1.3　比热容 第2课时　热量的计算 课件 2024-2025学年物理教科版九年级上册

第1章　分子动理论与内能 1.3　比热容 第2课时　热量的计算 知识点　热量的计算 1. 热量的计算公式 （1）如果用c表示比热容，m表示物体的质量，t0表示 初温，t表示变化后的温度即末温，则 吸热公式：Q吸＝ ⁠； 放热公式：Q放＝ ⁠。 （2）统一公式：Q吸＝cmΔt或Q放＝cmΔt，其中Δt是指 温度变化量。 cm（t－t0）　 cm（t0－t）　 高效学习平台 2. 计算热量的变形公式 （1）计算比热容：c＝； （2）计算质量：m＝； （3）计算温度变化量：Δt＝。 高效学习平台 3. 运用上述公式时应注意： （1）计算时要代入相应的单位，即质量— ，比 热容— ，温度— ，热量— ，注意统一单位。 （2）注意识别初温、末温和变化的温度，区分“升高 到”“升高”“升高了”以及“降低到”“降低”“降 低了”等关键词的含义。 kg　 J/（kg·℃）　 ℃　 J　 高效学习平台 [公式的基本计算]质量为200 g的铝锅里装有质量为 1 kg的水，要把25 ℃的水烧开，水需吸收多少热量？ [大气压强为1标准大气压，c水＝4.2×103 J/（kg·℃）] 解：由于1标准大气压下，水的沸点为100 ℃，即水的 末温为100 ℃， 故水吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃－ 25 ℃）＝3.15×105 J 高效学习平台 [利用吸放热相等进行计算]为了测定炉内的温度， 先把铜块放入炉内加热到与炉温相同时取出，并立即放 入水中，已知铜的质量为50 g，比热容为0.39×103 J/ （kg·℃），水的质量为100 g，初温为10 ℃，测得达到 热平衡最终的温度为49 ℃，不计热量损失，则炉内温 度为多少？[水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃）] 高效学习平台 解：水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t－t水）＝4.2×103 J/（kg·℃）×0.1 kg×（49 ℃－10 ℃）＝1.638×104 J 因为Q吸＝Q放，所以炉内温度为t炉＝＋t＝ ＋49 ℃＝889 ℃ 高效学习平台 [利用热平衡方程进行计算]把一质量为 50 g、温度 为1080 ℃ 的某金属球，投入到100 g初温为30 ℃ 的水 中，该金属球的比热容为0.42×103 J/（kg·℃）。求： （1）不计热量的损失，它们达到热平衡后共同的温度 是多少？ 高效学习平台 解：（1）不计热量的损失时：Q吸＝Q放 则c水m水（t－t水）＝c金m金（t金－t） 即4.2×103 J/（kg·℃）×100×10－3 kg×（t－30 ℃）＝0.42×103 J/（kg·℃）×50×10－3 kg× （1080 ℃－t） 解得t＝80 ℃ 高效学习平台 （2）从开始投入水中到热平衡的过程中，金属球放出 的热量是多少？ 解：（2）从开始投入水中到热平衡的过程中，金属球 放出的热量：Q放＝c金m金（t金－t）＝0.42×103 J/ （kg·℃）×0.05 kg×（1080 ℃－80 ℃）＝2.1×104 J 高效学习平台 [比热容、热值综合计算]某家庭用的燃气热水器， 将10 kg的水从 10 ℃ 加热到 60 ℃，完全燃烧了0.1 m3 的煤气。已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），煤 气的热值为4×107 J/m3。求： （1）煤气完全燃烧放出的热量是多少？ 解：（1）煤气完全燃烧放出的热量： Q放＝Vq＝0.1 m3×4×107 J/m3＝4×106 J 高效学习平台 （2）水吸收的热量是多少？ 解：（2）水吸收的热量： Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×10 kg×（60 ℃－10 ℃）＝2.1×106 J （3）该热水器烧水的效率是多少？ 解：（3）该热水器烧水的效率： η＝×100％＝×100％＝52.5％ 高效学习平台 1. 在标准大气压下，质量为3 kg、温度为45 ℃的水吸 收7.56×105 J的热量后，水的温度能升高[c水＝ 4.2×103 J/（kg·℃）]（　B　） A. 60 ℃ B. 55 ℃ C. 50 ℃ D. 40 ℃ B 高效学习平台 2. 质量之比为2∶3的甲、乙两种液体，当它们吸收的 热量之比为7∶5时，升高的温度之比为6∶5，则甲、乙 的比热容之比为（　B　） A. 4∶7 B. 7∶4 C. 1∶1 D. 14∶5 B 高效学习平台 3. 已知天然气的热值为3.8×107 J/m3，水的比热容为 4.2×103 J/（kg·℃）。求： （1）完全燃烧1.4×10－2 m3 天然气放出多少热量？ 解：（1）完全燃烧1.4×10－2 m3 天然气放出的热量： Q放＝Vq＝1.4×10－2 m3 ×3.8×107 J/m3＝5.32×105 J 高效学习平台 （2）若某天然气灶的效率为60％，则这些天然气可将 质量为3.8 kg、初温为25 ℃ 的水加热到多少摄氏度？ （当地的大气压强为1标准大气压） 解：（2）水吸收的热量： Q吸＝ηQ放＝60％×5.32×105 J＝3.192×105 J 水升高的温度：Δt＝＝＝20 ℃ 则水的末温： t＝t0＋Δt＝25 ℃＋20 ℃＝45 ℃ 高效学习平台 　基础过关精练 （选择题为单选） 1. 水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），1 kg 水的温度 从50 ℃ 降低到20 ℃，放出的热量是（　C　） A. 4.2×103 J B. 8.4×104 J C. 1.26×105 J D. 2.1×105 J C 课时同步作业 易错点：忽视了一个标准大气压下水的沸点 2.在一个标准大气压下，5 kg、30 ℃ 的水在吸收 1.68×106 J的热量后，温度会升高到[已知c水＝ 4.2×103 J/（kg·℃）]（　C　） A. 80 ℃ B. 90 ℃ C. 100 ℃ D. 110 ℃ C 课时同步作业 3. （2023·眉山）日常生活中，用水作为汽车发动机的 冷却液，是因为它的 大。在标准大气压下， 质量为5 kg的水温度从30 ℃升高20 ℃，吸收热 量 J。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）] 4. 两个铁块的质量之比为4∶1，吸收的热量之比是 1∶2，则两铁块的比热容之比为 ，升高的温度 之比为 ⁠。 比热容　 4.2×105　 1∶1　 1∶8　 课时同步作业 5. 冬天来临之际，学校积极创造条件为学生供应开 水。在这个过程中，若用锅炉将300 kg的水从20 ℃加热 到100 ℃，燃烧了11.2 kg的煤[c水＝4.2×103 J/ （kg·℃），煤的热值为3×107 J/kg]，则： （1）锅炉内300 kg的水吸收的热量是多少？ 解：（1）锅炉内300 kg水从20 ℃加热到100 ℃所吸收 的热量： Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103 J/（kg·℃）×300 kg×（100 ℃－20 ℃）＝1.008×108 J 课时同步作业 （2）此锅炉的效率是多少？ 解：（2）11.2 kg煤完全燃烧放出的热量： Q放＝m煤q煤＝11.2 kg×3×107 J/kg＝3.36×108 J 故锅炉的效率： η＝×100％＝×100％＝30％ 课时同步作业 6. （2023·宜昌）在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像，如图所示，由图像可知（　D　） A. a液体比热容小 B. b液体是水 C. 0～3 min内a液体吸收的热量少 D. 升高相同的温度时，b液体吸收的热量少 （第6题） D 　能力拓展训练 （选择题为单选或双选） 课时同步作业 7. 用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某 种油加热，在开始时和加热3 min时各记录一次温度， 如下表所示。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），ρ油＝0.8×103 kg/m3，加热的效率都为75 ％，油的末温没有达到它的沸点，下列说法正确的是 加热时间/min 0 3 水的温度/℃ 18 28 油的温度/℃ 18 43 课时同步作业 A. 这种油的比热容为1.68×103 J/（kg·℃） B. 这种油的比热容为2.1×103 J/（kg·℃） C. 因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小 D. 加热效率没有达到100％，主要是因为电加热器产生 的热量没有全部被液体吸收，存在一定的损失 下列说法正确的是（　BD　） BD 课时同步作业 8. 如图甲是网上曾热销的一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密，某中学物理小组设计了如图乙模型。设此杯内胆中被封存着300 g水，室温 20 ℃；现向杯中倒入200 g、100 ℃ 开水，摇一摇，杯内水温迅速降至t1，饮用后迅速将200 g室温20 ℃ 矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度可升至t2。若忽略内胆及空间的热能消耗，则t1、t2分别大约为（　B　） B （第8题） A. 50 ℃，50 ℃ B. 52 ℃，39.2 ℃ C. 40 ℃，60 ℃ D. 55 ℃，55 ℃ 课时同步作业 【解析】倒入开水，热平衡后，由Q放＝Q吸可得 4.2×103 J/（kg·℃）×0.2 kg×（100 ℃－t1）＝ 4.2×103 J/（kg·℃）×0.3 kg×（t1－20 ℃），解得t1 ＝52 ℃。倒入矿泉水，热平衡后，由Q'放＝Q'吸可得 4.2×103 J/（kg·℃）×0.3 kg×（52 ℃－t2）＝ 4.2×103 J/（kg·℃）×0.2 kg×（t2－20 ℃），解得t2 ＝39.2 ℃。故选B。 课时同步作业 9. 热平衡，指同外界接触的物体，其内部温度各处均 匀且等于外界温度的状况。在热平衡时，物体各部分以 及物体同外界之间都没有热量交换，即Q吸＝Q放。将 400 g、5 ℃的冷水与200 g、80 ℃的热水混合（与外界 无热量交换），混合后的温度是 ℃。 30　 课时同步作业 （第10题） 10.某同学用一种加热器将质量为1000 g的冰持续加热熔化直至沸腾，记录并绘制出温度－时间图像如图所示，根据图像可知物质在B点的内能 在C点的内能，在AB段的比热容 在CD段的比热容，AB段所吸收的热量为 J[水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）]。 小于　 小于　 1.05×105　 课时同步作业 11. 现有80 ℃ 的热水60 kg，12 ℃的冷水60 kg，要配制 温度为44 ℃ 的温水。[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），不 计热损失]问： （1）热水和冷水的质量之比是多少？ 解：（1）由于不计热量损失，则Q放＝Q吸， 所以cm热（t0热－t）＝cm冷（t－t0冷）， 即m热×（80 ℃－44 ℃）＝m冷×（44 ℃－12 ℃） 解得＝ 课时同步作业 （2）最多能配制温水多少千克？（计算结果保留小数 点后两位） 解：（2）由（1）可知，配制44 ℃的温水时，所需冷 水的质量较大；所以，要温水的质量最大，则最多使用 60 kg的冷水。此时需要热水的质量： m热'＝m冷＝×60 kg≈53.33 kg 最多可配制44 ℃温水的质量： m温＝m冷＋m热'＝60 kg＋53.33 kg＝113.33 kg 课时同步作业 $$