内容正文:
12.3 物质的比热容
第2课时 热量的计算
第十二章 内能与热机
01
新知梳理
02
当堂反馈
目
录
1. 物质温度升高时吸收的热量Q吸= cm(t2-t1) 。
2. 物质温度降低时放出的热量Q放= cm(t1-t2) 。
cm(t2-t1)
cm(t1-t2)
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1. 质量为2kg的水温度从20℃升高到30℃吸收的热量是 84000 J。一瓶质量为0.5kg的酒精温度从50℃降低到30℃放出的热量是 24000 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃),c酒精=2.4×103J/(kg·℃)]
84000
24000
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2. (2023·眉山)日常生活中,通常用水作为汽车发动机的冷却液,是因为它的 比热容 大。在1个标准大气压下,质量为5kg的水温度从30℃升高20℃,吸收的热量为 4.2×105 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
比热容
4.2×105
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3. 拖拉机常需要加水来冷却发动机。如果在1个标准大气压下,拖拉机水箱内初温为20℃、质量为20kg的水,吸收了5.46×106J的热量,水的温度将上升到 85 ℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
85
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4. 一杯水由80℃降低到20℃放出的热量为Q1,由30℃升高到90℃吸收的热量为Q2,则( C )
A. Q1<Q2 B. Q1>Q2
C. Q1=Q2 D. 无法比较
C
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5. 铁的比热容大于铜的比热容。当质量、初温都相同的铁块和铜块吸收了相同的热量后,则( B )
A. 铁块的温度高 B. 铜块的温度高
C. 温度一样高 D. 无法判断
B
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6. (2024·崇左宁明期末)小尉采用计算的方法给同学解释“沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差小”这一现象。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),干泥土的比热容为0.84×103J/(kg·℃)。
(1) 求10kg的水温度升高5℃需要吸收的热量。
解:(1) 水吸收的热量
Q吸水=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×5℃=2.1×105J
(2) 若这些热量全部被等质量的干泥土完全吸收,求干泥土升高的温度。
解:(2) 由题知,Q吸土=Q吸水=2.1×105J,由Q吸=cmΔt得,干泥土升高的温度Δt'===25℃
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7. 质量为2kg的金属,温度从25℃升高到105℃,吸收的热量是7.52×104J。
(1) 求这种金属的比热容。
解:(1) 0.47×103J/(kg·℃)
(2) 根据比热容表,它可能是哪种金属?
解:(2) 铁
几种金属的比热容c/[J·(kg·℃)-1]
铅 0.13×103
铜 0.39×103
铁 0.46×103
铝 0.88×103
(3) 请结合表中数据说明其中哪种金属
最适合作为固体散热器的材料?为什么?
解:(3) 铝;几种金属中,铝的比热容最大,降低相同的温度,铝放出的热量最多,更适合作为固体散热器的材料
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1. (2023·恩施)冬季,某供热系统中有10kg的水,当水温度降低1℃时,可给房间供热[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]( C )
A. 4.2×102J B. 4.2×103J
C. 4.2×104J D. 以上都不对
C
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2. (2024·常州溧阳期末)甲、乙两物体质量相等,当甲物体温度升高15℃,乙物体温度升高30℃时,甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍,则甲物体的比热容是乙物体的比热容的( D )
A. 25% B. 1倍 C. 2倍 D. 4倍
D
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3. 用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热,每隔1min记录一次数据,如表所示,则该液体的比热容为[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]( B )
加热时间/min 0 1 2
水的温度/℃ 20 26 32
液体的温度/℃ 20 34 48
A. 0.9×103J/(kg·℃) B. 1.8×103J/(kg·℃)
C. 3.6×103J/(kg·℃) D. 1.2×103J/(kg·℃)
B
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4. (2024·柳州二模)小明将一杯温度为36℃的水放入冰箱冷冻室后,水变为-18℃的冰块。现将这杯水的变化过程分为三个阶段:
① 36℃的水变为18℃的水,放出热量Q1;
② 18℃的水变为0℃的冰,放出热量Q2;
③ 0℃的冰变为-18℃的冰,放出热量Q3。
已知水的比热容大于冰的比热容,整个过程中质量不变,下列关系式正确的是( B )
A. Q1>Q2>Q3 B. Q2>Q1>Q3
C. Q3>Q2>Q1 D. Q1=Q2>Q3
B
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5. 质量相等的甲、乙两个物体,若它们的比热容之比为2∶1,吸收的热量之比为3∶4,则甲、乙两个物体升高的温度之比为( A )
A. 3∶8 B. 3∶2 C. 8∶3 D. 2∶3
A
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6. (2024·乌鲁木齐一模)用加热设备给一间能容纳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1.29kg/m3,不考虑室内空气向外散失的热
量]( D )
A. 1×103J B. 1×104J
C. 1×105J D. 1×106J
D
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7. (2024·河池期中)酸汤鱼是深受百姓喜欢的菜肴,其略带酸味、鲜嫩爽口开胃。质量为2.5kg的鱼汤从20℃升温到100℃吸收的热量为 8×105 J;若这些热量被质量相等的铁锅吸收,则铁锅升高的温度 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)80℃。
[c汤=4.0×103J/(kg·℃),c汤>c铁]
8×105
大于
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8. (2024·无锡校级期中)小明非常口渴,但家中没有温水,所以他先在杯中倒了100g温度为100℃的热水,若想让热水变为适合饮用的40℃水,则需要让热水放出 2.52×104 J的热量;为了让热水迅速冷却,他向杯中继续倒入20℃的冷水,直至最后水温为40℃,则此时小明水杯中水的质量为 400 g。[不计该过程中热量的损失,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
2.52×104
400
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9. 攀枝花日照丰富,为了节约能源,攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。太阳能热水器的储水箱内盛有100kg的水,在阳光照射下,水的温度升高了26℃,已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。
(1) 求水吸收的热量。
解:(1) 1.092×107J
(2) 这些热量相当于完全燃烧多少天然气放出的热量?(q天然气取3.9×107J/m3)
解:(2) 0.28m3
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10. (2024·南通如东期中)将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如图所示,经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2。升高的温度分别为Δt1、Δt2,则
(已知c水>c煤油)( A )
A. Q1>Q2,Δt1=Δt2 B. Q1=Q2,Δt1=Δt2
C. Q1=Q2,Δt1<Δt2 D. Q1>Q2,Δt1<Δt2
第10题
A
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11. (跨学科实践·日常生活)为比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1kg相同温度的热水,用温度计测量其初温t0,示数如图甲所示,t0= 80 ℃。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 2.1×104 J。保温性能更好的
是 A (选填“A”或“B”)杯。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
第11题
80
2.1×104
A
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12. (易错题)一把质量为250g的合金刀,加热到840℃,然后在空气中自然冷却至室温(20℃)。已知c合金=0.42×103J/(kg·℃),c水=4.2×103J/(kg·℃)。
(1) 求合金刀在冷却过程中放出的热量。
解:(1) 合金刀放出的热量Q放=c合金m合金(t0合金-t合金)=0.42×103J/(kg·℃)×250×10-3kg×(840℃-20℃)=8.61×104J
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(2) 若这些热量全部被65℃、0.5kg的水吸收,则水温可以升高到多少摄氏度?(1个标准大气压下)
解:(2) 由题可知,水吸收的热量Q吸=Q放=8.61×104J,由
Q吸=cmΔt可得,水升高的温度Δt水===41℃,水的末温t水=Δt水+t0=41℃+65℃=106℃。因为在1个标准大气压下水的最高温度为100℃,所以水温可以升高到100℃
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13. 一质量是3kg、初温为25℃的铁块,当温度升高到525℃时吸收了6.9×105J的热量。
(1) 求铁块升高的温度。
解:(1) 铁块升高的温度Δt=525℃-25℃=500℃
(2) 计算出铁的比热容。
解:(2) 由Q吸=cmΔt可知,铁的比热容
c===0.46×103J/(kg·℃)
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(3) 若铁块吸收的热量由酒精燃烧提供,则至少需要多少千克的酒精?(q酒精=3.0×107J/kg,不计热量损失)
解:(3) 由题意可知,酒精完全燃烧放出的热量
Q放=Q吸=6.9×105J,由Q放=qm可知,需要酒精
的质量m酒精===0.023kg
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14. 如图所示是一种新型的金属“冰块”,既经济又耐用。现将质量为0.3kg、温度为-20℃的冷冻金属“冰块”放入装有0.2kg水
的杯中,最终水温从30℃下降到20℃。若不计热量损失,下
列说法错误的是[c水=4.2×103J/(kg·℃)]( D )
A. 金属“冰块”和水达到相同温度后,它们之间就不能发生热传递
B. 金属“冰块”吸收的热量为8.4×103J
C. 金属“冰块”与水的比热容之比为1∶6
D. 只将金属“冰块”的质量增加到0.4kg,水温可以下降到10℃
第14题
D
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$$12.3 物质的比热容
第1课时 认识比热容
第十二章 内能与热机
01
新知梳理
02
当堂反馈
目
录
1. 实验表明:质量相等的不同物质,在升高相同的温度时,吸收的热量一般是 不相等 (选填“相等”或“不相等”)的。为了比较不同物质在吸热、放热性能上的差别,物理学中引入了 比热容 这个物理量。
2. 比热容在数值上等于 1kg 的某种物质,温度升高(或降低) 1℃ 所吸收(或放出)的热量。比热容用符号 c 表示,单位是 J/(kg·℃) 。
不相等
比热容
1kg
1℃
c
J/(kg·℃)
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1. 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是 1kg水的温度升高或降低1℃,吸收或放出的热量为4.2×103J 。将质量为1kg的水倒了一半,剩余水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃) 。
1kg水的温
度升高或降低1℃,吸收或放出的热量为4.2×103J
4.2×103J/(kg·℃)
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2. 小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入海水中时,觉得海水比较凉;这是因为海水的比热容较 大 (选填 “大”或“小”),海水和沙子相比,在吸收相同 热量 时,沙子的温度变化比海水的 大 (选填“大”或“小”)。
大
热量
大
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3. (2024·南昌西湖校级期中)北方楼房中的“暖气”用水作为介质,是因为水的 比热容大 。小明用两个相同的“热得快”分别给质量和初温都相同的A、B两种液体同时加热,两液体温度随时间的变化图像如图所示,则比热容cA < (选填“>”“<”或“=”)cB。
第3题
比热容大
<
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4. 关于比热容,下列说法正确的是( D )
A. 物质的比热容跟物质吸收或放出的热量有关
B. 物质的比热容跟物质的温度有关
C. 物体的质量越大,它的比热容就越大
D. 比热容是物质本身的特性,与物质吸、放热及温度和质量都没有关系
D
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5. (2024·连云港)沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小,这是因为水
的( D )
A. 质量大 B. 温度高
C. 密度大 D. 比热容大
D
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6. 如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置。实验数据记录如表。
第6题
物 质 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 20 4 30
煤油 20 4 40
(1) 实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热,需要控制水和煤油的 质量 (选填“质量”或“体积”)相等。
(2) 本实验通过比较 温度的变化 来反映水和煤油吸热能力的强弱。分析数据可知 水 (选填“水”或“煤油”)的吸热能力较强。
质量
温度的变化
水
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1. 关于物质的比热容,下列说法正确的是( A )
A. 比热容是物质的特性之一,它反映的是物质吸热或放热本领的大小
B. 物质的比热容与其质量大小有关
C. 升温快的物体比升温慢的物体比热容大
D. 比热容跟物体吸收的热量有关,吸收的热量越多,比热容越大
A
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2. 一杯水,温度由30℃加热到50℃时吸收的热量为Q1,再由50℃加热到70℃时吸收的热量为Q2,Q1与Q2的大小关系为( B )
A. Q1>Q2 B. Q1=Q2
C. Q1<Q2 D. 无法判断
B
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3. (2024·广西)冬天,人们常用热水袋取暖。水能长时间供暖的主要原因是水的( C )
A. 密度大 B. 密度小
C. 比热容大 D. 比热容小
C
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4. (2024·江门新会期末)《天工开物》中记载了釜的铸造过程:“铁化如水,以泥固纯铁柄杓从嘴受注”(如图)。“铁化如水”的过程中,是利用 热传递 的方式 增加 铁的内能;用铁铸造的釜加热升温快是利用了铁的比热容比较 小 的特点。
第4题
热传递
增加
小
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5. (2023·青海)2023年5月,我国科研人员通过“嫦娥五号”从月球带回了土壤样品。土壤样品从月球被带回地球的过程中,质量 不变 ,比热容 不变 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
不变
不变
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6. (2025·贵港桂平校级段考)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置,小华用两个相同的容器(图中用虚线表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
甲 乙
第6题
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(1) 实验前,按 自下而上 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材。
(2) 从实验效果考虑,本实验选择 易拉罐 (选填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好。
自下而上
易拉罐
甲 乙
第6题
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(3) 实验中两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 来比较。
(4) 根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知,质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, A 吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, B 升温较高。
加热时间
A
B
甲 乙
第6题
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7. 如图是完全相同的两个游泳池的俯视图,训练池B位于主池A旁。训练池B内水的质量比A少,两池同时受阳光照射相同时间,两池水温度上升(两池水初温相同),下列叙述正确的是( D )
第7题
A. 主池A内水吸收的热量多 B. 训练池B内水吸收的热量多
C. 主池A的水温上升较快 D. 训练池B的水温上升较快
D
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8. (2024·来宾象州期中)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( B )
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小,适合居住
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
B
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9. 如图所示为某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线。从图像可以看出,在一年中,曲线A所示的城市气温变化较 大 (选填“大”或“小”)。比较水和砂石的比热容,可知曲线A表示的是 内陆 (选填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化。
第9题
大
内
陆
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10. (2024·扬州广陵期末)小亮利用如图甲所示装置做比较不同物质吸热能力的实验。
第10题
(1) 实验是用加热相同的时间观察 升高的温度 来比较两种液体吸热能力的强弱。
(2) 安装实验器材时,应该先安装 铁圈 (选填“铁圈”或“铁杆”)。
升高的温度
铁圈
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(3) 调节好器材,利用质量相等、初温均为20℃的水和煤油进行实验,每隔1min记录一次水和煤油的温度,数据如表所示:
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
A的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
B的温度/℃ 20 24 28 32 36 40
小亮在记录温度时,忘记记录液体种类,根据表格数据判断, A (选填“A”或“B”)液体表示的是水。它们在相同时间内升温不同是因为它们的 比热容 (选填“比热容”或“热值”)不同。
A
比热容
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(4) 实验后小亮改进了实验装置如图乙所示,你认为这样改进的好处是 易于控制相同时间内吸热相同 。
(5) 寒冷的冬天小亮的妈妈想动手做一个暖手袋,你认为用 水 (选填“水”或“煤油”)作供热介质更好。
易于控制相同时间内吸热相同
水
第10题
1
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11. 暑假小梅来到某海滨城市。她发现,在这里白天和夜晚的风向往往不同,或是从海面吹向陆地,或是从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的原因是海水和陆地的 比热容 不同,图 B (选填“A”或“B”)是夜晚的空气流动情况。
比热容
B
第11题
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