内容正文:
三 、物质的比热谷
第2课时比热容的应用和计算
学习目标
1.了解热量的概念及热量的计算公式。
2.会用热量计算公式求解热交换过程中的各物理量。
【导预引学】
1. 比热容的公式可以变形为Q= 。它反映了热量与物质的比热容、温度的变化和物体质量 的关系。
2. 设初温为t0, 末温为t:
(1)当物体温度升高时,物体吸收的热量Q吸=.
(2)当物体温度降低时,物体放出的热量Q放=
【导问研学】
问题一:你能解决下列与热量计算有关的题目吗?
例1.某太阳能热水器中装有质量为100kg的水,在阳光的照射下,该热水器中水的温度从10℃升高50℃, 则这些水吸收的热量是多少?[水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃)]
例2.有一根烧红的铁钉,质量是2g, 放出920J 的热量后,温度降低到20℃,求铁钉的初温。[c 铁=0.46× 10³J/(kg·℃)]
问题二:关于比例问题的处理方法
例3:甲铁块的质量是乙铁块的3倍,吸收相同热量,则甲、乙两铁块的比热容之比和升高温度之比分别为
( )
A.1:1,1:3 B.1:3,1:3 C.1:1,3:1 D.3:1,3:1
例4:用相同的电加热器分别对质量相等的A 和B 两种液体(不计热量损失)如图是A 和 B 的温度随加
热时间变化的图象,下列说法正确的是() A.A 的比热容与B 的比热容之比为2:1 B.A 的比热容与B 的比热容之比为2:3
C. 都加热t 时间,B 吸收热量比A吸收热量多
D.A 和B 升高相同的温度,B 吸收热量较多
【导评固学】
1.质量和温度相等的铁块和水,它们放出相等的热量之后,把铁块放入水中,则( )
A.它们之间没有热传递 B.热从铁传向水
C.热从水传向铁 D.无法判断
2.两个质量相同的物体,其中甲物体升高的温度是乙物体升高的温度的二分之一,甲吸收的热量是乙吸 收的热量的两倍,则甲的比热容与乙的比热容之比是( )
A.1:4 B.1:2 C.2:1 D.4:1
3.初温相同的铜和铅,他们的比热容之比是3:1,质量之比是2:3,若他们吸收相同的热量,铜升高的 温度与铅升高的温度之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.2:9 D.9:2
4.根据表格中的数据,下列说法中正确的是( )
物质
铝
铁
铜
水
煤油
密度/(kg · m³)
2.7×10³
79×10³
8.9×10³
1.0×10³
0.8×10³
比热容/[J/(kg℃)]
0.88×10³
0.46×10³
0.39×10³
4.2×10³
2.1×10³
A.质量和温度都相等的铝块和铁块降低相同的温度,铁块放出的热量多
B. 同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后,水中温度计示数较高
C. 煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为4:1,则升高温度之比为4:1
D. 加热质量相同的铜和铝,吸收热量与升高温度的关系如图所示,其中图线a表示的是铝
5.将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c 铝>c 铁>c 铜)浸没在100℃的沸水中煮较长一段时间, 则三个球的温度 (相同/不相同)。从沸水中吸热最多的是 球。先达到100℃的是 球。
6.甲、乙两个实心铁球,甲的体积是乙的3倍,它们吸收了相同的热量后,甲升高的温度是乙的 ;若升 高相同的温度,则甲吸收的热量是乙的 倍。
7.将一瓶质量为0.5kg、温度为25℃的纯净水放入冰箱, 一段时间后纯净水的温度降低了20℃,则这瓶纯 净 水 的 内 能 减 少 了 J, 这 是 通 过 的 方 式 改 变 了 水 的 内 能 。[c 水=4 .2× 10³J/(kg·℃)]
8.如图所示为冬天人们常用的热水袋,灌满热水后能够放热较长时间,是利用了水 较大的特性; 用热水袋焙手,是利用 的方式使手的内能增大。若该热水袋内装有1kg 水初温为90℃的热水,
使用一段时间后水的温度降低了50℃,则此过程中水放出的热量为 J。 【c 水=4.2×10³J/(kg.℃)】 (计算写过程)
9.现有一人工湖,湖水吸收了8.4×109J 的热量后,水温升高1℃,则湖水的质量为 kg,若这些热量 被同等质量的沙石全部吸收(c 沙石<c 水),则沙石升高的温度将 (大于/等于/小于)1℃。 [c 水 =4.2×103J/(kg·℃)]
10.2024年的暑假,瑶瑶同学和家人去海边度假。海边吹的陆风(陆地吹向海洋)和海风(海洋吹向陆地)统 称海陆风,海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图所示是海陆 风形成的示意图,其中图 反映晚上海陆风的形成。
11.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。在两个相同的烧杯中分别装入A 、B 两种液体,并用两个相同的酒精灯加热并不断搅拌。
(1)安装实验器材时应该采取的顺序是 (选填“从 上往下”或“从下往上”),安装下方的铁圈时,酒精灯 (选填“需要”或“不需要”)点燃。
( 2 ) 烧 杯 中 加 入 的 A 、B 两种液体,应保证它们的 (选填“体积”或“质量”)相同。 (3)物质吸热的多少是通过 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来比较的。
(4)根据实验数据描绘出如图乙所示的A 、B 液体的温度随加热时间变化的图像。由图可知:升高相同的温度, (选填 “A” 或 “B”) 吸收的热量较多 A的比热容与B 的比热容之比为
(5)下列现象可用比热容知识来解释的是 (填字母)。
A. 夏天在教室洒水,感到凉爽 B. 金属勺装有塑料手柄
C. 沙漠地区昼夜温差较大 D. 霜前冷,雪后寒
12. 如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,相同容器内分别装入质量相等的A 、B 两
种液体,用相同的酒精灯加热.
(1)按规范要求,调节铁圈M 的高度之前,要进行的 操作是 _,实验中两种液体吸收热量的
多少可通过 (选填“液体升高的温度’ 或“加热时间”)比较.
(2)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙 所示,用三种方法比较两种液体吸热升温的快慢:
①在相同的时间t内比较温度变化△T;
②在相同的温度变化△T 内比较时间1;
③若△T 和1均不同,则可用 (用字母表示)来比较两种液体吸热升温的快慢.
(3)由图乙可知,升高相同的温度, A 液体吸收的热量 B 液体吸收的热量;A 液体的比热容 B 液体的比热容. (填大小关系)
13. 小华同学分别对质量都为2kg 、初温都为30℃的水和煤油加热,结果水温升高到60℃。[不考虑热量损 失,已知c 水=4.2×10°J/(kg·℃),c 煤油=2.1×10°J/(kg·℃), 煤油的沸点为150℃]
(1)水吸收的热量是多少?
(2)若水吸收的热量全部被煤油吸收,则煤油的温度能升高到多少?
14.为了测定铅的比热容,把质量为200g 的铅块加热到90℃,再投入80g 、12℃的水中,混合后最终水的温度 为18℃。若不计热损失,求:
(1)水吸收的热量。
(2)铅的比热容。
*15.有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛有热水的杯中,温度相等后水温降低了△t;把甲球 取出,再将乙球放入杯中,温度相等后水温又降低了△t, 则甲球比热容c 甲和乙球比热容c 乙的大小关系是 ( )
A.c 甲 >c 乙 B.c 甲=c乙
C.c 甲<c 乙 D. 以上三种情况都有可能
导问研学
例3:A
例4:A
导评固学
1.C
2.D
3.A
4.D
5.相同;铝;铜
6.1/3;3
7.4.2×104;热传递
8.比热容;热传递;2.1×105
9.2×106;大于
10.乙
11.(1)从下往上;需要;(2)质量;(3)加热时间;(4)A;3:1;(5)C
12.(1)点燃酒精灯;加热时间;(2)ΔT/t;(3)大于;大于
13.(1)2.52×105;(2)90℃
14.(1)2.016×103J;(2)0.126×103J/(kg·℃)
15.C
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