内容正文:
第2课 热量的计算
目 录
CONTENTS
01
课程要求
02
知识点精讲
03
课堂巩固
1
课程要求
能根据比热容的定义式推导出热量的计算公式及其变形公式,能进行简单的吸、放热计算。
知识点精讲
知识点1:热量的计算
1. 热量的计算公式:根据比热容的定义,可以总结出计算物体吸收或者放出热量的公式为Q吸=______________,Q放=______________。 其中:c表示物质的______________,m表示物体的______________,t0表示物体的初温,t表示物体的末温。若用Δt表示温度的变化量,则上述两个公式可以表示为Q=cmΔt。
cm(t-t0)
cm(t0-t)
比热容
质量
2. 公式Q=cmΔt的变形:c=_____________,m=_____________,Δt=______________。
3. 煤油的比热容约为2.1×103 J/(kg·℃)。质量为5 kg的煤油的温度从20 ℃升高到45 ℃,煤油吸收的热量是多少?
课堂演练
解:煤油吸收的热量Q吸=c煤油m煤油Δt=2.1×103 J/(kg·℃)×5 kg×(45 ℃-20 ℃)=2.625×105 J。
答:(略)
4. 用电热水壶烧水,如果将壶内20 ℃的水烧开,水吸收的热量是5.04×105 J,则壶内水的质量是多少?[当地气压为1个标准大气压,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
解:当地气压为1个标准大气压时,水的沸点为100 ℃,
根据Q吸=cmΔt可得,壶内水的质量
m===1.5 kg。
答:(略)
5. 质量为5 kg的某种物质的初温为40 ℃。当它的温度下降了10 ℃时,放出的热量为3.76×104 J,则该物质的比热容是多少?
解:该物质降低的温度Δt=10 ℃,
根据Q=cmΔt可得,该物质的比热容c===0.752×103 J/(kg·℃)。
答:(略)
思路点拨:1. 进行热量的计算时,单位要统一,质量的单位要用kg。2. 如果在吸、放热的过程中伴随着物态变化,说明物质的比热容发生了改变,则不能直接使用公式Q=cmΔt。3. 注意题目中与温度有关的描述,“升高”“升高了”对应的是温度的变化量Δt,“升高到”“达到”对应的是末温t。
知识点2:利用热平衡方程解决问题
6. 发生热传递时,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,当两者的温度相同且不再发生变化时,它们达到热平衡。若不计热量损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即Q放=Q吸(热平衡方程)。
7. (改编)某根烧红的铁钉的温度是800 ℃、质量是1.5 g,将它投入到某种液体中,该液体的初温是10 ℃、质量是26 g,该液体的温度达到20 ℃后不再升高。不考虑周围环境的影响和热量损失,铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)。求:
(1)铁钉放出的热量。
(2)该液体的比热容。
课堂演练
解:(1)铁钉放出的热量Q放=cmΔt=0.46×103 J/(kg·℃)×1.5×10-3 kg×(800 ℃-20 ℃)=538.2 J。
(2)由题可知,该液体吸收的热量Q吸=Q放=538.2 J,
则该液体的比热容c液===2.07×103 J/(kg·℃)。
答:(略)
思路点拨:两个物体发生热传递,当其中一个物体的温度不再变化时,该温度即为两个物体达到热平衡的共同温度。
1. 一杯水的温度由80 ℃降低至20 ℃时放出的热量为Q1,由30 ℃升高到70 ℃时吸收的热量为Q2,则Q1、Q2的大小关系为( )
A. Q1<Q2 B. Q1>Q2
C. Q1=Q2 D. 无法比较
课堂巩固
B
【物理学与日常生活】根据图13-1-4的家用电热水壶,完成2~4题。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
2. 用该家用电热水壶烧开一壶自来水,水吸收的热量约为________(填字母)。
A. 6.5×104 J B. 6.5×105 J
C. 6.5×106 J D. 6.5×107 J
B
3. 将刚烧开的2 L热水(1个标准大气压下)倒入保温瓶中,2天后水温约为50 ℃,则保温瓶散失的热量约为______________J。
4. 若这壶初温为20 ℃、质量为2 kg的水吸收的热量为7.56×105 J,则水的温度将升高到________℃。(水上方的气压为1个标准大气压)
4.2×105
100
5. 【物理学与日常生活】小明想用热水加热如图13-1-5所示的盒装牛奶,已知牛奶的温度由22 ℃升高到47.2 ℃。问:[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c牛奶=2.5×103 J/(kg·℃)]
(1)牛奶吸收的热量是多少焦耳?
(2)若不考虑热量损失,热水放出的热量全部被
牛奶吸收,小明至少要用初温为53.2 ℃的热水多少
千克?
解:(1)牛奶吸收的热量Q吸=c牛奶m牛奶(t-t0)=2.5×103 J/(kg·℃)×250×10-3 kg×(47.2 ℃-22 ℃)=1.575×104 J。
(2)若不考虑热量损失,热水放出的热量Q放=Q吸=
1.575×104 J,
由Q放=cm(t水-t)可知,热水的质量
m水==×(53.2 ℃-47.2 ℃)=0.625 kg。
答:(略)
6. 【科学思维】将甲、乙液体分别置于两个不同的恒温封闭环境中,液体的质量保持不变。测得甲、乙液体的温度随时间变化的规律如图13-1-6所示。
(1)甲液体所在环境的温度___________________(填“小于20 ℃”“等于20 ℃”或“大于35 ℃”)。
(2)若乙液体在1~2 min内和8~9 min内放出的热量分别为Q1、Q2,则Q1_______(填“>” “=”或“<”)Q2,依据是___________________________________________________________________________________________________________________________。
大于35 ℃
>
根据Q=cmΔt可知,在乙液体的质量和比热容不变时,乙液体在1~2 min内的温度变化量较大,故Q1>Q2
谢 谢 !
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