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易错点09 内能与比热容
目 录
01 易错陷阱
易错点一.对内能的误解
易错点二.对热传递条件的误解
易错点三.不清楚内能、热量和温度之间的关系
易错点四.对比热容的理解错误
02 举一反三——易错题型
题型一.内能的辨析与运用
题型二.改变内容方式的识别
题型三.内能、热量和温度之间的关系分析
题型四.比热容及计算
03 易错题通关
易错点一、对内能的误解
【链接知识】
1.内能:指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.
(1)注意:分子动能与分子势能不能理解为动能和势能.内能描述的对象是组成物质的微观分子,机械能描述的对象是宏观的物体.内能和机械能是两种不同形式的能量.
(2)影响因素:影响内能的因素很多,有温度、质量、体积等.同一物体,温度越大,内能越大.
(3)改变方式:改变物体内能大小的方法有做功和热传递两种方式.
2.热量:在热传递过程中内能改变的多少叫热量,通常用字母Q表示,单位是焦耳。
(1)注意:热量描述的是热传递过程中内能的改变量,因此只能用“吸收”或“放出”两个词来限定,不能用“具有”“含有”等其他词语.
(2)热传递的方向:内能从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程.
3.温度、内能、热量的关系:
(1)物体温度升高,内能增加;物体温度降低,内能减少;
(2)物体只吸收热量,内能增加,温度可能升高,可能不变;
(3)物体只放出热量,内能减少,温度可能降低,可能不变.
【陷阱分析】
1.误认为 0℃的物体内能为零。内能是物体本身的一种属性,一切物体都有内能。
2.误认为温度高的物体内能一定大。物体内能的大小跟温度、质量等因素都有关,所以温度高的物体内能不一定大。
3.误认为物体内能增加,温度一定升高。物体内能增加时,温度不一定升高,如晶体的熔化过程。4.内能和机械能是两种不同形式的能。物体一定有内能,但不一定有机械能
易错点二、对热传递条件的误解
【陷阱分析】热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。热传
递的条件是存在温度差。内能不同一定发生热传递,原因是内能不同的物体温度肯呢个相同。热量也可能
从内能小的物体传递给内能大的物体,原因是内能小的物体温度也可能高。
易错点三、不清楚内能、热量和温度之间的关系
【陷阱分析】
1.温度是物体内能的一种宏观表现形式,对于同一物体,温度高则内能大。
2.做功和热传递都可以改变物体的内能。对物体做功或让物体吸收热量,都可以使物体的内能增加;同样,物体对外做功或让物体放出热量,都可以使物体的内能减少。
3.热传递过程中,温度高的物体放出热量,温度低的物体吸收热量。
4.热量是一个过程量,只能说某个过程中物体“放出”或“吸收”热量,不能说物体“具有”或“含有热量。
易错点三、对比热容的理解错误
【链接知识】定义:在数值上等于单位质量的某种物质,温度升高(或降低) 1 ℃时,吸收(或放出)的热量,叫做该种物质的比热容,用符号c表示.
1.单位:J/(kg·℃).
①水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),它表示1 kg的水温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量为4.2×103 J.
②水的比热容有较大的应用。在冬天,人们常常在热水袋中装入热水来取暖;汽车发动机常常用水做冷却剂等.
2.公式:物质在热传递时吸收或放出的热量Q=cmΔt.
① 吸热公式:Q放=cm(t-t0); ② 放热公式:Q放=cm(t0-t).
上述公式中,t表示物体的末温,t0表示物体的初温.
3.注意:比热容是物质的一种特性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质状态相同,比热容就相同.同种物质的比热容跟状态有关,如水与冰的比热容不同.
【陷阱分析】
1.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类、状态有关,与物体的质量、吸收或放出热量的多少、升高或降低的温度无关
2.比热容越大,吸收相同热量,温度变化越小(用人工湖调节气温):升高相同温度,吸收热量多(用水做冷却剂)。
题型一.内能的辨析与运用
【例1】(2025·广东深圳·一模)关于厨房中的一些现象,以下说法正确的是( )
A.油炸食品比水煮熟的更快,是因为油的比热容较小
B.冰箱里的低于0℃的冻肉也具有内能
C.刚出锅的热馒头很烫,因为热馒头含有的热量较多
D.用超导体制作电饭锅的发热丝,更省电
【变式1-1】(2025·辽宁大连·一模)在标准大气压下,保温瓶中装有一定质量的水,再将一块的冰放入水中,盖好瓶塞,忽略保温瓶和外界的热传递,一段时间后瓶仍有冰和水两种状态,则下列说法正确的是( )
A.固态冰的质量不变 B.液态水的内能不变
C.液态水的质量增加 D.液态水的密度不变
【变式1-2】(2025·广东深圳·一模)妈妈正在用高压锅给小福做他最喜欢喝的龙骨汤,燃气的火苗跳跃着,锅上的气嘴呲呲的响,呼呼的转。对于此现象,以下说法正确的是( )
A.天然气燃烧得越充分,其热值就越大
B.龙骨汤内能的增加,是通过做功改变物体的内能
C.沸腾的龙骨汤,不断吸热,温度不变,内能不变
D.气嘴呼呼的转,原理与内燃机的做功冲程相同
题型二.改变内容方式的识别
【例2】(2025·广东深圳·一模)关于“吃饺子”这一习俗涉及到的物理知识说法正确的是( )
A.刚出锅的饺子满屋飘香,这是扩散现象
B.出锅后的饺子温度降低时,内能不变
C.用炉灶将饺子煮熟,是通过做功的方式改变了饺子的内能
D.热气腾腾的饺子入嘴时很烫,是因为饺子含有的热量多
【变式2-1】(2025·湖北襄阳·二模)唐宋时期,蜀地工匠发明了独具特色的省油灯,如图所示。使用此灯时往上方容器中注油,往下方夹层中注水,“省油”的主要原因是减少油的蒸发。下列说法正确的是( )
A.水的比热容比油大,吸收相同热量,水升高的温度比油高
B.灯点燃后,油的温度升高,含有的热量逐渐增大
C.灯点燃后,水的内能通过热传递的方式改变
D.灯点燃后,水吸收热量,其内能一定比油的内能大
【变式2-2】(2025·广东江门·一模)艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,可以达到防病治病的目的。如图所示用艾柱熏烤患者的穴位时,闻到浓浓的艾草药香,这是 现象,艾灸的部位有温热感,是 ,(选填“红外线”,“紫外线”或“超声波”)通过 的方式使其内能增加的。
题型三.内能、热量和温度之间的关系分析
【例3】(2025·广东茂名·一模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.一块0℃的冰块,它的内能为零
B.温度高的物体含有的热量一定多
C.热胀冷缩中的“冷热”是指内能
D.物体的温度越高,分子的无规则运动越剧烈
【变式3-1】(2025·安徽马鞍山·模拟预测)关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.一个物体吸收热量时,温度一定增加 B.0℃的冰没有内能
C.物体的温度越高,所含的热量越多 D.物体温度升高,内能一定增加
【变式3-2】(双选)(2025·河南郑州·一模)下列关于内能、热量、温度和做功的说法中,正确的是( )
A.某铁块温度升高,内能一定增加
B.温度高的物体把温度传给温度低的物体
C.物体吸热,温度不一定升高
D.一个物体温度升高,一定是外界对物体做了功
题型四.比热容及计算
【例4】(2025·新疆乌鲁木齐·一模)用加热设备给一间容纳60人的教室加热,空气温度升高4℃的过程中吸收的热量约为[空气的比热容为1×103J/(kg·℃),空气的密度为1.29 kg/m3,不考虑室内空气向外散失的热量] ( )
A.1×103J B.1×104J C.1×105J D.1×106J
【变式4-1】(2025·河南濮阳·一模)“绿水青山就是金山银山。”为了改善城市环境,我国许多城市大力开发湿地公园,修建人工湖来调节气温,这主要是利用水的( )
A.凝固点较高 B.沸点较高 C.比热容较大 D.热值较高
【变式4-2】(2025·广东清远·一模)在夏天,质量相同的水泥板和水在太阳下晒相同时间,水不易升温,但水泥板却很烫,于是小明认为水和砂石容纳热量的本领不同。水不容易升温是因为水容纳热量的本领大。经查阅资料后发现:1kg水升高1℃,需要吸收的热量;而1kg砂石升高1℃,需要吸收的热量。这说明水的比热容比砂石的比热容大。因此水的比热容是 ,砂石的比热容是 。2kg的水升高5℃,需要吸收 J的热量。
1.(2025·广东深圳·一模)静静同学了解到,2024年12月17日2时50分,在凛冽的寒风中,长征二号丁运载火箭在太卫星发射中心点火升空,随后以一箭四星的方式把航天宏图PIESAT-209-12星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。下列有关说法正确的是( )
A.火箭升空时,动能转化为重力势能
B.燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
C.火箭点火升空过程的能量转化与热机的压缩冲程相同
D.火箭的发射过程中,燃料若不完全燃烧,热值会减小
2.(2025·山西晋中·一模)石头饼是山西一种著名的面食。它是将面饼放在烧热了的石子上烙制而成的,故而得名石头饼。关于石头饼的制作过程,下列说法正确的是( )
A.石子升温快,是由于石子的比热容较大
B.空气中弥漫着石头饼的香味,属于扩散现象
C.刚烙好的石头饼烫手,是因为含有的热量多
D.烙制过程是通过做功的方式增大面饼的内能
3.(2025·湖北荆州·模拟预测)如图,是我国先秦时期的蒸食用具,分为上、下两部分:下半部是鬲(gé),样子像鼎、用于煮水;上半部是甑(zèng),底部有网眼、可通蒸汽,内部放置食物。甑和鬲的铸造材料主要是青铜。下列说法中不正确的是( )
A.鬲内的水沸腾后,继续加热、水温将保持不变
B.水沸腾后,甑中的食物的内能增大,主要是通过水蒸气对它做功实现的
C.停止加热后,鬲中的水凉得比较慢,是因为水的比热容较大
D.停止加热后,鬲慢慢变凉,鬲里所盛水的内能逐渐减小
4.(2025·广东深圳·一模)潮汕地区吃牛肉火锅的历史可追溯到南宋时期。吃牛肉火锅时,通过 的方式增加牛肉的内能;汤在持续沸腾时,温度 (选填“降低”“升高”或“不变”);吃火锅时要小心烫嘴,这是因为刚煮好的牛肉 (选填“内能大”“温度高”或“热量多”)。
5.(2025·福建·模拟预测)电暖器通过 方式改变周围空气内能。电暖器面板上标有“禁止覆盖”警示语,若将一块质量为200g棉布覆盖在电暖器上方,在800W功率下正常工作10min,消耗的电能产生的热量有被棉布所吸收,,则棉布温度将升高 ℃,产生安全隐患。
6.(2025·江苏盐城·一模)小明用煤炉烧水,完全燃烧焦炭使初温为的水加热到。此过程中,焦炭放出热量为 J,水吸收热量为 J,煤炉的热效率为 。。。
7.(2025·辽宁大连·一模)要使4kg初温度为40℃的温水在一个标准大气压刚加热到沸腾,在此过程中水需要吸收热量 J,若用燃烧天然气加热,炉灶的热机效率为40%,需要天然气 m3。【天然气的热值为6×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)】
8.(2025·广东东莞·一模)“长征五号”运载火箭,它采用了我国新研制的大推力液氧液氢发动机。火箭起飞时,采用液态氢作为燃料,是因为液态氢 大;3kg液态氢完全燃烧释放出的热量是4.2×106J,液态氢的热值是 J/kg,若不计热量损失,所放出来的热量可以将2t水从20℃加热到 ℃。()
9.(2025·山东枣庄·一模)国家提倡节能减排,各地“煤改气”正在积极进行,某同学计算他家天然气烧水的热效率,将的水倒入烧水壶中,并测出水温为20℃,在一个标准大气压下,把水刚加热到时,测出消耗天然气0.048m3,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气热值约为q=4.0×107J/m3。求:
(1)将这些水烧开,需吸收多少热量;
(2)在这种情况下,燃烧的天然气放出了多少热量;
(3)他家天然气灶的效率。
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易错点09 内能与比热容
目 录
01 易错陷阱
易错点一.对内能的误解
易错点二.对热传递条件的误解
易错点三.不清楚内能、热量和温度之间的关系
易错点四.对比热容的理解错误
02 举一反三——易错题型
题型一.内能的辨析与运用
题型二.改变内容方式的识别
题型三.内能、热量和温度之间的关系分析
题型四.比热容及计算
03 易错题通关
易错点一、对内能的误解
【链接知识】
1.内能:指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.
(1)注意:分子动能与分子势能不能理解为动能和势能.内能描述的对象是组成物质的微观分子,机械能描述的对象是宏观的物体.内能和机械能是两种不同形式的能量.
(2)影响因素:影响内能的因素很多,有温度、质量、体积等.同一物体,温度越大,内能越大.
(3)改变方式:改变物体内能大小的方法有做功和热传递两种方式.
2.热量:在热传递过程中内能改变的多少叫热量,通常用字母Q表示,单位是焦耳。
(1)注意:热量描述的是热传递过程中内能的改变量,因此只能用“吸收”或“放出”两个词来限定,不能用“具有”“含有”等其他词语.
(2)热传递的方向:内能从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程.
3.温度、内能、热量的关系:
(1)物体温度升高,内能增加;物体温度降低,内能减少;
(2)物体只吸收热量,内能增加,温度可能升高,可能不变;
(3)物体只放出热量,内能减少,温度可能降低,可能不变.
【陷阱分析】
1.误认为 0℃的物体内能为零。内能是物体本身的一种属性,一切物体都有内能。
2.误认为温度高的物体内能一定大。物体内能的大小跟温度、质量等因素都有关,所以温度高的物体内能不一定大。
3.误认为物体内能增加,温度一定升高。物体内能增加时,温度不一定升高,如晶体的熔化过程。4.内能和机械能是两种不同形式的能。物体一定有内能,但不一定有机械能
易错点二、对热传递条件的误解
【陷阱分析】热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。热传
递的条件是存在温度差。内能不同一定发生热传递,原因是内能不同的物体温度肯呢个相同。热量也可能
从内能小的物体传递给内能大的物体,原因是内能小的物体温度也可能高。
易错点三、不清楚内能、热量和温度之间的关系
【陷阱分析】
1.温度是物体内能的一种宏观表现形式,对于同一物体,温度高则内能大。
2.做功和热传递都可以改变物体的内能。对物体做功或让物体吸收热量,都可以使物体的内能增加;同样,物体对外做功或让物体放出热量,都可以使物体的内能减少。
3.热传递过程中,温度高的物体放出热量,温度低的物体吸收热量。
4.热量是一个过程量,只能说某个过程中物体“放出”或“吸收”热量,不能说物体“具有”或“含有热量。
易错点三、对比热容的理解错误
【链接知识】定义:在数值上等于单位质量的某种物质,温度升高(或降低) 1 ℃时,吸收(或放出)的热量,叫做该种物质的比热容,用符号c表示.
1.单位:J/(kg·℃).
①水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),它表示1 kg的水温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量为4.2×103 J.
②水的比热容有较大的应用。在冬天,人们常常在热水袋中装入热水来取暖;汽车发动机常常用水做冷却剂等.
2.公式:物质在热传递时吸收或放出的热量Q=cmΔt.
① 吸热公式:Q放=cm(t-t0); ② 放热公式:Q放=cm(t0-t).
上述公式中,t表示物体的末温,t0表示物体的初温.
3.注意:比热容是物质的一种特性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质状态相同,比热容就相同.同种物质的比热容跟状态有关,如水与冰的比热容不同.
【陷阱分析】
1.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类、状态有关,与物体的质量、吸收或放出热量的多少、升高或降低的温度无关
2.比热容越大,吸收相同热量,温度变化越小(用人工湖调节气温):升高相同温度,吸收热量多(用水做冷却剂)。
题型一.内能的辨析与运用
【例1】(2025·广东深圳·一模)关于厨房中的一些现象,以下说法正确的是( )
A.油炸食品比水煮熟的更快,是因为油的比热容较小
B.冰箱里的低于0℃的冻肉也具有内能
C.刚出锅的热馒头很烫,因为热馒头含有的热量较多
D.用超导体制作电饭锅的发热丝,更省电
【答案】B
【详解】A.油炸食品比水煮熟的更快,是由于油的沸点比水的沸点高,故A错误;
B.一切物体都具有内能,冰箱里的低于0℃的冻肉也具有内能,故B正确;
C.热量是过程量,不能说含有或者具有热量,故C错误;
D.超导体在足够低的温度和足够弱的磁场下,其电阻为零,电饭锅的发热丝利用电流的热效应工作,不能使用超导体制作,故D错误。
故选B。
【变式1-1】(2025·辽宁大连·一模)在标准大气压下,保温瓶中装有一定质量的水,再将一块的冰放入水中,盖好瓶塞,忽略保温瓶和外界的热传递,一段时间后瓶仍有冰和水两种状态,则下列说法正确的是( )
A.固态冰的质量不变 B.液态水的内能不变
C.液态水的质量增加 D.液态水的密度不变
【答案】D
【详解】A.因为水的凝固点是0℃,而此时水的温度是0℃, 所以此时水会凝固,即0℃的水放热凝固成0℃的冰,所以冰的质量会增大,故A错误;
B.因为水的凝固点是0℃,而此时水的温度是0℃, 所以此时水会凝固,凝固放热,所以水的内能减 小,故B错误;
C.因为水的凝固点是0℃,而此时水的温度是0℃, 所以此时水会凝固,即0℃的水放热凝固成0℃的 冰,所以水的质量减小,故C错误;
D.因为水的凝固点是0℃,而此时水的温度是0℃, 所以此时水会凝固,即0℃的水放热凝固成0℃的冰,所以水的质量减小,但水的密度不变,故D正确。
故选D。
【变式1-2】(2025·广东深圳·一模)妈妈正在用高压锅给小福做他最喜欢喝的龙骨汤,燃气的火苗跳跃着,锅上的气嘴呲呲的响,呼呼的转。对于此现象,以下说法正确的是( )
A.天然气燃烧得越充分,其热值就越大
B.龙骨汤内能的增加,是通过做功改变物体的内能
C.沸腾的龙骨汤,不断吸热,温度不变,内能不变
D.气嘴呼呼的转,原理与内燃机的做功冲程相同
【答案】D
【详解】A.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与质量的大小和燃烧状况无关,故A错误;
B.龙骨汤内能的增加,是通过热传递改变物体的内能,故B错误;
C.沸腾的龙骨汤,不断吸热,温度不变,内能增加,故C错误;
D.气嘴呼呼的转,是内能转化为机械能,其原理与内燃机的做功冲程相同,故D正确。
故选D。
题型二.改变内容方式的识别
【例2】(2025·广东深圳·一模)关于“吃饺子”这一习俗涉及到的物理知识说法正确的是( )
A.刚出锅的饺子满屋飘香,这是扩散现象
B.出锅后的饺子温度降低时,内能不变
C.用炉灶将饺子煮熟,是通过做功的方式改变了饺子的内能
D.热气腾腾的饺子入嘴时很烫,是因为饺子含有的热量多
【答案】A
【详解】A.刚出锅的饺子满屋飘香,是由于香味分子的无规则运动,是扩散现象,故A正确;
B.出锅后的饺子温度降低时,饺子放出热量,内能减小,故B错误;
C.用炉灶将饺子煮熟,饺子吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变饺子的内能,故C错误;
D.热量是过程量,可以说吸收、放出,但不能说含有,故D错误。
故选A。
【变式2-1】(2025·湖北襄阳·二模)唐宋时期,蜀地工匠发明了独具特色的省油灯,如图所示。使用此灯时往上方容器中注油,往下方夹层中注水,“省油”的主要原因是减少油的蒸发。下列说法正确的是( )
A.水的比热容比油大,吸收相同热量,水升高的温度比油高
B.灯点燃后,油的温度升高,含有的热量逐渐增大
C.灯点燃后,水的内能通过热传递的方式改变
D.灯点燃后,水吸收热量,其内能一定比油的内能大
【答案】C
【详解】A.水的比热容比油大,质量相同的水和油吸收相同热量,水升高的温度比油低,故A错误;
B.热量是一个过程量,不能说物体含有或具有多少热量,故B错误;
C.灯点燃后,水吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变水的内能,故C正确;
D.内能大小与温度、质量、状态等因素有关,灯点燃后,水吸收热量,其内能不一定比油的内能大,故D错误。
故选C。
【变式2-2】(2025·广东江门·一模)艾灸是中华医学的瑰宝,利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位,可以达到防病治病的目的。如图所示用艾柱熏烤患者的穴位时,闻到浓浓的艾草药香,这是 现象,艾灸的部位有温热感,是 ,(选填“红外线”,“紫外线”或“超声波”)通过 的方式使其内能增加的。
【答案】 扩散 红外线 热传递
【详解】[1]闻到浓浓的艾草药香,这说明药香分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
[2][3]红外线具有热效应,艾灸的部位有温热感,是因为艾灸的部位吸收了艾条燃烧发出红外线辐射的热量,这是通过热传递的方式使其内能增加的。
题型三.内能、热量和温度之间的关系分析
【例3】(2025·广东茂名·一模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.一块0℃的冰块,它的内能为零
B.温度高的物体含有的热量一定多
C.热胀冷缩中的“冷热”是指内能
D.物体的温度越高,分子的无规则运动越剧烈
【答案】D
【详解】A.一切物体都具有内能,0℃的冰也有内能,故A错误;
B.热量是一过程量,不能说“含有”热量,故B错误;
C.热胀冷缩中的“冷热”是指温度的高低,而不是指内能,故C错误;
D.分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,故D正确。
故选D。
【变式3-1】(2025·安徽马鞍山·模拟预测)关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A.一个物体吸收热量时,温度一定增加 B.0℃的冰没有内能
C.物体的温度越高,所含的热量越多 D.物体温度升高,内能一定增加
【答案】D
【详解】A.一个物体吸收热量时,温度不一定增加,例如:晶体熔化时,吸收热量,温度不变,故A错误;
B.因为一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,0℃的冰具有内能,故B错误;
C.热量是过程量,描述它的术语只能用“吸收”和“放出”,不能用“含有”,故C错误;
D.同一物体,质量不变,温度升高,内能一定增加,故D正确。
故选D。
【变式3-2】(双选)(2025·河南郑州·一模)下列关于内能、热量、温度和做功的说法中,正确的是( )
A.某铁块温度升高,内能一定增加
B.温度高的物体把温度传给温度低的物体
C.物体吸热,温度不一定升高
D.一个物体温度升高,一定是外界对物体做了功
【答案】AC
【详解】A.同一物体分子个数是一定的,当温度升高时,分子的热运动越剧烈,则分子的动能就越大,从而物体的内能增加,由于铁块的质量不变,因此铁块的温度升高,内能一定增加,故A正确;
B.热传递过程中传递的是热量,不是温度,温度是状态量,不能传递,故B错误;
C.晶体在熔化过程继续吸热,但温度不变,故C正确;
D.物体温度升高,可能吸收了热量,也可能是对它做了功,故D错误。
故选AC。
题型四.比热容及计算
【例4】(2025·新疆乌鲁木齐·一模)用加热设备给一间容纳60人的教室加热,空气温度升高4℃的过程中吸收的热量约为[空气的比热容为1×103J/(kg·℃),空气的密度为1.29 kg/m3,不考虑室内空气向外散失的热量] ( )
A.1×103J B.1×104J C.1×105J D.1×106J
【答案】D
【详解】容纳60人的教室的长、宽、高分别约为10m、7m、3m,体积约为
由得,教室内空气的质量约为
教室内空气温度升高4℃的过程中吸收的热量约为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式4-1】(2025·河南濮阳·一模)“绿水青山就是金山银山。”为了改善城市环境,我国许多城市大力开发湿地公园,修建人工湖来调节气温,这主要是利用水的( )
A.凝固点较高 B.沸点较高 C.比热容较大 D.热值较高
【答案】C
【详解】人工湖里水比较多,因为水的比热容大,故人工湖周围的温度上升较慢,所以水人工湖可以调节气温。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式4-2】(2025·广东清远·一模)在夏天,质量相同的水泥板和水在太阳下晒相同时间,水不易升温,但水泥板却很烫,于是小明认为水和砂石容纳热量的本领不同。水不容易升温是因为水容纳热量的本领大。经查阅资料后发现:1kg水升高1℃,需要吸收的热量;而1kg砂石升高1℃,需要吸收的热量。这说明水的比热容比砂石的比热容大。因此水的比热容是 ,砂石的比热容是 。2kg的水升高5℃,需要吸收 J的热量。
【答案】 4.2×103 0.92×103 4.2×104
【详解】[1]水的比热容是
[2]砂石的比热容是
[3]2kg的水升高5℃,需要吸收的热量为
1.(2025·广东深圳·一模)静静同学了解到,2024年12月17日2时50分,在凛冽的寒风中,长征二号丁运载火箭在太卫星发射中心点火升空,随后以一箭四星的方式把航天宏图PIESAT-209-12星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。下列有关说法正确的是( )
A.火箭升空时,动能转化为重力势能
B.燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
C.火箭点火升空过程的能量转化与热机的压缩冲程相同
D.火箭的发射过程中,燃料若不完全燃烧,热值会减小
【答案】B
【详解】A.火箭升空时,化学能转化为内能,再转化为机械能。故A错误;
B.火箭喷射的高温燃气通过热传递(而非做功)将热量传递给周围空气,使空气内能增大。尽管燃气喷出时可能伴随做功,但高温燃气与空气间的温度差导致热传递是主要方式。故B正确;
C.火箭点火升空过程的能量转化将内能转化为机械能,与热机的做功冲程相同,故C错误;
D.火箭的发射过程中,热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与燃烧情况无关,热值不变,故D错误。
故选B。
2.(2025·山西晋中·一模)石头饼是山西一种著名的面食。它是将面饼放在烧热了的石子上烙制而成的,故而得名石头饼。关于石头饼的制作过程,下列说法正确的是( )
A.石子升温快,是由于石子的比热容较大
B.空气中弥漫着石头饼的香味,属于扩散现象
C.刚烙好的石头饼烫手,是因为含有的热量多
D.烙制过程是通过做功的方式增大面饼的内能
【答案】B
【详解】A.当物体的质量和吸收的热量相同时,比热容越小的物体升高的温度越大,由于石头的比热容小,在相同条件下石头升温较大,故A错误;
B.空气中弥漫着石头饼的香味,属于扩散现象,说明构成物质的分子不停地做匀速直线运动,故B正确;
C.热量是过程量,不能描述为含有或具有,故C错误;
D.烙制过程,饼吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变饼的内能,故D错误。
故选B。
3.(2025·湖北荆州·模拟预测)如图,是我国先秦时期的蒸食用具,分为上、下两部分:下半部是鬲(gé),样子像鼎、用于煮水;上半部是甑(zèng),底部有网眼、可通蒸汽,内部放置食物。甑和鬲的铸造材料主要是青铜。下列说法中不正确的是( )
A.鬲内的水沸腾后,继续加热、水温将保持不变
B.水沸腾后,甑中的食物的内能增大,主要是通过水蒸气对它做功实现的
C.停止加热后,鬲中的水凉得比较慢,是因为水的比热容较大
D.停止加热后,鬲慢慢变凉,鬲里所盛水的内能逐渐减小
【答案】B
【详解】A.鬲内的水沸腾后,继续加热、水温将保持在沸点不变,故A正确,不符合题意;
B.水沸腾后,甑中的食物的内能增大,主要是通过从水蒸气吸收热量实现的,故B错误,符合题意;
C.停止加热后,鬲中的水凉得比较慢,是因为水的比热容较大,和相同质量的其它物质相比,放出相同热量,温度降低较少,故C正确,不符合题意;
D.停止加热后,鬲慢慢变凉,鬲里所盛水的温度降低,水分子热运动变得缓慢,水的内能逐渐减小,故D正确,不符合题意。
故选 B。
4.(2025·广东深圳·一模)潮汕地区吃牛肉火锅的历史可追溯到南宋时期。吃牛肉火锅时,通过 的方式增加牛肉的内能;汤在持续沸腾时,温度 (选填“降低”“升高”或“不变”);吃火锅时要小心烫嘴,这是因为刚煮好的牛肉 (选填“内能大”“温度高”或“热量多”)。
【答案】 热传递 不变 温度高
【详解】[1]吃牛肉火锅时,牛肉从汤中吸收热量,通过热传递的方式增加牛肉的内能。
[2]汤在持续沸腾时,汤不断吸收热量,但是温度保持在沸点不变。
[3]吃火锅时要小心烫嘴,这是因为刚煮好的牛肉温度高,高于人的温度,会向人放热。
5.(2025·福建·模拟预测)电暖器通过 方式改变周围空气内能。电暖器面板上标有“禁止覆盖”警示语,若将一块质量为200g棉布覆盖在电暖器上方,在800W功率下正常工作10min,消耗的电能产生的热量有被棉布所吸收,,则棉布温度将升高 ℃,产生安全隐患。
【答案】 热传递 200
【详解】[1]电暖器与周围空气有温差,周围空气吸收热量,内能增大,是通过热传递方式改变周围空气内能。
[2]电流通过电暖器产生的电热
棉布所吸收的热量
根据得, 棉布温度将升高
6.(2025·江苏盐城·一模)小明用煤炉烧水,完全燃烧焦炭使初温为的水加热到。此过程中,焦炭放出热量为 J,水吸收热量为 J,煤炉的热效率为 。。。
【答案】 25.2%
【详解】[1]焦炭放出热量为Q放=mq=0.5kg×3×107J/kg=1.5×107J
[2]由得,30L水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×30×10-3m3=30kg
水吸收热量为Q吸=cm∆t=4.2×103J/(kg⋅°C)×30kg×(50-20)°C=3.78×106J
[3]煤炉的热效率为
7.(2025·辽宁大连·一模)要使4kg初温度为40℃的温水在一个标准大气压刚加热到沸腾,在此过程中水需要吸收热量 J,若用燃烧天然气加热,炉灶的热机效率为40%,需要天然气 m3。【天然气的热值为6×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)】
【答案】 1.008×106 0.042
【详解】[1]在此过程中水需要吸收热量为
[2]已知炉灶的热机效率为40%,天然气燃烧放出的热量为
需要天然气的体积为
8.(2025·广东东莞·一模)“长征五号”运载火箭,它采用了我国新研制的大推力液氧液氢发动机。火箭起飞时,采用液态氢作为燃料,是因为液态氢 大;3kg液态氢完全燃烧释放出的热量是4.2×106J,液态氢的热值是 J/kg,若不计热量损失,所放出来的热量可以将2t水从20℃加热到 ℃。()
【答案】 热值 1.4×106 20.5
【详解】[1]火箭一般使用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的液态氢与其它燃料相比,液态氢可以放出更多的热量。
[2]根据可得,液态氢的热值为
[3]若不计损失,则吸收的热量等于放出的热量,即
由可得,加热后水的温度变化量为
由此可知,放出的热量可以使2t的初温20℃水温度升高到
9.(2025·山东枣庄·一模)国家提倡节能减排,各地“煤改气”正在积极进行,某同学计算他家天然气烧水的热效率,将的水倒入烧水壶中,并测出水温为20℃,在一个标准大气压下,把水刚加热到时,测出消耗天然气0.048m3,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),天然气热值约为q=4.0×107J/m3。求:
(1)将这些水烧开,需吸收多少热量;
(2)在这种情况下,燃烧的天然气放出了多少热量;
(3)他家天然气灶的效率。
【答案】(1)6.72×105J
(2)1.92×106J
(3)35%
【详解】(1)水吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=4.0×107J/m3×0.048m3=1.92×106J
(3)天然气灶的效率
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