内容正文:
12.3 物质的比热容
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快速定位题型
题 型 目 录
【题型1】比热容的概念 1
【题型2】比热容与社会生活 2
【题型3】有关热量的计算 3
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夯实必备知识
新 知 梳 理
【题型1】比热容的概念
【典型例题】下表是一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.比热容相同的一定是同种物质
C.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
D.水的比热容是水的比热容的两倍
【举一反三1】下列关于比热容的说法正确的是( )
A.水结成冰后比热容不变
B.将一杯水倒出一半后,剩下的水的比热容也变为一半
C.选择水作为发动机的冷却剂是因为水的比热容较大
D.夏天人们喜欢往地上洒水降温,是利用水的比热容较大的性质
【举一反三2】在下列几种情况中,比热容会发生变化的是( )
A.水结成冰
B.一块钢板压制成钢锅
C.把开水倒入冷水中
D.20℃水变成4℃的水
【举一反三3】下列关于比热容的说法正确的是( )
A.水结成冰后比热容不变
B.将一杯水倒出一半后,剩下的水的比热容也变为一半
C.选择水作为发动机的冷却剂是因为水的比热容较大
D.夏天人们喜欢往地上洒水降温,是利用水的比热容较大的性质
【举一反三4】用火炉加热水、水的温度会升高,这是通过 的方式增加了水的内能。若将杯中水倒掉一半,剩下半杯水的比热容将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【举一反三5】已知水的比热容为,这表示质量是1kg的水温度升高(或降低)1℃, ;若将1kg水倒掉一半,剩余水的比热容将 。
【举一反三6】装着开水的暖水瓶,有时瓶内的水蒸气会把瓶塞顶起,在这个过程中,水蒸气的温度 (填“升高”或“降低”),内能 (填“增大”或“减小”);将暖水瓶中的水倒出一半后,剩下水的比热容 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【举一反三7】水的比热容是 它表达的物理意义是 。
【题型2】比热容与社会生活
【典型例题】小杨同学学习了初中物理知识后,用其研究地理中的相关问题,其中分析正确的是( )
A.大陆性气候昼夜温差较大
B.海洋性气候昼夜温差较大
C.沿海地区白天吹陆海风
D.多云天气大气压升高
【举一反三1】某款电脑采用水循环散热,将CPU产生的热量带走,这种散热系统效果优于传统的空气和风扇散热系统,是利用了水( )
A.比热容大
B.密度大
C.体积大
D.质量大
【举一反三2】关于物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.因为水的比热容较大,所以比较适合作冷却剂
B.同种物质质量越大,比热容越大
C.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关
D.物质的状态发生变化时,其比热容一般不变
【举一反三3】在海滨地区看海,只要天气晴朗,白天和夜晚吹的风是有区别的,甲图发生在 (白天/夜晚),白天站在沙滩上,脚会感到热这是通过 改变脚的内能。
【举一反三4】在炎热、晴朗的天气中经常会产生海风和陆风。海水和陆地的比热容不同,使海洋和陆地产生温差从而形成空气流动,即为海风或陆风。请你在图中画出“海风”的气流的方向在图中虚线框的四边上画出表示气流方向的箭头。
【题型3】有关热量的计算
【典型例题】我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染,已越来越引起人们的关注。现在大多数家庭已经改用天然气取暖,以降低对大气的污染。小明家的住房面积约110m2,若将住房的门窗关闭好,用天然气燃烧取暖,并使室温升高10℃,已知天然气的热值为 4.4×107 J/kg, 空气的密度约为1.3kg/m3,空气的比热容为 1.0×103 J/(kg⋅℃), 所需的天然气约为 ( )
A.0.01kg
B.0.1kg
C.1kg
D.10kg
【举一反三1】用加热设备给一间容纳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1.29 kg/m3,不考虑室内空气向外散失的热量] ( )
A.1×103J
B.1×104J
C.1×105J
D.1×106J
【举一反三2】如果在一个标准大气压下,将质量为1.5kg的水烧开需吸收热量为5.04×105J,则水的初温为 ℃。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【举一反三3】护城河雾霭升腾,坐上古色古香雕梁画栋的游船,围炉煮茶,恍若穿越千年时光。茶壶中装入0.5kg初温为20℃的水,用火炉加热至100℃,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求水吸收的热量是多少?
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12.3 物质的比热容
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快速定位题型
题 型 目 录
【题型1】比热容的概念 1
【题型2】比热容与社会生活 4
【题型3】有关热量的计算 7
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夯实必备知识
新 知 梳 理
【题型1】比热容的概念
【典型例题】下表是一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.比热容相同的一定是同种物质
C.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
D.水的比热容是水的比热容的两倍
【答案】C
【解析】水和冰是同一种物质,状态不同,但比热容不同,说明比热容与物质的状态有关,故A错误;
比热容相同的不一定是同种物质,如煤油、冰比热容相同,故B错误;
质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,由于铜的比热容较小,由公式知,铜块温度变化较大,故C正确;
比热容是物质本身的一种特性,同种物质状态一定时,比热容相同,与质量大小无关,100g的水和50g的水的比热容相同,故D错误。
故选C。
【举一反三1】下列关于比热容的说法正确的是( )
A.水结成冰后比热容不变
B.将一杯水倒出一半后,剩下的水的比热容也变为一半
C.选择水作为发动机的冷却剂是因为水的比热容较大
D.夏天人们喜欢往地上洒水降温,是利用水的比热容较大的性质
【答案】C
【解析】水结成冰后物态改变,比热容改变,故A错误;
比热容是物质的一种特性,只跟物体的种类和状态有关,与物体质量和体积无关,将一杯水倒出一半后,剩下的水的比热容不变,故B错误;
选择水作为发动机的冷却剂是因为水的比热容较大,升高相同的温度吸收热量更多,故C正确;
夏天人们喜欢往地上洒水降温,利用了水汽化吸热,故D错误。
故选C。
【举一反三2】在下列几种情况中,比热容会发生变化的是( )
A.水结成冰
B.一块钢板压制成钢锅
C.把开水倒入冷水中
D.20℃水变成4℃的水
【答案】A
【解析】水结成冰物质状态发生改变,因此比热容改变,故A符合题意;
比热容是物质的属性,与物质的种类和物态有关;与物质的温度、形状无关,故BCD不符合题意。
故选A。
【举一反三3】下列关于比热容的说法正确的是( )
A.水结成冰后比热容不变
B.将一杯水倒出一半后,剩下的水的比热容也变为一半
C.选择水作为发动机的冷却剂是因为水的比热容较大
D.夏天人们喜欢往地上洒水降温,是利用水的比热容较大的性质
【答案】C
【解析】水结成冰后物态改变,比热容改变,故A错误;
比热容是物质的一种特性,只跟物体的种类和状态有关,与物体质量和体积无关,将一杯水倒出一半后,剩下的水的比热容不变,故B错误;
选择水作为发动机的冷却剂是因为水的比热容较大,升高相同的温度吸收热量更多,故C正确;
夏天人们喜欢往地上洒水降温,利用了水汽化吸热,故D错误。
故选C。
【举一反三4】用火炉加热水、水的温度会升高,这是通过 的方式增加了水的内能。若将杯中水倒掉一半,剩下半杯水的比热容将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】热传递 不变
【解析】用火炉加热水、水的温度会升高,在此过程中,水从外界吸收热量,这是通过热传递的方式增加了水的内能。
物质的比热容只与物质的种类及状态有关,与质量无关,若将杯中水倒掉一半,剩下半杯水的比热容将不变。
【举一反三5】已知水的比热容为,这表示质量是1kg的水温度升高(或降低)1℃, ;若将1kg水倒掉一半,剩余水的比热容将 。
【答案】见解析 不变
【解析】水的比热容是,它表示的物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃,所吸收(或放出)的热量是4.2×103J。
比热容是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,而与质量无关,故将1kg的水倒掉一半,剩余水的比热容不变。
【举一反三6】装着开水的暖水瓶,有时瓶内的水蒸气会把瓶塞顶起,在这个过程中,水蒸气的温度 (填“升高”或“降低”),内能 (填“增大”或“减小”);将暖水瓶中的水倒出一半后,剩下水的比热容 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】降低 减小 不变
【解析】暖水瓶内的水蒸气对瓶塞做功,内能转化为机械能,水蒸气的温度降低,内能减小。
比热容是物质的一种特性,与质量和体积无关,将暖水瓶中的水倒出一半后,剩下水的比热容不变。
【举一反三7】水的比热容是 它表达的物理意义是 。
【答案】 每1kg的水升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量为
【解析】水的比热容是为,物理意义是每1kg的水升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量为,是描述物质吸放热能力的物理量。
【题型2】比热容与社会生活
【典型例题】小杨同学学习了初中物理知识后,用其研究地理中的相关问题,其中分析正确的是( )
A.大陆性气候昼夜温差较大
B.海洋性气候昼夜温差较大
C.沿海地区白天吹陆海风
D.多云天气大气压升高
【答案】A
【解析】大陆性气候区域(如内陆)地表以沙石为主,比热容较小,吸热和散热更快,导致昼夜温差较大,故A正确;
海洋性气候因水的比热容大,温度变化缓慢,昼夜温差较小,故B错误;
因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,风从海洋吹向陆地,形成海陆风;同样的道理,夜晚的风向则正好相反,故C错误;
多云天气常伴随低气压(因水汽多、空气密度较低或上升气流强),而晴天通常气压较高,故D错误。
故选A。
【举一反三1】某款电脑采用水循环散热,将CPU产生的热量带走,这种散热系统效果优于传统的空气和风扇散热系统,是利用了水( )
A.比热容大
B.密度大
C.体积大
D.质量大
【答案】A
【解析】水的比热容大,等质量的水和空气相比较,吸收同样的热量,水升高的温度较低,冷却效果好。电脑采用水循环散热,将CPU产生的热量带走,效果优于传统的空气和风扇散热系统,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【举一反三2】关于物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.因为水的比热容较大,所以比较适合作冷却剂
B.同种物质质量越大,比热容越大
C.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关
D.物质的状态发生变化时,其比热容一般不变
【答案】A
【解析】因为水的比热容相对较大,意味着在相同条件下,水可以吸收或放出更多的热量,这对于需要快速热交换的冷却过程是非常有利的。故A正确;
比热容是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物质的质量无关。故B错误;
虽然比热容确实与物质的种类有关,但它还受到物质状态的影响。例如,水和冰是同一种物质的不同状态,但它们的比热容是不同的。故C错误;
物质的状态对比热容有影响。例如,水和冰的比热容就不同,尽管它们是由同一种物质组成的。故D错误。
故选A。
【举一反三3】在海滨地区看海,只要天气晴朗,白天和夜晚吹的风是有区别的,甲图发生在 (白天/夜晚),白天站在沙滩上,脚会感到热这是通过 改变脚的内能。
【答案】白天 热传递
【解析】因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,风从海洋吹向陆地,形成海风;据上述的分析可知,白天风由大海吹向陆地,晚上风由陆地吹向大海,故甲为白天吹来的风,乙为夜晚吹来的风。
白天站在沙滩上,脚吸收热量,内能会增加,因此脚会感到热,是通过热传递的方式改变脚的内能的。
【举一反三4】在炎热、晴朗的天气中经常会产生海风和陆风。海水和陆地的比热容不同,使海洋和陆地产生温差从而形成空气流动,即为海风或陆风。请你在图中画出“海风”的气流的方向在图中虚线框的四边上画出表示气流方向的箭头。
【答案】见解析图
【解析】水的比热容比泥土、沙石的大,白天太阳照射时,水面温度上升得慢,陆地温度上升得快,热空气上升,冷空气补充,风从海面吹向陆地,形成海风,如下图
【题型3】有关热量的计算
【典型例题】我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染,已越来越引起人们的关注。现在大多数家庭已经改用天然气取暖,以降低对大气的污染。小明家的住房面积约110m2,若将住房的门窗关闭好,用天然气燃烧取暖,并使室温升高10℃,已知天然气的热值为 4.4×107 J/kg, 空气的密度约为1.3kg/m3,空气的比热容为 1.0×103 J/(kg⋅℃), 所需的天然气约为 ( )
A.0.01kg
B.0.1kg
C.1kg
D.10kg
【答案】B
【解析】住房的高约3m,则住房内空气的体积为
室内空气的质量为
空气吸收的热量为
所需的天然气约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【举一反三1】用加热设备给一间容纳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1.29 kg/m3,不考虑室内空气向外散失的热量] ( )
A.1×103J
B.1×104J
C.1×105J
D.1×106J
【答案】D
【解析】容纳60人的教室的长、宽、高分别约为10m、7m、3m,体积约为
由得,教室内空气的质量约为
教室内空气温度升高4℃的过程中吸收的热量约为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【举一反三2】如果在一个标准大气压下,将质量为1.5kg的水烧开需吸收热量为5.04×105J,则水的初温为 ℃。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】20
【解析】在一个标准大气压下,水的沸点为100℃,根据Q吸=c水m水(t﹣t0)可知,水的初温为
【举一反三3】护城河雾霭升腾,坐上古色古香雕梁画栋的游船,围炉煮茶,恍若穿越千年时光。茶壶中装入0.5kg初温为20℃的水,用火炉加热至100℃,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求水吸收的热量是多少?
【答案】1.68×105J
【解析】水吸收的热量
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