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第2课时 热量的计算
[答案 P1]
热量的计算
1.水壶中装有初温为80 ℃的水,放置一段时间后,水的温度变为60 ℃。已知该过程中水放出的热量为2.1×105 J,则水的质量为2.5kg。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
2.(教材题改编)有一根烧红的铁钉,温度为800 ℃,质量为2 g,铁钉放出717.6 J的热量后,温度将降低到20℃。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
3.(教材“想想议议”改编)我国北方楼房中的暖气采用水作为介质,小明家的暖气管路中每天会有1 t的水流过。若流进房间暖气管路的水温是60 ℃,流出的水温是50 ℃,则这些水每天可以给房间供热4.2×107J。若流进、流出小亮家暖气管路的水温与小明家完全相同,但小亮家的水供热量为小明家的1.5倍,则小亮家里的暖气管路中每天会有1.5t的水流过。
4.用两个相同的电加热器分别给质量都为1 kg的水和某种液体加热,每隔1 min记录一次温度,数据如表所示。已知水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃),求:
加热时间/min
0
1
2
水的温度/℃
20
26
32
液体的温度/℃
20
32
44
(1)加热1 min,水吸收的热量Q水。
(2)该液体的比热容c液。
解:(1)加热1 min,水吸收的热量:
Q水=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(26 ℃-20 ℃)=2.52×104 J;
(2)加热1 min,液体吸收的热量:
Q液=Q水=2.52×104 J,
由Q吸=cm(t-t0)可得,液体的比热容:
c液==
=2.1×103 J/(kg·℃)。
答:(1)加热1 min,水吸收的热量Q水为2.52×104 J;(2)该液体的比热容c液为2.1×103 J/(kg·℃)。
5.某金属块质量为1.5 kg、温度为80 ℃,把它放在室外自然冷却。当放出6.6×104 J热量时,该金属块温度降低了50 ℃,该金属块的比热容是多少?可能是哪种金属?
几种物质的比热容
物质
比热容c/[J/(kg·℃)]
铝
0.88×103
铁、钢
0.46×103
铜
0.39×103
铅
0.13×103
解:由Q=cmΔt可得,金属块的比热容:
c===0.88×103 J/(kg·℃),
根据表格的信息可知,该金属可能是铝。
答:该金属块的比热容为0.88×103 J/(kg·℃),可能是金属铝。
6.不能正确区分“升高到”与“升高了”
某太阳能热水器中装有50 L的水,某天在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25 ℃升高到45 ℃,这些水吸收了多少热量?若热水器中水的温度从25 ℃升高了45 ℃,水吸收的热量又为多少?
解:水的体积:V=50 L=0.05 m3,
水的质量:
m=ρV=1.0×103 kg/m3×0.05 m3=50 kg,
若水的温度从25 ℃升高到45 ℃,
则这些水吸收的热量:
Q吸1=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(45 ℃-25 ℃)=4.2×106 J,
若水的温度升高了45 ℃,则这些水吸收的热量:
Q吸2=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×45 ℃=9.45×106 J。
答:该热水器中水的温度从25 ℃升高到45 ℃,这些水吸收了4.2×106 J的热量;若热水器中水的温度从25 ℃升高了45 ℃,水吸收的热量为9.45×106 J。
7.小夏在探究物质的放热能力与哪些因素有关时,分别用质量相等的水和某种液体进行了实验(c水>c液),并对实验数据进行了图像处理,如图所示。实验中,水和这种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出(A)
7题图
A.甲物质是水,c乙=2.1×103 J/(kg·℃)
B.甲物质是水,c乙=1.4×103 J/(kg·℃)
C.乙物质是水,c甲=2.1×103 J/(kg·℃)
D.乙物质是水,c甲=4.2×103 J/(kg·℃)
8.用两个相同的电热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),下列说法正确的是(C)
8题图
A.甲物质的比热容是水比热容的2倍
B.加热相同时间,甲物质吸收的热量是水吸收热量的2倍
C.甲物质10 min内吸收的热量为2.52×105 J
D.条件不足,不能计算和判断甲物质比热容的大小
9.如图所示,“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。使酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度;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1 700J的热量。[c酒=3.4×103 J/(kg·℃)]
9题图
10.如图所示是陕西历史博物馆收藏的汉代铁剑,古代工匠锻造时,先将一块质量为500 g的铁块加热到620 ℃,然后反复锻打,在此过程中铁块的比热容不会(选填“会”或“不会”)发生改变。锻打成型后,将620 ℃的铁剑放入水中淬火,冷却到20 ℃,此过程中铁剑放出的热量为1.38×105J。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
10题图
11.为了比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.2 kg相同温度的热水,用温度计测量其初温为t0,示数如图甲所示,t0=75℃。绘制水温随时间的变化图像如图乙所示,A杯中水放出的热量为4.2×104J,保温性能更好的是B(选填“A”或“B”)杯。
11题图
12.为了测量某种液体的比热容,把质量为1 kg的铁块加热到80 ℃后,迅速投入质量为2 kg、温度为20 ℃的待测液体中。混合后的共同温度是30 ℃,不计热量损失,铁的比热容c铁=0.46×103 J/(kg·℃)。求:
(1)铁块降低的温度。
(2)铁块放出的热量。
(3)这种液体的比热容。
解:(1)铁块降低的温度:
Δt铁=t0铁-t=80 ℃-30 ℃=50 ℃;
(2)铁块放出的热量:
Q放=c铁m铁Δt铁=0.46×103 J/(kg·℃)×1 kg×50 ℃=2.3×104 J;
(3)不计热量损失,液体吸收的热量:
Q吸=Q放=2.3×104 J,
液体升高的温度:Δt液=t-t0液=30 ℃-20 ℃=10 ℃,
则这种液体的比热容:
c液===1.15×103 J/(kg·℃)。
答:(1)铁块降低的温度为50 ℃;(2)铁块放出的热量为2.3×104 J;(3)这种液体的比热容为1.15×103 J/(kg·℃)。
13.学过比热容的知识后,小方为了测量炉温,设计了一个方案:将质量为100 g的铁块放在炉内加热一段时间,温度与炉温相同时取出,并立即放入质量为250 g、温度为20 ℃的水中,水温最后升高到60 ℃(不计热量损失)。通过此方案,请计算出炉内温度。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c铁=0.46×103 J/(kg·℃),结果保留整数]
解:水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(60 ℃-20 ℃)=4.2×104 J,
因为不计热量损失,所以铁块放出的热量:
Q放=Q吸=4.2×104 J,
由Q放=c铁m铁(t炉-t)可知,炉内温度:
t炉=+t=+60 ℃≈973 ℃。
答:炉内温度约为973 ℃。
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