内容正文:
第十三章 内能
第3节 比热容
热量
质量
乘积
c
不同
4.2×103 J/(kg·℃)
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较大
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
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质量
加热时间
等于
煤油
水
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2.1×103
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4.2×107
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热传递
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加热时间的长短
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知识梳理
导学园地
1.比热容
(1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的 与它的 和升高的温度 之比。
(2)比热容的符号是 ,比热容的定义式是 。
(3)单位:焦每千克摄氏度,符号:J/(kg·℃)。
(4)性质:它是反映物质自身性质的物理量,不同的物质,比热容一般 。
(5)影响因素:物质的种类和物质的状态。
2.水的比热容
(1)大小: 。
(2)物理意义:1 kg的水,在温度升高(或降低)1 ℃时吸收(或放出)的热量为4.2×103 J。
1.比热容是物质自身的属性,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱。
2.比热容与物质的种类和状态有关,而与物体本身的质量、温度、吸收和放出热量的多少无关。
(3)应用:水的比热容 ,可以调节气候,用作“暖气”的介质。
3.热量的计算
(1)吸热公式: 。(2)放热公式: 。
知识点一:比较不同物质吸热的情况
【典题1】小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲所示),来探究水和煤油的吸热能力。
甲
乙
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的水和煤油。
(2)实验中,通过比较 来间接反映水和煤油吸收的热量。
(3)加热10 min,水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量, 升高的温度更高,由此可见, 的吸热能力强(后两空均选填“水”或“煤油”)。
(4)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙,由图像可知,煤油的比热容是 J/(kg·℃)。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
名师点睛
(1)物质的选择:用天平称取质量相等(不是体积相等)的不同物质,分别倒入相同的烧杯中。
(2)热源的选择:选用相同规格的加热器进行加热,目的是使不同物质在相等时间内吸收的热量相同。
(3)实验器材的组装顺序:自下而上。
(4)转换法的应用:用加热时间反映液体吸收热量的多少;加热时间越长的液体,吸收的热量越多。
(5)控制变量法的应用:控制质量和升高的温度相同,选取两种不同物质,通过比较吸收热量的多少来比较不同物质吸热情况。
【变式1】探究“比较不同物质的吸热能力”时,同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,如图所示。下列说法正确的是( )
A.实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强
B.在本实验中,物体吸热多少是由加热时间长短反映的
C.实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力弱
D.实验中,将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同
知识点二:比热容
【典题2】下表列出了一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是(
)
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容
[J/(kg·℃)]
4.2×
103
2.1×
103
2.1×
103
0.88×
103
0.39×
103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更高
名师点睛
从两个角度理解比热容
两个角度
物质的吸、放热本领
物质温度改变的难易程度
具体说明
物质的比热容大,表示吸热本领强;物质的比热容小,表示吸热本领弱
物质的比热容大,表示温度难改变;物质的比热容小,表示温度容易改变
【变式2】用切割机把一块铜块切成了两半,则其中的一半铜块( )
A.密度、比热容均减小一半
B.密度、比热容均不变
C.密度减小一半,比热容不变
D.密度不变,比热容减小一半
知识点三:热量的相关计算
【典题3】天然气是人们常用的一种能源。某用户用天然气将50 L的水从20 ℃加热到60 ℃,已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3。
(1)这些水的质量是多少?
(2)这些水吸收的热量是多少?
名师点睛
明确几个温度的含义:“升高(降低)了”是指变化的温度,“升高(降低)到”是指物体的末温。
【变式3】水和干泥土的比热容之比是5∶1,质量之比是1∶2,吸收的热量之比是3∶2,则水和干泥土升高的温度之比是( )
A.5∶3
B.3∶5
C.15∶4
D.15∶1
【变式4】地热取暖是一种新兴的采暖方式,地热取暖利用热水循环泵强制循环锅炉和地板下盘管内的热水,间接加热地板,如果平均每天有500 kg的水流过盘管,流进房间盘管的水温是60 ℃,流出房间盘管的水温是40 ℃,则每天能向房间提供 J的热量。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
【基础达标练】
1.对同一物态的某种物质,根据c=可知(
)
A.比热容跟吸收或放出的热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度变化量成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个恒量
2.水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务,下列事例中与它的这一特性无关的是( )
A.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B.炎热的夏天降温喷水车在城市道路上喷水雾降温
C.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
D.北方冬天供暖系统用水循环放热
3.以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低;那么,初温相同的甲、乙放出相同热量,则( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D.无法判断甲、乙的末温哪一个高,且无法判断甲、乙比热容哪一个大
4.两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别对其加热,液体温度与加热时间的关系如图所示。根据图像可知( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量一样多
C.加热相同的时间,甲液体比乙液体温度升高得多
D.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
5.(多选)关于物质的比热容,下列说法不正确的是( )
A.一滴水比一桶煤油的比热容小
B.液体的比热容一定比固体的比热容大
C.比热容是物质的特性之一,只和物质的种类有关,与吸热多少无关
D.用相同的加热器加热相同质量的不同物质,比热容大的物质温度升高得快
6.用稳定的热源给一个物体均匀加热,得到它的熔化图像如图所示,那么该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是( )
A.1∶2
B.1∶1
C.1∶4
D.2∶1
7.如图所示,“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,这是通过 的方式改变酒的内能;酒盏里质量为100 g的酒在漂流过程中,温度从30 ℃降低至25 ℃,会放出 J的热量。[c酒=3.4×103 J/(kg·℃)]
8.在“探究物质的吸热情况”实验中,把质量均为0.5 kg的水和食用油分别装入两个相同的容器内,用相同的电加热器给它们加热,其温度随时间变化的图像如图所示。不考虑实验中的热损失,加热2 min食用油吸收的热量是 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【思维拓展练】
9.在“比较不同物质吸热情况”的实验中,小红用质量和初温相同的食用油和水做比较,如图甲所示。
(1)实验中使用两个完全相同的电加热器,物质吸热的多少是通过 来衡量的。
(2)将实验中记录的数据描绘在图乙坐标系中,由图可知 (选填“A”或“B”)是水的升温图线。
10.为了测定铅的比热容,把质量为200 g的铅块加热到98 ℃,再投入80 g、12 ℃的水中,混合后水的温度为18 ℃。若不计热损失,[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)水吸收的热量。
(2)铅的比热容。
1.(2021黔西南中考)凝胶暖手宝美观小巧、方便安全,深受同学们喜爱。首次使用前,用热水烫几分钟,使里面的凝胶由固态变成液态。当气温降低需要使用时,只需用手掰动几下里面的小铁片就能取暖了。下列分析中错误的是( )
A.凝胶的比热容较大,相同质量降低相同的温度放出的热量较多
B.凝胶由固态变成液态要放出热量
C.固态的凝胶也具有内能
D.暖手时,通过热传递使手的内能增加
2.(2021毕节中考节选)如果将10 kg、20 ℃的水加热到40 ℃,需吸收 J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
3.(2021遵义中考)如图所示是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线,由图可知,该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质在CD段的比热容 AB段的比热容。
$$