内容正文:
第十章 机械能、内能及其转化
第三小节 比热容
基础知识点内容
1.比热容(C)——描述物质吸(放)热能力强弱的物理量。
2.定义:一定质量的某种物质,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。(公式:c = )单位质量的同种物质温度每降低 1℃时放出的热量与每升高1℃吸收的热量相同,数值上也等于它的比热容。比热容
的单位是焦/(千克×摄氏度)
3.比热容是反映物质自身性质的物理量,大小与物体的种类、状态有关,与质量、 体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
4.水的比热容是 4.2×103J/(Kg.℃) ,表示的物理意义是:1Kg水温度每升高1℃吸收的热量是4.2×103J。水的比热容比较大可以用来解释水作冷却剂、早春灌水护苗、内陆地区温差比沿海地区大等现象。注意:水的比热容时最大的。
5.物质吸收或放出热量的计算:计算公式:Q 吸= C m(t—t0),Q 放=C m(t0—t)或Q=cm△t (△t指升高或降低的温度)
(吸热时△t=t–t0 .放热时△t=t0-t,t0指初温,t指末温)
6.实验: 比较不同物质的吸热能力
(1)如何通过实验比较水和食用油的吸热熊力
方法1 :比较水和食用油在质量相同,升高的温度也相同时,吸收热量的多少;
方法2 : 比较水和食用油在质量相 同,吸收的热量也相同时,升高温度的多少。——实验方法:控制变量法
(2) 用相同规格的电加热器加热(相同时间放出的热量相同)的目的
可以用加热时间的长短来反映吸收热量的多少。 ——转换法
题型练习
一、选择
1.下列说法正确的是( )
A.物体的质量越大,它的比热容就越大
B.物体吸收的热量越多,它的比热容就越大
C.烈日下的海水比沙滩更凉爽,是由于沙石的比热容比水的大
D.生物体内水的比例很高,由于水的比热容较大,因此有助于调节生物体自身温度
2.(多选)已知:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),砂石的比热容约是0.92×103J/(kg·℃)。下列说法中正确的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.因为水的比热容大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小
C.1kg的水升高或降低相同的温度,吸收或放出的热量相同
D.1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为0.92×103 J/(kg·℃)
3.用两个完全相同的电热器分别对质量相同的液体a、b进行加热。液体a、b的温度随加热时间变化关系如图所示。不考虑热损失,下列说法正确的是( )
A.液体a比液体b温度升高得快
B.液体a的比热容是液体b的比热容的2倍
C.相同时间内,液体a吸收的热量比液体b吸收的热量少
D.升高相同温度,液体a吸收的热量比液体b吸收的热量多
4.小华通过实验比较甲、乙两种液体比热容的大小。他将质量相等的甲、乙两种液体,分别倒入完全相同的两个具有保温功能的电热杯中,盖好杯盖,将两种液体均加热到55℃。再将初温均9为20℃的两个完全相同的实心铜块,分别浸没两个电热杯的液体中,盖好电热杯的盖子。经过9足够长的时间,用温度计分别测量两种液体的温度,甲液体的温度为50℃,乙液体的温度为48℃。若不计热量损失,则下列说法正确的是( )
A.两电热杯将甲、乙两种液体加热到55℃所用的时间相同
B.甲液体中铜块吸收的热量等于乙液体中铜块吸收的热量
C.放入铜块后甲液体放出的热量大于乙液体放出的热量
D.液体甲的比热容小于液体乙的比热容
5.质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系7如图所示。已知水的比热容4.2×103J/(kg·℃),c水>c液。下列说法中( )
①甲物质是水 ②0~12min乙温度降低了20℃
③0~12min甲放出了8.4×104J的热量 ④乙物质的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
6.小阳利用如图所示的装置探究水吸热的多少跟水的质量、温度变化的关系。利用电加热器来加热水时,电加热器的发热功率是一定的,当它浸没在水中时,可认为水每秒吸收的热量相同。下列说法正确的是( )
A. 为了完成该实验,需要添加天平和计时器
B. 由该实验可知,吸热多少与物质的种类有关
C. 实验中用水吸热前后的温度差来反映水吸热的多少
D. 在探究水吸热的多少跟水的质量关系时,需要保持水的质量不变
7.(多选)根据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
铝
铁
铜
水
煤油
密度
比热容
A.用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同时间后,发现水中的温度计示数较高
B.加热质量相同的铜和铝,其吸收热量与升高温度的关系图像如图所示,其中图线b表示的是铜
C.若铜块和铁块的吸热之比是3∶1,升温之比是3∶4,则二者的质量之比为184∶39
D.煤油和水体积之比为4∶1,吸收热量之比为12∶5,则升高温度之比为3∶2
8.(多选)规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水,并用不同加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两杯中的液体每分钟吸收的热量之比为1∶1。
B.甲杯液体每分钟吸收的热量为2.52×105J
C.加热相同的时间,甲、乙两杯液体升高的温度之比为3∶2
D.将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3
二.填空题
1.质量相等的水、酒精、煤油,它们放出相等的热量后,降低温度分别为Δt水、Δt酒精、Δt煤油。已知:c酒精=2.4×103J/(kg·℃)、c煤油=2.1×103J/(kg·℃),则Δt水 ∶Δt酒精 ∶Δt煤油为______ 。
2.用相同的酒精灯给相同烧杯盛装的质量相同的甲、乙两种液体加热,图是温度随时间变化的图像,若不计热量损失,从图中可以看出甲的比热容比乙的比热容_________。
三.判断题
1.质量相同的水和冰的温度都升高1℃,冰吸收的热量比水多 ( )
2.炎热的夏天,往室内地面上洒水降温,应用了水比热容较大这一特点( )
3.液体的比热容都比固体大 ( )
4.同一种物质,比热容是相同的 ( )
5.水凝固成冰,密度、比热容均发生变化
6.质量相等的两金属块,比热容大的吸收热量多
7.一杯水和半杯水的比热容相等
三.实验题
1.为了比较水和煤油的吸热能力,某实验小组用规格完全相同的实验器材,对初温相同的100g煤油、100g水、200g水进行加热,如图所示。
(1)若要探究不同物质的吸热能力应选择______(选填“甲、乙、丙”中的两个)两图进行对比实验;
(2)在此实验中一般用控制______相同的方法,来保证水和食用油吸收的热量相同,通过比较它们______来比较水和食用油吸热能力的不同。(填选项)
A.加热时间 B.温度计示数的变化
(3)在处理实验数据时,小组成员绘制了从开始加热到停止加热液体的温度随时间变化图像如图,在此实验中,若使初温相同、质量相等的水和煤油吸收相等的热量,两杯液体所能达到的温度______(选填“相同”或“不同”)。
2.为了比较食用油和水吸热能力的强弱,小明做了如图所示的实验:在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的食用油和水,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:
质量/g
温度升高10℃所需时间/s
温度升高20℃所需时间/s
温度升高30℃所需时间/s
食用油
240
66
128
192
水
240
84
180
286
(1)在此实验中用______表示食用油和水吸收热量的多少;
(2)分析表中的实验数据可知:质量相等的食用油和水,升高相同温度时,食用油吸收的热量______水吸收的热量(选填“大于”或“小于”);
(3)通过实验可以得到水和食用油的吸热情况不同的结论.物质的这种特性可以用______这个物理量来描述,其大小与质量、吸收或放出的热量______(选填“有关”或“无关”);
(4)若加热时间相同,______升高的温度高(选填“水”或“食用油”),是因为______;
(5)下列哪些事实能用上述实验结果解释的是( )
A.晚间,在春播秧田里灌水保温 B.烈日下的海边,沙子烫脚而海水却是凉的
C.夏天给地面洒水,感觉凉爽 D.用盐水腌鸭蛋,一段时间后鸭蛋变咸
3.小明想要探究“物质的种类和升高温度一定时,质量越大,吸收的热量越多”,请你帮助小明将实验步骤补充完整,并画出实验数据记录表格。实验步骤:
①用托盘天平测量空烧杯的质量,记为m杯;
②将水分别倒入3个烧杯中,且至不同深度,用天平分别测出其质量m;
③按图将器材组装好,记录水温由30℃升高到40℃所需加热时间t;
④仿照步骤③加热其他两杯水,记录 ;
⑤根据m水= 计算出每次被加热水的质量;
该实验中用 表示水吸收的热量;
实验数据记录表格 。
4.在“探究物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:
(1)实验中必须要选取__________(选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体;
(2)选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,这样做的目的为了通过__________(选填“加热的时间”或“升高的温度”)来反映吸收的热量;
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像,__________液体的吸热能力更强(两空均选填“甲”或“乙”);
(4)若甲液体的比热容为,则乙液体的比热容为__________。
四.计算题
1.吃早餐的时候,妈妈用热水给小明加热盒装牛奶,热水温度从60℃降低至40℃时,使0.3kg的牛奶温度由12℃升高到40℃。求:
注:水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.5×103J/(kg·℃)
(1)牛奶吸收的热量是多少?
(2)若不考虑热量损失,热水放出的热量全部被牛奶吸收,加热牛奶至少要用60℃的热水多少kg?
2.质量为1kg的水初始温度为58℃(1标准大气压下),吸收的热量,求水升高的温度。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
答案:
一.1.D 2.BC 3.D 4.C 5.D 6.A 7.CD 8.CD
二.1.4:7:8 2.小
三.1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.√
四.1.(1)甲乙 (2)A B (3)不同
2.(1)加热时间 (2)小于 (3)比热容 无关 (4)食用油 水比食用油的比热容大 (5)A B
3.④水温由30℃升高到40℃所需加热时间t ⑤m-m杯 加热时间
m杯/g
m/g
m水/g
t/s
4.(1)质量 (2)加热的时间 (3)乙 (4)4.2×103J/(kg·℃)
四.1.(1)Q 吸= C m(t—t0)=2.5×103J/(kg·℃)×0.3kg×(40℃-12℃)=2.1×104J
(2)
2.℃
因为标准大气压下水的沸点只有100℃,所以水升高的温度只有42℃。
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