(1)水所吸收的热量为8.4×106J;
(2)完全燃烧氢气的质量为0.1kg;
(3)由图像可知,当水温升高时,烧水的过程中有更多的热量散失、被环境吸收,而不是被水吸收。因此,随着水温的升高,热效率会逐渐减小。
【解答】解:
(1)经过4min加热,水温从20升高到70,水所吸收的热量:
;
(2)由可得氢气完全燃烧放出的热量
由可得完全燃烧氢气的质量:;
(3)由图像可知,当水温升高时,烧水的过程中有更多的热量散失、被环境吸收,而不是被水吸收。因此,随着水温的升高,热效率会逐渐减小。
答:(1)水所吸收的热量为8.4×106J;(2)完全燃烧氢气的质量为0.1kg;
(3)由图像可知,当水温升高时,烧水的过程中有更多的热量散失、被环境吸收,而不是被水吸收。因此,随着水温的升高,热效率会逐渐减小。
· 热传递之太阳能放热
例8太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息:其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能。求:
(1)水在一天内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气(天然气的热值为8.4×107J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收);
(3)该太阳能热水器的能量转化效率。
一天内太阳照射时间/h
装水量/L
吸热板面积/m2
水升高的温度/
水的比热容J/
水的密度kg/m3
太阳辐射功率J/(m2•h)
10
200
2.5
35
4.2×103
1×103
1.68×106
【答案】(1)水在一天内吸收的热量为2.94×107J;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧0.35m3的天然气;
(3)该太阳能热水器的能量转化效率为70%。
【解答】解:(1)水的体积,
由可知,水的质量:,
水在一天内吸收的热量:;
(2)根据题意可知,天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Q吸=2.94×107J,
由可知,需要完全燃烧天然气的体积:;
(3)根据题意可知,太阳能热水器一天接收的太阳能:,
该太阳能热水器的能量转化效率:
答:(1)水在一天内吸收的热量为2.94×107J;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧0.35m3的天然气;
(3)该太阳能热水器的能量转化效率为70%。
练习8.有一个能装50kg水的太阳能晒水箱,其接收太阳能的面积为2m2,该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×106J/(h•m2)。求:
(1)如果每天接收太阳能的时间为8h,则该晒水箱每天可以接收多少J的太阳能?
(2)由于热量的散失等原因,水的吸热效率只有60%。那么,该晒水箱一天吸收的太阳能多少J?
(3)在1标准大气压下,晒水箱一天吸收的太阳能可使这50kg、温度25的水升高多少?
【答案】(1)该晒水箱每天可以接收的太阳能为5.12×107J;
(2)该晒水箱一天吸收的太阳能为3.072×107J;
(3)在1标准大气压下,晒水箱一天吸收的太阳能可使这50kg、温度25的水升高75。
【解答】解:(1)晒水箱每天可以接收的太阳能:;
(2)晒水箱一天吸收的太阳能为:
(3)水升高的温度为:
。
水在1标准大气压下,沸点为100,所以水实际升高的温度为:
。
答:(1)该晒水箱每天可以接收的太阳能为5.12×107J;
(2)该晒水箱一天吸收的太阳能为3.072×107J;
(3)在1标准大气压下,晒水箱一天吸收的太阳能可使这50kg、温度25的水升高75。
练习9.为了减缓全球温室效应,我国实施“碳达峰、碳中和”战略,将“节能减排”作为降碳的重要途径。其中积极开发和利用太阳能是推动节能减排及能源结构转型的重要举措。如图是小明家新安装的太阳能热水器,铭牌如表所示。[,]
【品名】XX牌太阳能热水器
【水箱容积】100L
【自身质量】70kg
(1)太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,太阳能热水器通过 的方式使水的内能增加。
(2)已知太阳能热水器的底部支架与水平台面的总接触面积为0.4m2,则该热水器蓄满水时对水平台面的压强是多少?(g取10N/kg)
(3)某段时间内,地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量为800J,该太阳能热水器集热器的面积为2.5m2,将热水器蓄满水,热水器将20的水加热至50用时2.5h,水吸收的热量是多少?商家宣传该热水器的太阳能利用率为80%,请你通过计算判断商家是否存在虚假宣传?
【答案】(1)太阳能属于可再生能源,太阳能热水器通过热传递的方式使水的内能增加;(2)热水器蓄满水时对水平台面的压强是4250Pa;(3)水吸收的热量是1.26×107J;商家是在虚假宣传。
【解答】解:(1)太阳能取之不尽用之不竭,清洁无污染,太阳能属于可再生能源。太阳光照射下,热水器中的水温度升高,太阳能热水器通过热传递的方式使水的内能增加。
(2)太阳能热水器自身质量70kg,受到的重力;
太阳能热水器水箱容积100L,蓄满水后,水受到的重力;
太阳能热水器的底部支架与水平台面的总接触面积为0.4m2,水平地面受到的压力等于热水器蓄满水后的重力和,热水器蓄满水时对水平台面的压强;
(3)太阳能热水器水箱容积100L,将热水器蓄满水,热水器将20的水加热至50用时2.5h,水吸收的热量
地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量为800J,该太阳能热水器集热器的面积为2.5m2,太阳能热水器接收到的太阳能;
太阳能利用率,
商家是在虚假宣传。
答:(1)太阳能属于可再生能源,太阳能热水器通过热传递的方式使水的内能增加;
(2)热水器蓄满水时对水平台面的压强是4250Pa;
(3)水吸收的热量是1.26×107J;商家是在虚假宣传。
· 图像问题
例9用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,根据测量数据绘制成如图所示图象。由图可知:甲物质的温度比乙物质的温度升高得 (选填“快”或“慢”),甲物质的比热容 (选填“大于”或“小于”)乙物质的比热容。若让它们降低相同的温度, 物质放出的热量多。
【答案】快;小于;乙。
【解答】解:由图可知,加热相同时间,甲温度升高的更高,所以甲物质的温度升高的更快;
加热相同时间,即物质吸收相等的热量,甲物质的温度的变化大于乙物质的温度的变化,根据公式,相同质量的不同物质,吸收相等的热量时,温度变化越大,比热容越小,所以甲物质的比热容小于乙物质的比热容;
根据公式可知,质量相等的物质降低相同的温度,比热容越大,放出的热量越多,所以乙物质放出的热量多。
故答案为:快;小于;乙。
练习10.某同学探究不同物质的吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,获得如图所示的甲、乙升温与加热时间之间关系的图象,甲、乙两种液体中有一种是水,下列说法中正确的是( )
A.甲液体是水
B.甲液体的比热容是
C.质量相同的甲、乙下降相同的温度,甲放出的热量多
D.质量相同的甲、乙吸收相同的热量,乙升高的温度多
【答案】B
【解答】解:由题知,用相同的酒精灯加热两种液体,加热时间越长,则液体吸收的热量越多,即加热时间反映了液体吸收热量的多少;
A、由图可知,在吸收相同的热量时(即加热相同时间),乙升高的温度低于甲升高的温度,且两种液体的质量相同;由可知,乙的比热容大,吸热能力大,故乙是水,故A错误;
B、由图可知,在升高相同的温度时,乙的加热时间为甲的三倍,即乙吸收的热量为甲吸收热量的三倍;根据可知,乙的比热容为甲的比热容的三倍,即,
所以,,故B正确;
C、质量相同的甲、乙下降相同的温度,乙的比热容是甲的3倍,根据公式可知,乙放出的热量是甲的3倍,故C错误;
D、质量相同的甲、乙吸收相同的热量,且,根据公式可知,甲升高的温度是乙的3倍,故D错误。
故选:B。
练习11.质量相等、初温相同的甲、乙两液体,分别用两个相同的电加热器加热(不计热损失),加热过程中温度变化如图所示。用T甲、T乙分别表示两种液体的沸点,c甲、c乙分别表示甲、乙两种液体的比热容。根据图象可得出正确的关系是( )
A.T甲>T乙 c甲>c乙
B.T甲>T乙 c甲<c乙
C.T甲<T乙 c甲>c乙
D.T甲<T乙 c甲<c乙
【答案】A
【解答】解:如图所示,甲沸腾时的温度高于乙沸腾时温度,即:;
在某一定时间时,两种液体处于液态时,甲的温度的变化量比乙的温度变化量小;
根据热量的计算公式,甲和乙质量相等、初温相同,吸收相同的热量(即加热时间相同),甲升高的温度比乙升高的温度低,比较变化的温度可知,甲的比热容大,乙的比热容小即:。
故选:A。
练习12.小丽用相同的电加热器分别对质量为0.6kg的水和1.2kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据作出如图所示图像,已知水的比热容为,则另一种液体的比热容为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解答】解:由图可知水在第2min到第10min,即8min内升高的温度为,
则0.6kg的水吸收的热量:;
用相同的加热器,加热相同时间,表示物质吸收的热量相同,因此另一种液体在8min吸收的热量是:,
由图像可知,另一种液体在8min内温度升高了,故另一种液体的比热容。
故选:A。
· 其他
例10初温相同,质量也相同的水和铝块,吸收相等的热量后,再将铝块投入水中,则会出现( )(c水>c铝)
A.铝块吸热,水放热
B.铝块放热,水吸热
C.铝块与水之间不发生热传递
D.水的内能传递给铝块
【答案】B
【解答】解:质量和初温都相同的水和铝块,当它们吸收相等的热量后,根据可得:,由此可知:当Q和m一定的情况下,c越大,Δt越小,所以让质量相同的铝块和水吸收相等的热量后,根据得:,
由于初温相同,所以水的末温低,铝块的末温高;
根据热传递的条件,将铝块投入水中,热量由高温的铝传给低温的水,即铝块放热,水吸热,故ACD错误,B正确。
故选:B。
练习13.质量相同,温度相同的铝块甲和铁块乙(c乙<c甲)将它们分别加热,吸收相同的热量后接触,此时( )
A.温度从甲传向乙
B.热量从乙传向甲
C.热量从甲传向乙
D.甲、乙间不发生热传递
【答案】B
【解答】解:铁块和铝块的质量、初温以及吸收的热量相同,铁的比热容小于铝的比热容(),由公式可知,铁块的温度升高值大于铝的温度升高值,由于初温相同,所以铁的末温大于铝的末温,热传递是从高温物体传向低温物体,即乙的内能减小,甲的内能增大,内能由乙转移到甲,即热量会从铁块传给铝块,温度不能传递,故B正确,ACD错误。
故选:B。
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