期末必刷常考题:物质的比热容 --2024-2025学年上学期初中物理(沪科版)九年级上册
2024-11-19
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(2012)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第二节 科学探究:物质的比热容 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 223 KB |
| 发布时间 | 2024-11-19 |
| 更新时间 | 2024-11-19 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-11-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48781414.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年上学期初中物理沪科版九年级期末必刷常考题之物质的比热容
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•朝阳区校级期中)湿地被称为“地球之肾”,能调节空气的温度主要是因为水的( )
A.热值大 B.比热容大 C.导热性好 D.导电性好
2.(2024秋•南京期中)将100g的水和质量相等的某种液体同时冷却[c水>c液,c水=4.2×103J/(kg•℃)],水和该液体在相同时间内放出的热量相等,温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙液体为水
B.0~15min甲液体放出的热量多
C.0~20min乙液体放出的热量为1.12×104J
D.甲、乙比热容之比为3:1
3.(2024春•深圳期末)根据表中的信息分析判断下列说法正确的是( )
几种物质的比热容c[J•(kg•℃)﹣1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.水和砂石吸收相等热量,砂石温度升高得较多
C.质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铜块放出的热量较多
D.比热容与物质的种类和状态有关
4.(2024秋•南海区校级月考)下列实例中没有利用水的比热容较大的是( )
A.夏天中午往地上洒水降温
B.用热水袋取暖
C.初春为了避免小麦冻坏夜晚向麦田灌水
D.城市建造人工湖用来降温
5.(2024春•石景山区期末)为了比较水和食用油的吸热能力,使用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和食用油进行加热(不计热量损失,温度均不会达到沸点),实验装置如图所示。下列说法中正确的是( )
A.升高相同的温度,食用油和水吸收热量相同
B.升高相同的温度,食用油比水用时短,说明水的吸热能力强
C.加热相同的时间,食用油吸收的热量比水多
D.加热相同的时间,食用油升高的温度多,说明食用油的吸热能力强
6.(2023秋•薛城区期末)甲、乙两金属质量和初温都相等,先把甲金属放入一杯热水中,热平衡时,结果水的温度下降了10℃,把甲从水中取出,立即将乙金属投入这杯水中,热平衡时水温又降低了10℃,(不考虑热散失),则甲、乙两金属的比热容大小( )
A.c乙>c甲 B.c乙<c甲
C.c乙=c甲 D.条件不够,不能确定
7.(2024秋•青岛期中)近几年,山东省的很多县市区在城市中心建起人工湖,这样不仅能美化环境,还能调节空气的湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水的( )
A.比热容大 B.密度大 C.流动性大 D.热值大
8.(2024秋•南开区期中)下列各种情况下比热容会发生变化的是( )
A.水杯内的水倒掉一些
B.水凝结成冰
C.一块铁加工成铁屑
D.0℃的水加热成80℃的水
二.填空题(共5小题)
9.(2024秋•开州区校级月考)质量均为0.5kg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=4.2×103J/(kg•℃),c水>c液。由图像可知,液体 (选填“甲”或“乙”)是水。若液体乙从60℃降低了40℃,该过程中液体乙放出热量为 J。
10.(2024•九龙坡区校级模拟)“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区则昼夜温差小,这是因为水比砂石的 大。楼房中的“暖气”用水作为介质,小雪同学家“暖气”管道中500kg的水从65℃降低到45℃,放出的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
11.(2024秋•岷县期中)定西东湖公园风景秀美,是市民休闲避暑的好去处。炎热的夏天,在公园湖边散步明显感觉比其他地方凉爽,主要是因为水的 较大;夏日荷花盛开,清晨荷叶上的两颗小露珠接触后成为一颗更大的水珠,表明分子之间存在 力。
12.(2024秋•姑苏区校级期中)在室温为20℃的室内,小华准备了图中甲、乙、丙三杯水,其中 杯中水的内能最大(选填“甲”“乙”或“丙”),放置一段时间后三杯水的内能都将 (选填“减小”、“增大”或“不变”)。甲杯中的水温度降到室温水放出的热量为 J。(水的比热容为4.2×l03J/(kg•℃))
13.(2024秋•武邑县期中)质量、温度都相同的甲,乙两物体,先将甲投入一杯热水中,达到热水平衡时,水温下降20℃,将甲取出,再把乙投入这杯水中,达到热平衡时,水温又下降20℃,若热量和水的质量损失可忽略不计,则甲的比热容 乙的比热容(选填“大于”“小于”或“等于”)。
三.实验探究题(共1小题)
14.(2024秋•西城区校级期中)小新和小玲在探究不同物质吸热能力与物质种类关系的实验中,将质量相同的水和油分别装在两个完全相同的烧杯中,如图甲所示。用两个相同的酒精灯加热。
(1)用两个相同的酒精灯给水和油加热的目的是 。
(2)实验中,用 表示水和油吸收热量的多少(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)。
(3)加热几分钟后,小玲发现油的末温高,就得出油的比热容比水的比热容小的结论,小新不同意小玲的观点,理由是 。
(4)小新根据实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像,由图像可知 的吸热能力强(选填“A”或“B”),已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),油的比热容是 J/(kg•℃)。
四.计算题(共1小题)
15.(2024秋•冀州区期中)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,c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水、牛奶达到的相同温度为 ℃。
(2)达到相同温度时,水吸收的热量。
(3)牛奶的比热容。
2024-2025学年上学期初中物理沪教版九年级期末必刷常考题之物质的比热容
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024秋•朝阳区校级期中)湿地被称为“地球之肾”,能调节空气的温度主要是因为水的( )
A.热值大 B.比热容大 C.导热性好 D.导电性好
【考点】利用比热容解释生活中的现象.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】B
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少。
【解答】解:因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,所以能有效调节周围环境的气温。
故选:B。
【点评】本题考查了水的比热容的特点,通过本题可使学生认识到湿地的重要性,本题构思巧妙,是一道好题。
2.(2024秋•南京期中)将100g的水和质量相等的某种液体同时冷却[c水>c液,c水=4.2×103J/(kg•℃)],水和该液体在相同时间内放出的热量相等,温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙液体为水
B.0~15min甲液体放出的热量多
C.0~20min乙液体放出的热量为1.12×104J
D.甲、乙比热容之比为3:1
【考点】比热容的比例计算;利用比热容的公式计算热量.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】C
【分析】由图可知,0~15min内甲、乙降低的温度,由于甲、乙的质量和放出的热量相同,根据Q放=cmΔt可知甲、乙的比热容关系,进一步求出水放出的热量,从而0~20min乙液体放出的热量。
【解答】解:由图可知,0~15min内甲、乙降低的温度分别为:
Δt甲=60℃﹣40℃=20℃,Δt乙=60℃﹣20℃=40℃,
由题意可知,甲、乙的质量和放出的热量相同,根据Q放=cmΔt可知,
甲、乙的比热容之比:c甲:c乙=Δt乙:Δt甲=40℃:20℃=2:1,
即甲的比热容比乙的比热容大,所以甲为水,
0~15min内水放出的热量:Q放=c水mΔt水=4.2×103J/(kg•℃)×100×10﹣3kg×20℃=8400J,
则0~20min乙液体放出的热量:Q′放=×8400J=1.12×104J,
综上可知,C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查热量、比热容的有关计算,根据图像得出相关信息是关键。
3.(2024春•深圳期末)根据表中的信息分析判断下列说法正确的是( )
几种物质的比热容c[J•(kg•℃)﹣1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.水和砂石吸收相等热量,砂石温度升高得较多
C.质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铜块放出的热量较多
D.比热容与物质的种类和状态有关
【考点】比热容的概念;水的比热容特点及实际应用;利用比热容的公式计算热量.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】D
【分析】比热容是物质的特性,与物质的状态有关,1kg某物质,温度变化1℃,吸收或放出的热量称为比热容,根据表中信息回答。
【解答】解:A、从表中数据可得,不同物质的比热容也可能相同,例如煤油和冰,故A错误;
B、若水和砂石吸收相等热量,但没有说明水和砂石的质量的大小关系,故不能判定砂石温度升高得较多,故B错误;
C、从表中信息可知,铜的比热容比铝小,故质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铜块放出的热量一定少,故C错误;
D、比热容与物质的种类和状态有关,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查比热容的定义及不同物质的比热容,属于基础知识,难度不大。
4.(2024秋•南海区校级月考)下列实例中没有利用水的比热容较大的是( )
A.夏天中午往地上洒水降温
B.用热水袋取暖
C.初春为了避免小麦冻坏夜晚向麦田灌水
D.城市建造人工湖用来降温
【考点】水的比热容特点及实际应用.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;实验基本能力.
【答案】A
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
【解答】解:
A、夏天中午往地上洒水降温,这是利用水蒸发吸热来降温的,与水的比热容无关,故A符合题意;
B、由于水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以热水袋用水来取暖,利用了水的比热容较大的特性,故B不符合题意;
C、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,利用了水的比热容较大的特性,故C不符合题意;
D、城市建造人工湖来调节气温,即由于水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量时,水的温度上升慢,利用了水的比热容较大的特性,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握,理解并用好:相同的m、Δt,c大的Q多,可以通过Q=cmΔt帮助记忆。
5.(2024春•石景山区期末)为了比较水和食用油的吸热能力,使用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和食用油进行加热(不计热量损失,温度均不会达到沸点),实验装置如图所示。下列说法中正确的是( )
A.升高相同的温度,食用油和水吸收热量相同
B.升高相同的温度,食用油比水用时短,说明水的吸热能力强
C.加热相同的时间,食用油吸收的热量比水多
D.加热相同的时间,食用油升高的温度多,说明食用油的吸热能力强
【考点】比较不同物质吸热的情况.版权所有
【专题】实验题;探究型实验综合题;实验基本能力.
【答案】B
【分析】比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系;比热容是反映不同物质吸放热能力强弱的一个物理量。
【解答】解:A、升高相同的温度,比热容大的吸收的热量多,故A错误;
B、升高相同的温度,食用油比水用时短,说明食用油吸热能力弱,水的吸热能力强,故B正确;
C、加热相同的时间,吸收的热量相同,故C错误;
D、加热相同的时间,温度升高越快的吸热能力越弱,食用油升高的温度快,说明食用油的吸热能力弱,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查比热容的概念,要学会总结实验得到的结论。
6.(2023秋•薛城区期末)甲、乙两金属质量和初温都相等,先把甲金属放入一杯热水中,热平衡时,结果水的温度下降了10℃,把甲从水中取出,立即将乙金属投入这杯水中,热平衡时水温又降低了10℃,(不考虑热散失),则甲、乙两金属的比热容大小( )
A.c乙>c甲 B.c乙<c甲
C.c乙=c甲 D.条件不够,不能确定
【考点】热平衡方程及其应用.版权所有
【专题】分子热运动、内能.
【答案】A
【分析】甲、乙两金属块,先后投入到同一杯热水中,甲乙金属吸收热量、温度升高,水放出热量、温度降低;
由题知,两次水降低的温度相同,也就是水放出的热量相同,因为不计热量损失,由热平衡方程可知,甲、乙两金属吸收的热量相同;
而甲、乙两金属的质量相等、初温相同,经吸热后,乙金属的末温比甲物体的末温低10℃;
由上述分析可知,质量相同的甲、乙两金属,吸收相同的热量,乙金属升高的温度少,所以乙金属的比热容大。
【解答】解:先后将甲、乙两金属投入到同一杯水中,水降低的温度相同,水放出的热量相同,
∵不计热量损失,
∴Q吸=Q放,
∴甲、乙两金属吸收的热量相同;
由题知,乙金属比甲金属少升高了10℃,即乙金属的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲、乙两金属,吸收相同的热量,乙金属升高的温度少,所以乙金属的比热容大。即:c乙>c甲。
故选:A。
【点评】本题考查了比热容的概念、热平衡方程的应用、吸热公式的应用,能确定甲、乙两金属的末温关系是本题的关键。
7.(2024秋•青岛期中)近几年,山东省的很多县市区在城市中心建起人工湖,这样不仅能美化环境,还能调节空气的湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水的( )
A.比热容大 B.密度大 C.流动性大 D.热值大
【考点】水的比热容特点及实际应用.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】A
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少。
【解答】解:因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。
故选:A。
【点评】本题考查了水的比热容较大特点的应用,难度不大。
8.(2024秋•南开区期中)下列各种情况下比热容会发生变化的是( )
A.水杯内的水倒掉一些
B.水凝结成冰
C.一块铁加工成铁屑
D.0℃的水加热成80℃的水
【考点】比热容的概念.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】B
【分析】物质的比热容是物质本身的一种特性,与质量大小,温度高低,形状无关;
水凝固成冰,状态发生改变,比热容也会发生改变。
【解答】解:A、水杯内的水倒掉一些,水的质量减少了,但水的比热容不变,故A不符合题意;
B、水凝结成冰,物质状态发生改变,比热容发生改变,故B符合题意;
C、一块铁加工成铁屑,物质的形状发生改变,比热容不变,故C不符合题意;
D、0℃的水加热成80℃的水,水的温度改变了,比热容不变,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】此题考查的是:影响比热容大小因素。熟悉并正确理解比热容的概念,是解决此类问题的前提
二.填空题(共5小题)
9.(2024秋•开州区校级月考)质量均为0.5kg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=4.2×103J/(kg•℃),c水>c液。由图像可知,液体 甲 (选填“甲”或“乙”)是水。若液体乙从60℃降低了40℃,该过程中液体乙放出热量为 4.2×104 J。
【考点】利用比热容的公式计算热量;比热容的计算公式.版权所有
【专题】计算题;获取知识解决问题能力.
【答案】甲;4.2×104。
【分析】(1)选同样的时间,甲和乙放热相同,根据温度变化的多少判断,温度变化多的比热容小,温度变化少的比热容大,据此分析判断;
(2)相同时间水和液体乙放出的热量相同,而水和液体的质量相同,变化的温度由图可知,根据放热公式求液体乙的比热容,再根据Q放=cmΔt求乙放出的热量。
【解答】解:(1)时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图示可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢,根据Q放=cmΔt可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,谁的温度降低得慢,它的比热容大,所以,甲液体的比热容大,即甲液体是水;
(2)由图可知,两液体的初温是60℃,放热12分钟后,甲降低的温度Δt甲=60℃﹣40℃=20℃,乙降低的温度Δt乙=40℃,
根据题意在可知,水和乙液体的质量相同,相同时间内放出的热量相等,
则Q放甲=c水m水Δt甲=Q放乙=c乙m乙Δt乙,
4.2×103J/(kg•℃)×20℃=c乙×40℃,
解得c乙=2.1×103J/(kg•℃),
则液体乙从60℃降低了40℃,该过程中液体乙放出热量为Q放乙=c乙m乙Δt乙=2.1×103J/(kg•℃)×0.5g×40℃=4.2×104J。
故答案为:甲;4.2×104。
【点评】本题考查了学生对放热公式的掌握和运用,能从温度﹣时间图像得出相关信息是解题的关键。
10.(2024•九龙坡区校级模拟)“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区则昼夜温差小,这是因为水比砂石的 比热容 大。楼房中的“暖气”用水作为介质,小雪同学家“暖气”管道中500kg的水从65℃降低到45℃,放出的热量为 4.2×107 J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【考点】利用比热容解释生活中的现象;水的比热容特点及实际应用;利用比热容的公式计算热量.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】比热容;4.2×107。
【分析】对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
利用公式Q放=cmΔt可求出水放出热量的多少。
【解答】解:水的比热容较大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,相同质量的水和砂石相比较,水的温度变化比砂石小,所以沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差小;
500kg的水从65℃降低到45℃,水放出的热量为:Q放=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×500kg×(65℃﹣45℃)=4.2×107J。
故答案为:比热容;4.2×107。
【点评】本题考查了水的比热容大的应用、热量的计算,属于基础题。
11.(2024秋•岷县期中)定西东湖公园风景秀美,是市民休闲避暑的好去处。炎热的夏天,在公园湖边散步明显感觉比其他地方凉爽,主要是因为水的 比热容 较大;夏日荷花盛开,清晨荷叶上的两颗小露珠接触后成为一颗更大的水珠,表明分子之间存在 引 力。
【考点】利用比热容解释生活中的现象;分子间作用力的现象.版权所有
【专题】应用题;分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】比热容;引
【分析】根据水的比热容较大分析;分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:水的比热容比较大,所以在吸收相同热量的情况下,温度升高较小,所以炎热的夏天,在公园湖边散步明显感觉比其他地方凉爽。
清晨荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠,表明分子之间存在引力。
故答案为:比热容;引。
【点评】本题考查了水的比热容大的应用、分子动理论的内容,属于基础题。
12.(2024秋•姑苏区校级期中)在室温为20℃的室内,小华准备了图中甲、乙、丙三杯水,其中 丙 杯中水的内能最大(选填“甲”“乙”或“丙”),放置一段时间后三杯水的内能都将 减小 (选填“减小”、“增大”或“不变”)。甲杯中的水温度降到室温水放出的热量为 1.68×l04 J。(水的比热容为4.2×l03J/(kg•℃))
【考点】比热容的计算公式;影响内能大小的因素;内能的大小变化.版权所有
【专题】分子热运动、内能;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】丙;减小;1.68×l04。
【分析】内能的大小与物体的质量和温度有关,物体的质量越大、温度越高,物体的内能越大;根据Q放=cm(t0﹣t)计算甲杯中的水温度降到室温水放出的热量。
【解答】解:由图可知,甲和丙杯中水的温度高于乙杯,且丙杯中水的质量大于甲杯;因为物体的质量越大、温度越高,物体的内能越大,所以丙杯中水的内能最大;放置一段时间后,三杯水与空气发生热传递,温度降低,内能减小;
甲杯中的水温度降到室温水放出的热量为:
Q放=cm(t0﹣t)=4.2×l03J/(kg•℃)×0.1kg×(60℃﹣20℃)=1.68×l04J。
故答案为:丙;减小;1.68×l04。
【点评】此题考查了影响物体内能的因素和热量的计算,知道温度和质量是决定内能大小的因素。
13.(2024秋•武邑县期中)质量、温度都相同的甲,乙两物体,先将甲投入一杯热水中,达到热水平衡时,水温下降20℃,将甲取出,再把乙投入这杯水中,达到热平衡时,水温又下降20℃,若热量和水的质量损失可忽略不计,则甲的比热容 小于 乙的比热容(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【考点】热平衡方程及其应用.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】小于
【分析】将甲、乙两物体先、后投入到热水中,热平衡时,甲、乙吸收的热量等于水放出的热量,根据Q=cmΔt可知甲、乙吸收的热量关系和它们比热容关系。
【解答】解:将甲、乙两物体先、后投入到热水中,水温均下降20℃,根据Q放=cmΔt可知,水放出的热量相同,不计热量损失,则甲、乙吸收的热量均等于水放出的热量,即甲、乙吸收的热量相等;由题意可知,乙物体比甲物体少升高了20℃,即乙物体升高的温度小,在质量和吸收的热量相同时,由Q吸=cmΔt可知,乙物体的比热容大,即甲的比热容小于乙的比热容。
故答案为:小于。
【点评】本题考查热平衡方程的应用,明确甲、乙温度的变化关系是关键。
三.实验探究题(共1小题)
14.(2024秋•西城区校级期中)小新和小玲在探究不同物质吸热能力与物质种类关系的实验中,将质量相同的水和油分别装在两个完全相同的烧杯中,如图甲所示。用两个相同的酒精灯加热。
(1)用两个相同的酒精灯给水和油加热的目的是 相同时间内吸收的热量相同 。
(2)实验中,用 加热时间 表示水和油吸收热量的多少(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)。
(3)加热几分钟后,小玲发现油的末温高,就得出油的比热容比水的比热容小的结论,小新不同意小玲的观点,理由是 水和油的末温不同 。
(4)小新根据实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像,由图像可知 B 的吸热能力强(选填“A”或“B”),已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),油的比热容是 2.1×103 J/(kg•℃)。
【考点】比较不同物质吸热的情况.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;实验基本能力.
【答案】(1)相同时间内吸收的热量相同;(2)加热时间;(3)水和油的末温不同;(4)B;2.1×103。
【分析】(1)根据转换法,实验中选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内吸收相等的热量;
(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(3)(4)根据图像分析;
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
根据Q吸=cmΔt算出煤油的比热容。
【解答】解:(1)根据转换法,实验中选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内吸收相等的热量;
(2)根据转换法,通过加热时间间接反映液体吸收热量的多少;
(3)由图像可知,水和油初温不同,所以不能用末温比较比热容;
(4)①根据图象分析可知,加热相同的时间,B升温小,根据比较吸热能力的第2种方法,B的吸热能力强些;
②由图乙可以看出,加热相同的时间,油升高40℃,水升高20℃,即加热时间,
根据Q吸=cmΔt可知,在质量和加热时间相同的情况下,升高的温度与比热容成反比,故煤油的比热容是:
c煤油=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)相同时间内吸收的热量相同;(2)加热时间;(3)水和油的末温不同;(4)B;2.1×103。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
四.计算题(共1小题)
15.(2024秋•冀州区期中)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,c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水、牛奶达到的相同温度为 40 ℃。
(2)达到相同温度时,水吸收的热量。
(3)牛奶的比热容。
【考点】利用比热容的公式计算热量;比热容的计算公式.版权所有
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据横坐标纵坐标表示的物理量以及图象信息进行解答;
(2)先根据水温度的变化,并利用Q=cmΔt求出水吸收的热量;
(3)不考虑热损失,牛奶放出的热量等于水吸收的热量,即 Q吸=Q放,然后根据牛奶温度的变化量,利用求出牛奶的比热容。
【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℃;
(2)水吸收的热量:Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×500×10﹣3kg×(40℃﹣20℃)=4.2×104J;
(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Q放=Q吸=4.2×104J,
由Q放=cm(t0﹣t)可知,牛奶的比热容:。
答:(1)40;
(2)水吸收的热量为4.2×104J;
(3)牛奶的比热容为3.5×103J/(kg•℃)。
【点评】本题主要考查学生对热传递的条件、比热容和热量公式在生活中的应用的理解和掌握,是中考的热点。
考点卡片
1.分子间作用力的现象
【知识点的认识】
(1)铅块粘合现象:当两个大小不同的铅块表面被锉平、刮净后,挤压在一起,即使手离开后,大铅块仍然紧紧粘在小铅块上而不脱落。说明分子间存在引力。
(2)利用针筒抽取半筒水,将针筒内空气挤出,堵住筒嘴,然后用力推活塞。水不容易被压缩,说明分子间存在斥力。
【命题方向】
考查测量平均速度的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:如图所示,将两个表面光滑的铅块互相紧压,它们会粘在一起,很难被拉开,这说明分子之间存在 引力 ,用针筒抽取半筒水,用手指抵住针筒口,然后用力推入活塞,发现水 不容易 (选填“容易”或“不容易”)被压缩,说明分子间存在 斥力 。
分析:分子间存在相互作用的引力和斥力,当分子间的距离大于平衡距离时,表现为引力;分子间的距离小于平衡距离时,表现为斥力。
解析:解:表面干净的铅压紧,两块铅表面分子的距离大于平衡距离,表现为引力;
用针筒抽取半筒水,用手指抵住针筒口,然后用力推入活塞,发现水不容易被压缩,此时,水分子间的距离小于平衡距离,表现为斥力。
故答案为:引力;不容易;斥力。
点评:本题考查了分子间的作用力,属于基础题。
【解题方法点拨】
分子之间作用力,引力斥力分彼此。引力斥力同存在,和谐相处皆欢喜。
2.影响内能大小的因素
【知识点的认识】
(1)温度:同一物体,状态不变时,温度越高,物体的内能越大;
(2)质量:温度。状态相同的同种物体,物体的质量越大,分子的个数就越多,内能就越大;
(3)状态:同种物体,温度、质量不变时,状态改变,内能改变;
(4)种类:物体的质量、温度、状态相同时,物质的种类不同,内能不同。
【命题方向】
考查影响内能大小的因素,比较不同状态下的内能的大小。
例:下列关于物体的内能的说法中正确的是( )
A.物体运动得越快,物体的内能越大
B.物体被举得越高,物体的内能越大
C.温度为0℃的冰块没有内能
D.温度高的物体内能不一定大
分析:(1)物体内部所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和叫物体的内能。
(2)物体的内能与温度、质量、状态等因素有关;与物体的机械运动情况无关。
(3)一切物体在任何情况下都具有内能。
解析:解:A、物体的内能与物体做机械运动的速度无关,故A错误;
B、物体的内能与物体被举高的高度无关,故B错误;
C、温度为0℃的冰块具有内能,故C错误;
D、温度高的物体内能不一定大;质量和物态相同时,温度高的物体内能大,故D正确。
故选:D。
点评:知道内能的基本定义;知道影响内能大小的因素。
【解题方法点拨】
比较物体内能大小的因素有四个,分别是温度,质量,状态和物体种类,要同时考虑这四个影响因素,不能单纯的说温度高的物体内能就大。
3.内能的大小变化
【知识点的认识】
(1)热传递可以改变物体的内能
①热传递:温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程叫做热传递。
②热传递的结果:高温物体内能减少,低温物体内能增加,持续到物体的温度相同为止。
(2)做功可以改变物体的内能:
①对物体做功,物体的内能会增加。
②物体对外做功,物体的内能会减少。
【命题方向】
考查物体的内能是增加了还是减少了。
例:下列有关热现象的说法中正确的是( )
A.高空中的冰晶在空气中下落变成雨滴时,内能增加了
B.初冬地面上结有一层白霜属于水蒸气升华,水蒸气内能增加了
C.所有物体在熔化过程中温度不变,内能不变
D.0℃物体没有内能
分析:(1)做功和热传递都可以改变物体的内能,克服摩擦做功,机械能转化为内能,内能增加。
(2)物质由气态变为固态的过程是凝华。
(3)固体分晶体和非晶体,晶体和非晶体的重要区别:晶体在熔化时温度保持不变,非晶体在熔化过程中,温度不断升高。
(4)一切物体在任何温度下都具有内能。
解析:解:
A、高空中的冰晶在空气中下落时,冰晶和空气之间存在摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能减小,内能增大,增大的内能使冰晶熔化变成雨滴,故A正确;
B、白霜是由水蒸气凝华而成的,水蒸气凝华过程中,放出热量,内能减小,故B错误;
C、晶体在熔化时温度保持不变,非晶体在熔化过程中,吸收热量,内能变大,温度不断升高,故C错误;
D、物体在任何温度下都有内能,故D错误。
故选:A。
点评:本题考查了内能的改变、物态变化等知识,难度不大。
【解题方法点拨】
做功不一定都使物体的内能发生变化。做功是否一定会引起物体内能的改变,这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。如举高物体时,做功所消耗的能量变成了物体的势能,并未转化为物体的内能,所以物体的内能就没有改变。
热传递可以改变内能,但更多不是引起物体内能的改变。热传递更多是通过改变温度来相应地改变内能,而做功的方式其实引起了内能的相关改变。
4.比较不同物质吸热的情况
【知识点的认识】
1、实验器材:铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、秒表等。
2、实验装置:
3、实验方法:
①控制变量法:控制不同物质的质量相同,吸收热量相同,比较升高的温度,从而比较吸热能力大小;或控制不同物质的质量相同,升高的温度相同,比较吸收的热量,从而比较吸热能力的大小。
②转换法:由于物质吸收的热量不容易测量,可以通过转换法,将物质吸收热量的多少转换成加热时间,因此比较加热时间,就可以比较得出吸收热量的多少。
4、实验设计:
①液体的选取,应保证质量相同。
②选用相同热源的目的是相同时间内,控制吸收热量相同。
③实验数据分析:
(1)让两种液体吸收相同的热量,比较液体的温度变化,温度变化小的吸热本领强;
(2)让两种液体变化相同的温度,比较液体吸收热量的多少,吸收热量多的吸热本领强。
5、实验结论:不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同,比热容大的物质吸收热量多。
【命题方向】
考查比较不同物质吸热的情况的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:同样日照条件下,夏天中午海边的沙子热得烫脚,但海水较凉爽;傍晚日落后,海边的沙子很快变凉,而海水仍然温暖。对此现象小强提出猜想,并利用如图实验装置进行探究。
(1)小强的猜想是物质温度变化的快慢可能与 物质种类 有关;
(2)实验时需要的测量工具有温度计、停表和 天平 ;
(3)用相同酒精灯加热,控制水和沙子的质量和加热时间相同,通过比较水和沙子 升高的温度 ,来验证猜想。
(4)同组的小红提出不同的猜想:中午海水比沙子温度低,可能是因为海水蒸发吸热造成的。大家基于此猜想进一步推理,得出日落后海水比沙子降温 快 (选填“快”或“慢”),这与实际不符。
分析:(1)物质温度变化的快慢可能与物质的种类有关;
(2)实验需要的器材,可根据Q=cmΔt来判断,采用控制变量法实验;
(3)实验中采用了转换法,通过观察温度的变化来研究水和沙子的吸热能力;
(4)我们知道,海水的昼夜温差小,是由于水的比热容比砂石的比热容大,不是由于海水蒸发吸热所致,因此可通过举反例来推翻这部分同学的猜想。
解析:解:(1)夏天中午海边的沙子热得烫脚,但海水较凉爽;傍晚日落后,海边的沙子很快变凉,而海水仍然温暖。对此小强的猜想是物质温度变化的快慢可能与物质的种类有关;
(2)根据Q=cmΔt,必须控制变量,控制水和沙子的质量相同,就需要用天平;
(3)比较“水和沙子吸热能力”的方法是:在实验过程中控制加热时间相同,通过比较升高的温度,来比较水和沙子吸热能力,温度升高的越多,吸热能力越弱; (4)海水蒸发吸热,在白天和晚上都会进行;如果猜想正确,那么无论白天、晚上,都会因海水的蒸发吸热导致其温度较低,日落后海水比沙子降温快,显然与事实不符。
故答案为:(1)物质种类;(2)天平;(3)升高的温度;(4)快。
点评:本题的探究实际上是对沙子和水吸放热能力的比较,而物质吸放热能力是用比热容来量度的,在实验过程中,影响的量较多,有质量、加热时间、升高温度等,因此,要注意结论的严密性。
【解题方法点拨】
1、实验方法:控制变量法 转换法(通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱)。
2、实验液体的选择:质量相同的不同液体。
3、选择相同的热源目的是:以保证相同加热时间释放的热量相同。
4、使用电加热器代替酒精灯的好处:易于控制产生热量的多少。
5、实验中不断搅拌的目的:使液体受热均匀。
6、描述物体吸热能力的物理量是:比热容。
7、结论:相同质量的不同物体,吸收相同的热量后升高的温度不同,比热容大的升高的温度低。
8、实验中,物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。
5.比热容的概念
【知识点的认识】
(1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫作这种物质的比热容,用符号c表示。
(2)单位:比热容的单位是J/(kg•℃),读作作焦每千克摄氏度。
(3)物理意义:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)。它的物理意义是1千克水,温度升高或降低1℃,吸收或放出的热量是4.2×103焦耳。
【命题方向】
考查比热容的概念,单位以及物理意义,通常在选择填空题中,以概念的形式考查。
例:比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容,查表可知,水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)表示 1kg的水每升高(或降低)1℃吸收(或放出)4.2×103J的热量 。一桶水倒掉一半后,剩下的水的比热容 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
分析:比热容是物质的一种特性;物质的比热容只跟物质的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
解析:解:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)表示1kg的水每升高(或降低)1℃吸收(或放出)4.2×103J的热量;
水的比热容与水的质量无关,一桶水倒掉一半后,质量减半,但水的比热容不变。
故答案为:1kg的水每升高(或降低)1℃吸收(或放出)4.2×103J的热量;不变。
点评:本题考查学生对比热容概念的理解,知道物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
【解题方法点拨】
(1)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关,同一种物质在同一状态下的比热容是一定的,但在不同状态时,比热容是不同的。如:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),而冰的比热容是2.1×103J(kg•℃)。
(2)对于物质的比热容,可以从以下两个方面理解:首先,比热容跟密度一样,也是物质的一种特性,它既不随物质质量的改变而变化,也不随物质吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化,也就是说,只要是相同的物质,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,它的比热容一定是相同的;其次,不同物质的比热容不同,同种物质的比热容相同,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,还可以利用物质的这种特性来鉴别物质。
6.利用比热容解释生活中的现象
【知识点的认识】
(1)水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化要小些。
(2)现象与应用
①白天沿海地区比内陆地区升温慢,夜晚沿海地区温度降低也慢。因此,在一年之中,夏季时内陆比沿海炎热,冬季时内陆比沿海寒冷。
②水比热容大的特点,在生产,生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。
【命题方向】
考查利用比热容解释在实际生活中的应用。
例:下列现象中,不能用比热容解释的是( )
A.中午沙子很烫、海水较凉
B.汽车发动机用水做冷却剂
C.我国西北沙漠地区日温差较大
D.火箭采用液态氢作为燃料
分析:(1)对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(2)热值是燃料的一种特性,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量多,所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
解析:解:A.中午沙子很烫、海水较凉,是因为沙子比热容小,而海水比热容大,故A不符合题意;
B.汽车发动机用循环水冷却,是利用升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多的特点,将汽车发动机工作时产生大量热量迅速转移,故B不符合题意;
C.我国西北沙漠地区日温差较大,是因为沙漠地区多沙少水,沙子比热容小,故C不符合题意;
D.火箭采用液态氢作为燃料是因为液态气热值高,故D符合题意。
故选:D。
点评:本题考查了水的比热容大的特点的应用和热值,应用所学知识,解决实际问题,体现了物理知识来源于生活、服务生活的理念。
【解题方法点拨】
主要考查学生对水的比热容大的特点及应用的了解和掌握.对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多.
7.水的比热容特点及实际应用
【知识点的认识】
(1)水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化要小些。
(2)现象与应用
①白天沿海地区比内陆地区升温慢,夜晚沿海地区温度降低也慢。因此,在一年之中,夏季时内陆比沿海炎热,冬季时内陆比沿海寒冷。
②水比热容大的特点,在生产,生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。
【命题方向】
考查水的比热容比较大特点的实际应用,并解释其现象。
例:生产生活中,我们常利用水的比热容大这一性质,下列事例中与这一性质无关的是( )
A.用冷水冷却发动机
B.散热器用流动的热水供暖
C.傍晚,往春播秧苗田里灌水保温
D.在发烧病人的额头上擦冷水降温
分析:水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
解析:解:A、水的比热容较大大,和其它物质比较,降低相同温度吸收热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂,故A错误;
B、散热器用流动的热水供暖,是因为相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度,由于水的吸热能力大,则水放出热量更多,故B错误;
C、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故C错误;
D、在发烧病人的额头上擦冷水降温,是利用水蒸发吸热的原理,故D正确。
故选:D。
点评:本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握。
【解题方法点拨】
水的比热容特点及其实际应用主要体现在以下几个方面:
调节气候,作为冷却剂和取暖介质,在农业和日常生活中的应用,沿海地区的气温调节。
8.比热容的计算公式
【知识点的认识】
比热容的计算公式:c=。(c是比热容,t是末温,t0是初温,Δt表示温度的变化,Q表示吸收或放出的热量)
【命题方向】
考查比热容的计算,根据图像信息以及题干信息求比热容。
例:蔡浩哲在自然条件下完成了冰的熔化实验,并描绘出温度随时间变化的关系图线,如图所示。实验时,冰的质量为0.5kg,AB段冰吸热为2.1×104J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)计算出冰的比热容;
(2)CD段水吸收的热量是多少?
分析:(1)在AB段,知道吸收的热量、质量、温度变化量,根据Q=cmΔt,计算冰的比热容;
(2)冰变成水,物质的状态变化,质量不变;CD段是水,知道水的质量、比热、温度变化,根据Q=cmΔt,计算水吸收的热量。
解析:解:(1)冰从﹣20℃吸收热量升高到0℃,需要5min,吸收热量为:Q吸冰=2.1×104J,
由Q吸=cmΔt得冰的比热容为:c冰==2.1×103J/(kg•℃);
(2)冰的质量为0.5kg,冰熔化成水,状态变化,质量不变,水的质量是0.5kg,
由图象知,水从0℃升高到20℃,加热时间为AB段的两倍,CD段水吸收的热量是:
Q吸水=2Q吸冰=2×2.1×104J=4.2×104J。
答:(1)冰的比热容为2.1×103J/(kg•℃);
(2)CD段水吸收的热量是4.2×104J。
点评:本题主要考查Q=cmΔt的应用,知道其中的三个量,求第四个量。利用好条件“相同时间冰和水吸收的热量相同”是关键。
【解题方法点拨】
t是末温,t0是初温,Δt表示温度的变化,注意题干中对于他们的说法是有差别的,如“升高到”,“降低到”指的是末温,而“升高了”,“降低了”表示的是温度的变化。
9.比热容的比例计算
【知识点的认识】
根据c=公式(有时需要对公式进行变形),将题干的比值关系代入即可,注意计算不要错误。
【命题方向】
考查根据题干信息中已知量的比值,计算未知量的比值,也是计算中常考的类型。
例:已知铜、铅的比热容之比为3:1。有一块铜和一块铅的质量之比为4:5,若它们升高相同的温度,则铜、铅吸收的热量之比为 12:5 ;若它们吸收相同的热量,则铜、铅升高的温度之比为 5:12 。
分析:已知铜、铅的比热容之比和质量之比,根据Q=cmΔt,知道它们升高相同的温度,求铜、铅吸收的热量之比;知道吸收相同的热量,求升高的温度之比。
解析:解:由题意可知,c铜:c铅=3:1,m铜:m铅=4:5,
若它们升高相同的温度,Δt铜:Δt铅=1:1,
根据Q=cmΔt可得铜、铅吸收的热量之比为:
==××=××=;
若它们吸收相同的热量,即Q铜′:Q铅′=1:1,
根据Q=cmΔt可得升高的温度之比:
==××=××=。
故答案为:12:5;5:12。
点评:本题考查了吸热公式的灵活应用,关键是注意各量之间的关系,不要颠倒。
【解题方法点拨】
①审明题目,明确各个物理量之间的比值;
②将比值代入两个公式的比例式当中;
③计算出最后结果,注意比值计算的过程中,不要出现颠倒错误。
10.利用比热容的公式计算热量
【知识点的认识】
物体的温度升高时吸收热量为:Q吸=cm(t﹣t0)
物体的温度降低时放出的热量为:Q放=cm(t0﹣t)
式中的c为物体的比热容,m为物体的质量,t0表示物体原来的温度,t表示物体后来的温度.若用Δt表示物体变化的温度(升高或降低的温度),那么,物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为:Q=cm△t.
【命题方向】
考查利用热量的计算公式,计算热量。
例:一壶质量为2千克、温度为20℃的水,加热后使其升高到70℃,这些水吸收了多少热量?[水的比热容为4.2×103焦/(千克•℃)]。
分析:掌握热量公式:Q=cm△t的计算公式是解答本题的关键,题干中已知水的质量是2kg,水的初温和末温分别是20℃、70℃,把数据代入公式即可求出水吸收的热量。
解析:解:由分析知水吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J
答:这些水吸收了4.2×105J的热量。
点评:本题主要考查学生对热量的计算公式的理解和掌握,是一道中档题。
【解题方法点拨】
t是末温,t0是初温,Δt表示温度的变化,注意题干中对于他们的说法是有差别的,如“升高到”,“降低到”指的是末温,而“升高了”,“降低了”表示的是温度的变化。
11.热平衡方程及其应用
【知识点的认识】
热平衡方程式:两个温度不同的物体放在一起,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,当两个物体温度达到相同时,如果没有热量损失,则有Q吸=Q放,称为热平衡方程.在热量计算题中,常采用此等式.
【命题方向】
考查热平衡方程及其应用,要观察题干是否有不计热量损失。
例:为了测量某种液体的比热容,某同学把质量m1=100g的铜块从t=100℃沸水中取出(标准大气压下)迅速投入到质量m2=100g、温度t0液=10℃的待测液体中,混合后的共同温度t混=25℃,如果不计热量损失。
(1)请你利用已知量(用符号表示)推导出待测液体比热容的数学表达式。
(2)这种待测液体的比热容为多少?「铜的比热容为c水=0.4×103J/(kg•℃)]
分析:(1)若不计热量损失,这些热量被液体吸收,即Q吸=Q放,而Q吸=c液m2Δt液,据此求液体的比热容。
(2)将已知数据代入即可求得待测液体的比热容。
解析:解:(1)若不计热量损失,这些热量被液体吸收,即Q放=Q吸,
Q放=c铜m1Δt1,Q吸=c液m液Δt2,
c铜m1Δt1=c液m2Δt2,
则c液==;
(2)将m1=100g=0.1kg,m2=100g=0.1kg,c铜=0.4×103J/(kg•℃,代得入
c液==
解得:c液=2×103J/(kg•℃);
答:(1)液体比热容的数学表达式为;
(2)这种待测液体的比热容为2×103J/(kg•℃)。
点评:本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)和放热公式Q放=cm(t0﹣t)的掌握和运用,利用好“若不计热量损失Q吸=Q放是本题的关键。
【解题方法点拨】
此方程只适用于绝热系统内的热交换过程,即无热量的损失;在交换过程中无热和功转变问题;而且在初、末状态都必须达到平衡态.系统放热,一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程.而吸热则是由于温度升高,熔解及汽化过程而引起的.
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