内容正文:
第十三章 内能
13.3 比热容(2)
——热量的分析与计算
第1题
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第2题
3
第3题
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第4题
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第5题
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第6题
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第7题
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第7题
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第8题
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第8题
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第8题
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第9题
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第10题
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第11题
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第12题
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第13题
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第13题
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第14题
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第14题
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第15题
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第15题
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第16题
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1.对公式c= eq \f(Q,mΔt)的理解,下列说法正确的是( )
A.物质的比热容与物体的质量成反比
B.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少无关
C.物质的比热容与物体是吸热或放热有关
D.物质的比热容与物体的温度变化大小成反比
B
2.一杯水,温度由30 ℃加热到50 ℃时吸收的热量为Q1,再由50 ℃加热到70 ℃时吸收的热量为Q2,Q1与Q2的大小关系为( )
A.Q1>Q2
B.Q1=Q2
C.Q1<Q2
D.无法判断
B
3.甲、乙两物体的比热容之比是2∶3,降低相同的温度,放出的热量之比是3∶4,则甲、乙两物体的质量之比是( )
A.9∶8
B.2∶9
C.3∶1
D.2∶1
A
4.质量均为1 kg的铝块、铅块、水银和水(c水>c铝>c水银>c铅),将铝块和水银的温度从10 ℃加热到20 ℃,铅块和水的温度从40 ℃加热到50 ℃,则吸热最多的是( )
A.铝块
B.铅块
C.水
D.水银
C
5.将质量相等的铜块和铁块吸收相等的热量后互相接触(c铜<c铁),则( )
A.热量从铜块传递到铁块
B.热量从铁块传递到铜块
C.它们之间不发生热传递
D.无法确定
D
6.小明家安装了燃气热水器.已知水进入热水器前的温度是10 ℃,洗澡时热水器输出热水的温度设定为40 ℃,小明洗一次澡用热水50 L.求:水从热水器中吸收多少热量?
解:水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×50×10-3m3=50 kg;
水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×
(40 ℃-10 ℃)=6.3×106 J.
解:(1)水吸收的热量Q吸水=c水m水(t-t0)
=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃-20 ℃)
=4.2×105 J.
7.质量为1 kg的金属锅中放有2 kg的水,现把它们从20 ℃加热到70 ℃,金属锅和水一共吸收了4.43×105 J的热量.求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)水吸收的热量.
(2)金属锅吸收的热量Q锅吸=Q总-Q吸水=4.43×105 J-4.2×105 J=2.3×104 J,由Q吸=cm(t-t0)可知,金属锅的比热容c锅= eq \f(Q锅吸,m锅(t-t0))= eq \f(2.3×104 J,1 kg×(70 ℃-20 ℃))=0.46×103 J/(kg·℃).
7.质量为1 kg的金属锅中放有2 kg的水,现把它们从20 ℃加热到70 ℃,金属锅和水一共吸收了4.43×105 J的热量.求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)金属锅的比热容.
8.如图是一定质量的冰升温熔化的过程,已知单位时间内物体吸收热量相同.若0~4 min内冰吸收了4.2×103 J的热量,不计热量损失.求:[c冰=2.1×103 J/(kg·℃)]
(1)冰的质量.
解:(1)由题图可知,冰在0~4 min内升高的温度
Δt=0-(-10 ℃)=10 ℃,由Q吸=cmΔt可知,
冰的质量m冰= eq \f(Q吸,c冰Δt)= eq \f(4.2×103 J,2.1×103 J/(kg·℃)×10 ℃)=0.2 kg.
8.如图是一定质量的冰升温熔化的过程,已知单位时间内物体吸收热量相同.若0~4 min内冰吸收了4.2×103 J的热量,不计热量损失.求:[c冰=2.1×103 J/(kg·℃)]
(2)0~12 min内对物体加热的过程中,物体吸收的热量.
(2)根据题意可知,单位时间内物体吸收热量多少相同,所以0~12 min内对物体加热的过程中,物体吸收热量Q=3Q吸=3×4.2×103 J=1.26×104 J.
9.1标准大气压下, 质量为2 kg,温度为65 ℃的水,当吸收了3.36×105 J的热量后,温度将升高到多少摄氏度?
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
解:由Q吸=cmΔt得水升高的温度
Δt= eq \f(Q吸,c水m)= eq \f(3.36×105 J,4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg)=40 ℃;
水的末温t=Δt+t0=40 ℃+65 ℃=105 ℃,
由于水的沸点为100 ℃,所以水的温度将升高到100 ℃.
10.甲、乙两物体的质量之比是3∶1,吸热之比是4∶1,则它们升高温度之比和比热容之比可能分别是( )
A.3∶4 1∶1
B.4∶1 1∶3
C.1∶3 2∶1
D.3∶2 1∶2
B
11.一冰块先后经历了以下三个过程:①-10 ℃的冰到0 ℃的冰,吸收热量Q1;②0 ℃的冰变为10 ℃的水,吸收热量Q2;③10 ℃的水到20 ℃的水,吸收热量Q3.已知c冰<c水,在整个过程中质量保持不变,不考虑热量散失,则( )
A.Q1<Q2=Q3
B.Q1<Q2<Q3
C.Q1<Q3<Q2
D.Q1=Q2=Q3
C
12.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水,水吸收的热量约为( )
A.6×104 J
B.6×105 J
C.6×106 J
D.6×107 J
B
13.甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,以下说法正确的是( )
A.甲的比热容比乙的小
B.乙、丙的比热容都为2×103J/(kg·℃)
C.1.5 kg的丙物质温度升高2 ℃,需吸收3000 J的热量
D.甲、乙的温度都降低1 ℃,乙比甲放出的热量多
C
14.(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甲液体是水
②0~12 min内乙温度降低了20 ℃
③0~12 min内甲放出了8.4×104 J的热量
④乙液体的比热容为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
15.有一个质量为10 kg,温度为60 ℃的铁球,投入到一个标准大气压下的沸水中加热较长时间.然后将铁球取出,放入装有质量是4.6 kg,初温是48 ℃水的容器中,直到它们达到热平衡,忽略热量损失.求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
(1)铁球在沸水中吸收的热量.
解:(1)铁球在沸水中吸收的热量
Q吸=c铁m铁(t-t0)=0.46×103 J/(kg·℃)×10 kg×(100 ℃-60 ℃)=1.84×105 J.
15.有一个质量为10 kg,温度为60 ℃的铁球,投入到一个标准大气压下的沸水中加热较长时间.然后将铁球取出,放入装有质量是4.6 kg,初温是48 ℃水的容器中,直到它们达到热平衡,忽略热量损失.求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
(2)铁球和容器中的水热平衡时的温度.
(2)将铁球取出,放入装有质量为4.6 kg,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,即Q吸=Q放,设热平衡时的温度为t′,所以c水m水(t′-t′0)=c铁m铁(t-t′),即4.2×103 J/(kg·℃)×4.6 kg×(t′-48 ℃)=0.46×103 J/(kg·℃)×10 kg×(100 ℃-t′),解得:t′=58 ℃.
16.甲、乙两物体质量相等,温度相同,把甲投入一杯热水中,平衡后水温降低10 ℃,取出甲(不计热量和水的损失),再把乙投入杯中,平稳后水温又降低了10 ℃,由此可知( )
A.甲的比热容比乙大
B.甲的比热容比乙小
C.甲的比热容与乙相等
D.无法比较比热大小
B
$$