内容正文:
第二节 物质的比热容
第2课时 比热容的应用与计算
基础夯实
知识点1 比热容的基本应用
1.水具有比热容较大的特点, 下列现象及应用与此特点无关的是( )
A. 沿海的昼夜温差比内陆小
B. 夏天, 在教室地面上洒水, 感觉变凉爽
C. 冬天的暖气设备用热水供暖
D. 育秧时, 傍晚向秧田里灌水防冻
2.汽车发动机常用水做冷却剂, 主要是因为水( )
A. 比热容较大
B. 易获取
C. 密度较大
D. 易蒸发
3.小明根据下表所提供的数据得出了四个结论, 其中正确的是( )
A. 液体的比热容一定比固体的比热容大
B. 同种物质发生物态变化后,比热容不变
C. 由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高
D.2kg的水温度升高C, 吸收的热量是 J
4.质量相等的金属块 A 和 B, 放在沸水壶中煮足够长时间, 马上分别投入质量相同、温度也相同的两杯水里, 到两杯水的温度不再升高时, 测量发现放 A 的水温高于放 B 的水温, 则下列说法正确的是 ( )
A. 金属块A 的比热容大 B. 金属块A原来的温度高
C. 金属块 A 有较多的热量 D. 以上都不对
知识点2 比热容的基本计算
5.用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热, 它们的温度随加热时间的变化关系如图, 据此判断物质甲的比热容为 ( )
A. B.
C. D. 条件不足, 不能确定
6.甲、乙两物体的比热容之比为2:3, 吸收热量之比为3:1, 它们升高的温度相同, 则甲、乙两物体的质量之比为( )
A.9:2
B.2:9
C.1:2
D.2:1
7.一个热水袋内装有 1 kg 的水, 水的温度是 90 ℃, 当热水袋内的水放出的热量为 J 时, 水的末温度是 ____ ℃.
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 0.5 kg 的水和另
种液体(水的比热容大于另一种液体)进行对比实验, 并用图像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, 分析图像可以得出 (填“甲”或“乙”)物质为水, 另一种液体的比热容为 J/(kg·℃), 这种液体在 0~15 min 内放出的热量为
J.[ ]
能力拓展
9.某品牌太阳能热水器的铭牌数据如下表, 已知某市向着阳光的地方每平方米的面积在1h 内得到的太阳辐射能平均为J. 若每天接收太阳能的时间以8h 计算.热水器能把接收到的太阳能的 50% 转变成水的内能. 则正常情况下一天内该热水器能把初温为 C 的一箱水加热到多少摄氏度?
真空管直径×长度(mm)
70×1 800
规格(支管)
15
外形尺寸(mm)
1 840×1 597×1 765
保温层(mm)
60
水箱容量(L)
150
采光面积(m2)
2.1
10.将一质量400g的高温金属球放人200g的冷水中,金属球的初温为320℃,冷
水的初温为20℃.热平衡后,金属球和水的共同温度为70 ℃[C水=4.2×103J/kg·℃]不计热量损失,求:
(1)冷水吸收的热量为多少?
(2)金属球的比热容为多少?
素养提升
11.小周在学习了“比热容”的有关知识后,知道单位质量的不同物质在升高相同温度时,所吸收的热量不同,为了描述物质的这种性质,引人了一个新的物理量——比热 容,于是她又想到晶体在熔化时,温度虽然保持不变,但需要吸收热量,那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同 呢?带着这个疑问,小周在实验室利用电热 器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰 的温度随加热时间变化的关系图线如图所示.实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同.求:
(1)CD段水吸收的热量是多少?
(2)计算出冰的比热容;
(3)若规定“质量为1kg的某种晶体物 质在完全熔化时所吸收的热量叫作该物质 的熔化热”,根据图中所给的信息,计算出冰的熔化热λ
参考答案
一、基础夯实
1. 答案:B
解析:沿海昼夜温差小、热水供暖、傍晚给秧田灌水防冻都是利用水比热容大;地面洒水降温是水汽化吸热,与比热容无关。
2. 答案:A
解析:水的比热容大,同等条件下能吸收更多热量,适合做发动机冷却剂。
3. 答案:D
解析:
A. 水银是液体,比热容比铝、铜小,错误;
B. 水和冰是同种物质不同物态,比热容不同,错误;
C. 水升温慢,白天沙滩温度高于海水,错误;
D. Q吸=cmΔt=4.2×10³×2×50=4.2×10⁵ J,计算正确。
4. 答案:A
解析:两金属初始温度都是沸水温度;放入等质量同温水后,放A的水温更高,说明A放热更多,金属降温更小,由Q放=cmΔt得A比热容更大。
5. 答案:A
解析:相同电热器相同时间吸热相等,质量相同,甲升温是水的2倍,比热容为水一半,c甲=2.1×10³ J/(kg·℃)。
6. 答案:A
推导:m=Q/(cΔt),Δt相同
m甲/m乙 = (Q甲/Q乙)×(c乙/c甲) = 3/1 × 3/2 = 9/2
7. 答案:50
解:Δt=Q放/(c水m)=1.68×10⁵/(4.2×10³×1)=40℃
末温t=90℃-40℃=50℃
8. 答案:甲;2.1×10³;4.2×10⁴
解析:水比热容大,降温慢,甲是水;
放热相等 c水mΔt水=c液mΔt液
c液=(20/40)×4.2×10³=2.1×10³ J/(kg·℃)
液体放热 Q=2.1×10³×0.5×40=4.2×10⁴ J
二、能力拓展
9. 解:
总太阳能 Q总=3×10⁶×2.1×8=5.04×10⁷ J
水吸热 Q吸=50%×5.04×10⁷=2.52×10⁷ J
水质量 m=ρV=1000×0.15=150 kg
升温 Δt=2.52×10⁷/(4.2×10³×150)=40℃
末温 t=20+40=60℃
答:加热到60℃。
10. 已知:m金=0.4kg,t金=320℃;m水=0.2kg,t水=20℃,平衡温度70℃
(1) 水吸热
Q吸=c水m水Δt=4.2×10³×0.2×(70-20)=4.2×10⁴ J
(2) 不计热损失 Q放=Q吸=4.2×10⁴ J
金属降温 Δt金=320-70=250℃
c金=Q放/(m金Δt金)=4.2×10⁴/(0.4×250)=420 J/(kg·℃)
三、素养提升11
已知m=0.5kg
(1) CD段水吸热:
Q水=c水mΔt=4.2×10³×0.5×20=4.2×10⁴ J
(2) 冰升温吸热和水相等,Δt冰=20℃
c冰=4.2×10⁴/(0.5×20)=2.1×10³ J/(kg·℃)
(3) 0.5kg冰熔化吸热4.2×10⁴ J
熔化热λ=4.2×10⁴ ÷ 0.5 = 8.4×10⁴ J/kg
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