内容正文:
第十五讲 物质的比热容
知识梳理
要点一:比较不同物质的吸热能力
(1)实验装置
(2)实验设计:比较水和沙子吸热能力的方法:
①收相同的热量,比较升温多少;
②高相同温度,比较吸热多少
(3)探究方法:
实验时应控制水和沙子的质量相同,升高相同的温度或吸收相同的热量(即加热相同的时间),这种研究问题的方法称为控制变量法
(4)得出结论
①质量相等的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量多,说明水的吸热能力强;
②物体吸收热量的多少与物质种类、质量多少、升高的温度有关;
要点二:比热容
(1)物理意义:比热容是描述物质吸热本领的物理量.
(2)定义
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,叫做这种物质的比热容,用符号c表示
公式:
单位:焦耳每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
(3)水的比热容及意义
水的比热容是4.2×103 J/(kg•℃),它表示的物理意义是:质量为1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103焦。
(3)水的比热容的应用
制冷剂、散热剂、调节气候
(4)补充
①吸热公式:Q吸=cm(t-t0);
②放热公式:Q放=cm(t0-t).其中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;
③比热容与物质的种类和状态有关,与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出的热量的多少无关
知识点一:比较不同物质的吸热能力
1. 为了比较不同物质的吸热能力,小阳取来相同规格的两个电加热器、完全相同的两个烧杯、温度计,分别对甲、乙两种液体加热。实验前应保证甲、乙两种液体的________相同;实验时小阳每隔1min记录一次液体的温度,记录结果如下表,通过分析表中数据可知________液体的比热容较小。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲液体温度/℃
20
30
40
50
60
乙液体温度/℃
38
46
54
62
70
2.
如图甲所示,小明用相同的酒精灯给质量相等的水和沙子加热,实验数据如表所示。已知水的比热容为,则5min内水吸收的热量_ _(选填“”、“”或“”)沙子吸收的热量,测出沙子的比热容是_ _。如果采用升高相同温度,比较加热时间的方式,得到的图象应是乙图A、B中的_ _。
物质
水
沙子
起始温度
19℃
19℃
同时加热5min后的温度
29℃
61℃
知识点二:比热容
3. 小明根据下表中几种物质的比热容得出结论,下列结论中正确的是( )
常温常压下的比热容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.固体的比热容都比液体的比热容小
B.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油的末温高
C.质量相等的铝块和铜块温度都降低5℃,铝块放出的热量多
D.比热容是物质的一种特性,不同物质的比热容一定不同
4. 如图所示是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线,由图可知,该物是___________(选填“晶体”或“非晶体”),该物质在CD段的比热容___________AB段的比热容。
知识点三:热量计算
5. 小阳家的热水器内装有质量为5kg的水,该热水器中水的温度从20°C升高到40°C。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
6. 质量为2kg的水,温度由30℃升高了50℃,吸收多少热量?
7. 在烧瓶中盛有初温为10℃,质量是0.5kg的某种液体,用酒精灯加热,液体吸收了4.2×104J的热量,此时液体的温度升高到 ________℃[液体比热容为2.8×103J/(kg•℃)]。若将烧瓶中的液体倒去一半,其液体的比热容________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。这种液体的吸热能力比水 ________(选填“强”或“弱”)。
8. 小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出: (选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 ,这种液体在0~15min内放出的热量为 。
课后练习
1. 用相同的酒精灯和同样的烧杯盛有质量相同的甲、乙两种液体加热,如图反映的是温度随时间变化的图象, 从图中可以看出 ( )
A.甲的比热容大 B.乙的比热容大
C.它们的比热容一样大 D.无法判断热量的计算
2. 5℃的冷水和60℃的热水混合,得到50℃的温水。若不计热损失,可以判断( )
A.混合前热水的内能不一定比冷水的内能多
B.混合前热水的内能一定比冷水的内能多
C.热水质量不一定比冷水质量大;
D.热水质量一定比冷水质量小
3. 如图,在比较酒精和水比热容大小的实验中,用图甲装置对相同质量的酒精和水进行加热,得到图乙的温度随时间变化的图线。下列说法正确的是( )
A.从图线可知水的比热容比酒精的小
B.质量相同的不同种物质,加热相同时间,吸收热量不同
C.用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量
D.从图线可知质量相同的不同种物质升高相同的温度,吸收的热量相同
4. 如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/(J•kg﹣1•℃﹣1)
4.2×103
2.1×103
2.1×l03
0.88×103
0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
5. 水具有比热容大的特点,图中现象与此特点无关的是 ( )
6. 下列关于热现象的说法不正确的是( )
A.海边昼夜温差比沙漠中小,是因为水的比热容比沙子的比热容大
B.海波在熔化过程中不断吸热,温度不变,内能不变
C.端午佳节煮熟的粽子散发出诱人的香味,说明分子在不停地做无规则运动
D.衣柜里防虫用的樟脑片,过一段时间会变小,最后不见了,这是一种升华现象
7. 沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水的______。质量为10kg的水温度升高20℃所吸收热量为___ ___J(c水=4.2×103J/(kg·℃))。
8. 如图是冰熔化时温度随时间变化的图象,冰在熔化过程中,质量和温度均不变,内能______(选填“增大”、“减小”或“不变”),分析图象信息,冰在熔化前后,加热时间相同,冰升高的温度_______(选填“较高”或“较低”),说明冰与水的______不同。
9. 小明家有两口轻重不同的铁锅,长期使用的过程中发现:把菜倒入火辣辣的锅中,如果用重的那口,火力依旧,很适合“爆炒”;如果用轻的那口,火力大减,立刻就变得“温吞吞”的。这是因为重的那口锅,内能较______,温度降低得较______的缘故。
提升练习
1. 将比热容不同的物体同时放入冰箱,下列说法中,正确的是 ( )
A.比热容大的物体放出的热量多 B.温度高的物体放出的热量多
C.质量大的物体放出的热量多 D.无法确定谁放出的热量多
2. 把质量、初温都相同的铜块与铝块,同时浸入正在沸腾的开水中,隔较长时间后,铜块温度变为t1,吸收的热量为Q1;铝块的温度变为t2,吸收的热量为Q2,已知c铝>c铜,那么( ) A. t1>t2,Q1=Q2 B. t1<t2,Q1=Q2 C. t1=t2,Q1>Q2 D.t1=t2,Q1<Q2
3. 在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小
B.夜间,在秧田里灌水保温
C.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温
D.汽车发动机用水作冷却液
4. 铁的比热容大于铜的比热容.质量相等的铁块和铜块吸收相等的热量,若吸收的热量全部转化为内能,则铁块的 ( )
A.温度升高较少 B.末温较低 C.内能增加较少 D.内能较小
5. 水沸腾时如果继续吸热,则温度___ ___;灶上的锅中装有2kg初温30℃的水,当水吸收了7.56×105J的热量后,水温升高了______℃(当地为标准大气压)。
6. 用相同的装置给质量相等的甲、乙两种物质(固态)加热,它们的温度随时间变化情况的一部分如图所示。当加热至2min时,甲吸收的热量____乙吸收的热量(选填“等于”、“大于”或“小于”);从图中可以看出固体物质甲的吸热能力______固体物质乙的吸热能力(选填“大于”、“小于”或“等于”);根据图像分析固体甲________晶体(选填“是”、“不是”或“可能是”)。
7. 某同学在四只相同的烧杯中倒入不同质量的水和煤油,用四只相同的酒精灯加热,加热时间、液体的质量以及各液体的温度变化情况,分别如图所示.其中最能说明物体吸收的热量与物质的种类有关的是图________________,最能说明物体吸收的热量与物体的质量有关的是图___________,最能说明物体吸收的热量与物体升高的温度有关的是图_________________.
8、某太阳能热水器装有质量为200kg的水,在阳光的照射下,该热水器中的水的温度从15℃升高到65℃,求这些水吸收的热量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃]
参考答案
1、质量 甲
2、= 1×103 A
3、c
4、晶体 大于
5、4.2×105
6、4.2×105
7、40 不变 弱
8、甲 2.1×103 4.2×104
课后练习
1
2
3
4
5
6
B
B
C
C
B
B
7、比热容 8.4×105
8、增大 较高 比热容
9、大 慢
提升练习
1
2
3
4
D
D
C
A
5、不变 70
6、等于 大于 可能是
7、cd bc ad
8、4.2×107
6
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