比热容的概念、单位和物理意义、生活中的比热容问题、计算物体温度变化时的吸放热讲义-2026-2027学年人教版物理九年级全一册
2026-09-11
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摘要:
本讲义系统梳理比热容的概念、单位、物理意义及特性,衔接生活中比热容应用实例,最终落实到物体温度变化时吸放热的计算,构建从概念理解到实际应用再到定量计算的完整学习支架。
资料以各地期中检测题为例题,通过高频易错点辨析强化科学思维,结合水的冷却、沿海温差等实例培养物理观念。课中辅助教师突破重难点,课后学生可通过变式训练查漏补缺,提升知识应用能力。
内容正文:
比热容的概念、单位和物理意义、生活中的比热容问题、计算物体温度变化时的吸放热讲义
比热容的概念、单位和物理意义、生活中的比热容问题、计算物体温度变化时的吸放热讲义
考点目录
比热容的概念、单位和物理意义
生活中的比热容问题
计算物体温度变化时的吸放热
考点一 比热容的概念、单位和物理意义
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 定义
单位质量的某种物质,温度升高(或降低) 所吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热容,用符号 表示。
比热容是描述物质吸热/放热能力的物理量,是物质的固有属性之一。
1. 单位
国际单位为焦每千克摄氏度,符号为 ,读作焦每千克摄氏度。
1. 物理意义
比热容的大小反映了物质温度改变的难易程度:比热容越大,单位质量的物质温度每变化 时,吸收或放出的热量越多,自身温度越难改变。
例如:水的比热容 ,物理意义是:1千克的水,温度升高(或降低),吸收(或放出)的热量为 焦耳。
1. 特性
比热容是物质的一种固有特性,只与物质的种类和状态有关,与物体的质量、温度高低、温度变化量、吸收或放出热量的多少均无关。
例如:一杯水与一桶水的比热容完全相同;水结成冰后,状态改变,比热容会发生变化。
二、解题思路
概念辨析题紧扣“特性”核心:
1. 凡描述比热容随质量、热量、温度变化的说法,均为错误;
2. 判断物理意义表述时,必须包含“单位质量”“温度变化 ”“对应热量”三个要素;
3. 对比不同物质的吸热能力,可直接对比比热容数值:比热容大的物质,吸热能力更强。
三、高频易错点
· 误认为比热容与质量、吸收的热量、温度高低有关,如“质量越大比热容越大”“吸热越多比热容越大”;
· 混淆“升高到”与“升高了”,“升高到”对应末温,“升高了”对应温度变化量,物理意义表述中应为温度变化量;
· 忽略状态影响,认为同种物质比热容一定不变;物质状态改变(固、液、气变化)时,比热容会发生改变。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·河南洛阳·期中)关于铁的比热容,下列说法正确的是( )
A.若铁吸收的热量增大一倍,则其比热容将随之增大一倍
B.若铁的质量增大一倍,则其比热容将减至原来的一半
C.若加热前后铁的温度增大一倍,则其比热容将随之增大一倍
D.在其他条件相同时,不同质量的铁块,其比热容一样大
例2.(25-26九年级上·广东佛山·阶段检测)根据,得知下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量越多,它的比热容越大
B.物体的比热容与温度变化大小有关
C.物体的质量越小,它的比热容越大
D.物体的比热容由物质的种类决定,公式只是一种求比热容的方法
例3.(25-26九年级上·四川成都·阶段检测)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( )
几种物质的比热容,单位为
水
水银
酒精
沙石
煤油
铝
冰
铜
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,比热容大小改变
C.由于水的比热容大,晚上沙滩温度比海水高
D.的水温度升高,吸收的热量是
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·四川成都·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B.吸收热量多的物质,比热容一定大
C.比热容大的物质,放热本领一定强
D.质量相同的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度小于水升高的温度
变式2.(25-26九年级上·河南周口·期末)关于比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质的一种特性,与物质的质量、温度变化无关
B.水的比热容较大,所以沿海地区昼夜温差比内陆地区大
C.比热容大的物质,吸收的热量一定多
D.同种物质的比热容一定相同
变式3.(25-26九年级上·湖南·阶段检测)关于比热容,下列说法中正确的是( )
A.比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物体的质量越大,它的比热容越大
C.比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量均无关
D.水的比热容
考点二 生活中的比热容问题
【知识点解析】
一、核心知识点
生活中绝大多数比热容现象,核心都是水的比热容大的应用,本质规律:
相同质量的水和其他物质相比:
- 升高/降低相同温度,水吸收/放出的热量更多(吸放热能力强);
- 吸收/放出相同热量,水的温度变化更小(温度更稳定)。
二、常见生活场景与原理
1. 冷却散热类
汽车发动机、发电厂发电机用水做冷却剂。原理:水的比热容大,升高相同温度时能吸收更多热量,冷却散热效果远优于其他液体。
1. 供暖保温类
冬季暖气系统用水作为传热介质;傍晚向稻田灌水防止秧苗冻坏。原理:水降温时能放出大量热量,平缓温度下降,实现保温供暖。
1. 气候调节类
沿海地区昼夜温差、季节温差远小于内陆沙漠地区。原理:水的比热容远大于砂石、泥土,白天吸收相同热量时海水升温幅度小,夜晚放出相同热量时降温幅度也小,从而平缓整体气温变化。
1. 日常应用类
热水袋取暖、城市修建人工湖缓解热岛效应,均利用水比热容大、温度变化慢、储热能力强的特性。
三、解题思路
1. 定位场景中的核心物质,抓住“温度变化难易”“吸放热多少”的差异特征;
1. 对应比热容规律:温度变化小 比热容大;相同温度下吸放热多 比热容大;
1. 结合水的比热容大的特点,规范表述现象原理,明确因果逻辑。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·山东淄博·期中)下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A.地上洒水感觉凉快,是利用水的比热容大
B.为了快速升温,电暖气里的液体应选用油而不是水
C.城市建设人工湖来缓解热岛效应,是因为水的比热容小
D.“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
例2.(25-26九年级上·江苏泰州·期中)如图,用红外灯加热质量相同的水和沙子,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A.相同时间内沙子比水吸热多
B.沙子升温快说明沙子的比热容小
C.水升温慢主要是因为水蒸发吸热
D.水和沙子的比热容都随着温度的升高不断增大
例3.(25-26九年级上·湖北荆州·期中)如图所示,在沿海地区炎热晴朗的天气里形成的海陆风示意图。此图表示的昼夜状况和风向是( )
A.白天,海风 B.夜晚,陆风
C.夜晚,海风 D.白天,陆风
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·河南周口·期中)下列关于热现象的说法正确的是( )
A.物质的比热容只与物质的状态有关
B.在盛夏的中午,微风一般从海面吹向沙滩
C.夏天在地面上洒水会使人感到凉快,原因是水的比热容小
D.夏天的夜晚,海边沙子比海水温度低,是因为沙子的温度变化慢
变式2.(25-26九年级上·江苏淮安·期中)夏天,走在砂石路上比走在潮湿的土路上烫脚,这是因为( )
A.砂石的比热容比水小 B.砂石的比热容比水大
C.太阳辐射在砂石上的热多一些 D.以上说法都不对
变式3.(25-26九年级上·四川遂宁·期中)水作为生活中最常见的物质,它有许多特性。其中人们常常利用它的比热容较大这一特性为生活、生产服务。下列实例中与它的这一特性无关的是( )
A.在城市建设中,建造人工湖来减少热岛效应
B.北方冬天让热水流过散热器取暖
C.汽车的发动机用循环的水来冷却
D.炎热的夏天为降低室温向地面洒水
考点三 计算物体温度变化时的吸放热
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 核心计算公式
· 物体吸收热量(升温过程):
· 物体放出热量(降温过程):
统一形式:
符号说明:
- :物质的比热容;
- :物体的质量;
- :初温,:末温;
- :温度变化量,升温时 ,降温时 ,恒为正值。
1. 单位要求
公式中物理量必须统一为国际单位:
:;:;:;:。
1. 适用条件
仅适用于物质状态不变的温度变化过程;物质发生物态变化(如熔化、凝固、沸腾)时,温度不变但伴随吸放热,不能用此公式计算。
二、解题思路
1. 审清过程:明确是吸热还是放热过程,区分“升高到”(末温)和“升高了”(温度变化量),确定初温、末温,计算 ;
1. 统一单位:将质量换算为千克,温度统一为摄氏度;
1. 代入计算:对应代入 或 公式,准确计算数值与单位;
1. 验证结果:检查单位、数量级是否合理,吸放热与温度变化方向是否对应。
三、高频易错点
· 温度概念混淆:将“升高到”直接当作温度变化量代入公式,导致结果错误;
· 单位不统一:质量以克为单位时未换算为千克,或遗漏比热容的 量级,导致结果数量级偏差;
· 物态变化误用:冰熔化、水沸腾等温度不变的过程,错误套用比热容公式计算热量;
· 符号与计算错误:降温过程中温度差顺序颠倒,或指数运算、小数点位置出错。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·福建龙岩·阶段检测)如图所示,电水壶中装有质量为2kg、温度为20℃的水,通电后将水加热到100℃,,求:
(1)水升高的温度?
(2)水吸收的热量是多少?
例2.(25-26九年级上·福建龙岩·阶段检测)把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间,然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为,不计热量的损失。
(1)求此过程中,金属球放出的热量;
(2)求该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收的热量,求该液体的末温。(不计热量损失,当时的气压为1个标准大气压)
例3.(25-26九年级上·江西上饶·阶段检测)某箱牛奶的产品信息如图所示,已知,。求:
产品信息产品名称:纯牛奶
产品种类:超高温灭菌乳
保质期:常温密闭条件下6个月
规格:盒
配料:生牛乳
(1)一盒牛奶的质量;
(2)已知牛奶的初温是20℃,小明想用热水将一盒牛奶烫热,要达到40℃。则这个过程中牛奶吸收的热量。
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·河南开封·阶段检测)一壶体积为2L、温度为20℃的水,加热到70℃。已知,,,求:
(1)水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温是多少(标准大气压下)。
变式2.(25-26九年级上·山东淄博·阶段检测)某物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示,(已知水的比热容是。求:
(1)图中a曲线和b曲线哪个是沙子的温度随加热时间变化的图像?
(2)加热满5min时,水吸收了多少热量?
变式3.(25-26九年级上·福建泉州·阶段检测)物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两盏完全相同的酒精灯分别给质量相同的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示,加热满2min时,水吸收的热量为已知水的比热容是,不计加热过程的热量损失,求:
(1)水的质量;
(2)加热满2min时,沙子吸收的热量;
(3)沙子的比热容。(结果保留一位小数)
2
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$比热容的概念、单位和物理意义、生活中的比热容问题、计算物体温度变化时的吸放热讲义
比热容的概念、单位和物理意义、生活中的比热容问题、计算物体温度变化时的吸放热讲义
考点目录
比热容的概念、单位和物理意义
生活中的比热容问题
计算物体温度变化时的吸放热
考点一 比热容的概念、单位和物理意义
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 定义
单位质量的某种物质,温度升高(或降低) 所吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热容,用符号 表示。
比热容是描述物质吸热/放热能力的物理量,是物质的固有属性之一。
1. 单位
国际单位为焦每千克摄氏度,符号为 ,读作焦每千克摄氏度。
1. 物理意义
比热容的大小反映了物质温度改变的难易程度:比热容越大,单位质量的物质温度每变化 时,吸收或放出的热量越多,自身温度越难改变。
例如:水的比热容 ,物理意义是:1千克的水,温度升高(或降低),吸收(或放出)的热量为 焦耳。
1. 特性
比热容是物质的一种固有特性,只与物质的种类和状态有关,与物体的质量、温度高低、温度变化量、吸收或放出热量的多少均无关。
例如:一杯水与一桶水的比热容完全相同;水结成冰后,状态改变,比热容会发生变化。
二、解题思路
概念辨析题紧扣“特性”核心:
1. 凡描述比热容随质量、热量、温度变化的说法,均为错误;
2. 判断物理意义表述时,必须包含“单位质量”“温度变化 ”“对应热量”三个要素;
3. 对比不同物质的吸热能力,可直接对比比热容数值:比热容大的物质,吸热能力更强。
三、高频易错点
· 误认为比热容与质量、吸收的热量、温度高低有关,如“质量越大比热容越大”“吸热越多比热容越大”;
· 混淆“升高到”与“升高了”,“升高到”对应末温,“升高了”对应温度变化量,物理意义表述中应为温度变化量;
· 忽略状态影响,认为同种物质比热容一定不变;物质状态改变(固、液、气变化)时,比热容会发生改变。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·河南洛阳·期中)关于铁的比热容,下列说法正确的是( )
A.若铁吸收的热量增大一倍,则其比热容将随之增大一倍
B.若铁的质量增大一倍,则其比热容将减至原来的一半
C.若加热前后铁的温度增大一倍,则其比热容将随之增大一倍
D.在其他条件相同时,不同质量的铁块,其比热容一样大
【答案】D
【详解】比热容是物质本身的一种特性,与物体质量、吸收的热量多少、温度变化无关,仅与物质种类、状态有关。
故选D。
例2.(25-26九年级上·广东佛山·阶段检测)根据,得知下列说法正确的是( )
A.物体吸收热量越多,它的比热容越大
B.物体的比热容与温度变化大小有关
C.物体的质量越小,它的比热容越大
D.物体的比热容由物质的种类决定,公式只是一种求比热容的方法
【答案】D
【详解】根据公式可计算物质比热容的大小,但比热容是物质的一种特性。物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
故选D。
例3.(25-26九年级上·四川成都·阶段检测)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( )
几种物质的比热容,单位为
水
水银
酒精
沙石
煤油
铝
冰
铜
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,比热容大小改变
C.由于水的比热容大,晚上沙滩温度比海水高
D.的水温度升高,吸收的热量是
【答案】B
【详解】A. 水银是液体,比热容为,小于沙石、铝等固体的比热容,故A错误;
B. 水的比热容为,冰的比热容为,二者为同种物质的不同状态,物质的状态改变时,比热容也发生改变,故B正确;
C. 晚上水和沙滩放出相同热量,由得,质量相同,放出相同热量时,水的比热容大,温度降低更少,海水温度高于沙滩,故C错误;
D. 由,代入得,与选项给出的数值不符,故D错误。
故选B。
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·四川成都·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B.吸收热量多的物质,比热容一定大
C.比热容大的物质,放热本领一定强
D.质量相同的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度小于水升高的温度
【答案】C
【详解】A. 比热容是反映物质吸放热本领的物理量,与物质的种类和状态有关,与质量无关,煤油用去一半比热容不变,故A错误;
B. 由可知,比热容由吸收热量、质量、温度变化量共同决定,仅吸收热量多无法判定比热容大,故B错误;
C. 比热容是反映物质吸放热本领的物理量,比热容越大的物质吸放热本领越强,故C正确;
D. 由得,质量m、吸热量Q相同,由于水的比热容,因此,即煤油升高的温度大于水升高的温度,故D错误。
故选C。
变式2.(25-26九年级上·河南周口·期末)关于比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质的一种特性,与物质的质量、温度变化无关
B.水的比热容较大,所以沿海地区昼夜温差比内陆地区大
C.比热容大的物质,吸收的热量一定多
D.同种物质的比热容一定相同
【答案】A
【详解】A.比热容是物质本身的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与物体的质量大小、温度变化量都无关,故A正确;
B.水的比热容较大,因此相同质量的水和内陆的砂石泥土相比,吸收或放出相同热量时,水的温度变化更小,因此沿海地区昼夜温差比内陆地区小,故B错误;
C.由可知,物质吸收热量的多少,由其比热容、质量、温度变化量共同决定,因此比热容大的物质吸收的热量不一定多,故C错误;
D.同种物质在不同状态下比热容不同,如水和冰是同种物质的不同状态,然而水的比热容比冰的大,故D错误。
故选A。
变式3.(25-26九年级上·湖南·阶段检测)关于比热容,下列说法中正确的是( )
A.比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物体的质量越大,它的比热容越大
C.比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量均无关
D.水的比热容
【答案】C
【详解】ABC. 比热容是物质的固有特性,仅与物质种类、状态有关,与质量、吸收或放出的热量、温度变化量均无关,故AB错误,C正确;
D. 水的比热容为,故D错误。
故选C。
考点二 生活中的比热容问题
【知识点解析】
一、核心知识点
生活中绝大多数比热容现象,核心都是水的比热容大的应用,本质规律:
相同质量的水和其他物质相比:
- 升高/降低相同温度,水吸收/放出的热量更多(吸放热能力强);
- 吸收/放出相同热量,水的温度变化更小(温度更稳定)。
二、常见生活场景与原理
1. 冷却散热类
汽车发动机、发电厂发电机用水做冷却剂。原理:水的比热容大,升高相同温度时能吸收更多热量,冷却散热效果远优于其他液体。
1. 供暖保温类
冬季暖气系统用水作为传热介质;傍晚向稻田灌水防止秧苗冻坏。原理:水降温时能放出大量热量,平缓温度下降,实现保温供暖。
1. 气候调节类
沿海地区昼夜温差、季节温差远小于内陆沙漠地区。原理:水的比热容远大于砂石、泥土,白天吸收相同热量时海水升温幅度小,夜晚放出相同热量时降温幅度也小,从而平缓整体气温变化。
1. 日常应用类
热水袋取暖、城市修建人工湖缓解热岛效应,均利用水比热容大、温度变化慢、储热能力强的特性。
三、解题思路
1. 定位场景中的核心物质,抓住“温度变化难易”“吸放热多少”的差异特征;
1. 对应比热容规律:温度变化小 比热容大;相同温度下吸放热多 比热容大;
1. 结合水的比热容大的特点,规范表述现象原理,明确因果逻辑。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·山东淄博·期中)下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A.地上洒水感觉凉快,是利用水的比热容大
B.为了快速升温,电暖气里的液体应选用油而不是水
C.城市建设人工湖来缓解热岛效应,是因为水的比热容小
D.“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
【答案】B
【详解】A.地上洒水感到凉快,利用的是水蒸发吸热的制冷作用,和水的比热容大无关,故A错误;
B.根据吸热公式,在质量相同、吸收相同热量时,比热容越小的物质升温越快。油的比热容比水小,所以电暖气里用油可以实现快速升温,故B正确;
C.人工湖缓解热岛效应,是因为水的比热容大,相同条件下可以吸收更多热量、升高更小的温度,从而调节周边气温,故C错误;
D.这句描述指的是昼夜温差极大的现象,是我国内陆沙漠地区的写照——砂石比热容小,白天快速升温、夜晚快速降温;沿海地区水多,水的比热容大,昼夜温差很小,不会出现这种情况,故D错误。
故选B。
例2.(25-26九年级上·江苏泰州·期中)如图,用红外灯加热质量相同的水和沙子,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A.相同时间内沙子比水吸热多
B.沙子升温快说明沙子的比热容小
C.水升温慢主要是因为水蒸发吸热
D.水和沙子的比热容都随着温度的升高不断增大
【答案】B
【详解】A. 同一红外灯加热,相同时间内,水和沙子吸收的热量相同,故A不符合题意;
B. 质量相同,相同时间吸热相同,由图知沙子温度变化大,由可知沙子比热容小,故B符合题意;
C. 本实验中水升温慢的核心原因是水的比热容远大于沙子,水蒸发吸热只是次要的影响因素,并非主要原因,故C不符合题意;
D. 比热容是物质的固有特性,在物质状态不变时,比热容不会随温度升高而不断增大,故D不符合题意。
故选B。
例3.(25-26九年级上·湖北荆州·期中)如图所示,在沿海地区炎热晴朗的天气里形成的海陆风示意图。此图表示的昼夜状况和风向是( )
A.白天,海风 B.夜晚,陆风
C.夜晚,海风 D.白天,陆风
【答案】B
【详解】水的比热容大于泥土砂石。夜晚,陆地降温更快,陆地空气温度低、密度大而下沉;海洋降温慢,海面空气温度高、密度小而上升。近地面空气从陆地吹向海洋,形成陆风,和图中气流方向一致。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·河南周口·期中)下列关于热现象的说法正确的是( )
A.物质的比热容只与物质的状态有关
B.在盛夏的中午,微风一般从海面吹向沙滩
C.夏天在地面上洒水会使人感到凉快,原因是水的比热容小
D.夏天的夜晚,海边沙子比海水温度低,是因为沙子的温度变化慢
【答案】B
【详解】A.比热容是物质的固有特性,不仅和物质的状态有关,还和物质的种类有关,故A错误;
B.盛夏中午,沙滩砂石的比热容远小于海水,吸收相同太阳辐射热量后,沙滩升温比海面快,沙滩上方空气受热密度变小上升,海面上方温度更低的冷空气就会流向沙滩,形成从海面吹向沙滩的海风,故B正确;
C.地面洒水感到凉快,是因为水蒸发(汽化)时会吸收周围环境的热量,属于汽化吸热,故C错误;
D.沙子比热容小于海水,放出相同热量后沙子温度降低得更快,即沙子温度变化更快,故D错误。
故选B。
变式2.(25-26九年级上·江苏淮安·期中)夏天,走在砂石路上比走在潮湿的土路上烫脚,这是因为( )
A.砂石的比热容比水小 B.砂石的比热容比水大
C.太阳辐射在砂石上的热多一些 D.以上说法都不对
【答案】A
【详解】根据比热容公式,同一环境下,砂石和潮湿土路吸收的太阳辐射热量基本相同(Q相同),比热容c越小,温度变化量越大。潮湿的土路因含有水,其比热容较大;砂石的比热容比水小,所以在吸收相同热量后,所以砂石升温更快、温度更高,走在上面更烫脚。
故选A。
变式3.(25-26九年级上·四川遂宁·期中)水作为生活中最常见的物质,它有许多特性。其中人们常常利用它的比热容较大这一特性为生活、生产服务。下列实例中与它的这一特性无关的是( )
A.在城市建设中,建造人工湖来减少热岛效应
B.北方冬天让热水流过散热器取暖
C.汽车的发动机用循环的水来冷却
D.炎热的夏天为降低室温向地面洒水
【答案】D
【详解】A.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以在城市建设中,建造人工湖来减少热岛效应,是利用了水的比热容较大的特性,故A不符合题意;
B.冬季暖气中一般用水做循环液,是因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,故B不符合题意;
C.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故C不符合题意;
D.夏天为降低室温向地面洒水,是利用水蒸发吸热来降温,不是利用水的比热容较大的特性,故D符合题意。
故选D。
考点三 计算物体温度变化时的吸放热
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 核心计算公式
· 物体吸收热量(升温过程):
· 物体放出热量(降温过程):
统一形式:
符号说明:
- :物质的比热容;
- :物体的质量;
- :初温,:末温;
- :温度变化量,升温时 ,降温时 ,恒为正值。
1. 单位要求
公式中物理量必须统一为国际单位:
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1. 适用条件
仅适用于物质状态不变的温度变化过程;物质发生物态变化(如熔化、凝固、沸腾)时,温度不变但伴随吸放热,不能用此公式计算。
二、解题思路
1. 审清过程:明确是吸热还是放热过程,区分“升高到”(末温)和“升高了”(温度变化量),确定初温、末温,计算 ;
1. 统一单位:将质量换算为千克,温度统一为摄氏度;
1. 代入计算:对应代入 或 公式,准确计算数值与单位;
1. 验证结果:检查单位、数量级是否合理,吸放热与温度变化方向是否对应。
三、高频易错点
· 温度概念混淆:将“升高到”直接当作温度变化量代入公式,导致结果错误;
· 单位不统一:质量以克为单位时未换算为千克,或遗漏比热容的 量级,导致结果数量级偏差;
· 物态变化误用:冰熔化、水沸腾等温度不变的过程,错误套用比热容公式计算热量;
· 符号与计算错误:降温过程中温度差顺序颠倒,或指数运算、小数点位置出错。
【例题分析】
例1.(25-26九年级上·福建龙岩·阶段检测)如图所示,电水壶中装有质量为2kg、温度为20℃的水,通电后将水加热到100℃,,求:
(1)水升高的温度?
(2)水吸收的热量是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)水升高的温度
(2)水吸收的热量
例2.(25-26九年级上·福建龙岩·阶段检测)把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间,然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为,不计热量的损失。
(1)求此过程中,金属球放出的热量;
(2)求该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收的热量,求该液体的末温。(不计热量损失,当时的气压为1个标准大气压)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1) 金属球质量
温度降温至,则温度变化
则此过程中放出热量
(2)由题可知,液体质量
液体的温度升高
不计热损失,液体吸收热量等于金属球放出热量即
所以该液体的比热容
(3)由(2)知,即该液体为水,液体初温为,继续吸热,则
所以,理论末温
因,1标准大气压下水沸点为,沸腾时温度不变,所以液体实际末温为。
例3.(25-26九年级上·江西上饶·阶段检测)某箱牛奶的产品信息如图所示,已知,。求:
产品信息产品名称:纯牛奶
产品种类:超高温灭菌乳
保质期:常温密闭条件下6个月
规格:盒
配料:生牛乳
(1)一盒牛奶的质量;
(2)已知牛奶的初温是20℃,小明想用热水将一盒牛奶烫热,要达到40℃。则这个过程中牛奶吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题图中产品信息可知,一盒牛奶的体积
一盒牛奶的质量
(2)牛奶吸收的热量
【变式训练】
变式1.(25-26九年级上·河南开封·阶段检测)一壶体积为2L、温度为20℃的水,加热到70℃。已知,,,求:
(1)水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温是多少(标准大气压下)。
【答案】(1)2kg
(2)
(3)100℃
【详解】(1)已知
则水的质量
(2)由题意知温度变化
则水吸收的热量为
(3)根据题意,第二次吸收热量后的温度变化
在1标准大气压下水的沸点为100℃,而
水沸腾时持续吸热,温度保持不变,所以水的末温为100℃。
变式2.(25-26九年级上·山东淄博·阶段检测)某物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示,(已知水的比热容是。求:
(1)图中a曲线和b曲线哪个是沙子的温度随加热时间变化的图像?
(2)加热满5min时,水吸收了多少热量?
【答案】(1)a曲线
(2)
【详解】(1)用相同的酒精灯给质量相同的沙子和水加热,相同时间内两者吸收的热量相同。由图可知,a曲线对应的物质升温较快,说明其比热容较小,因为沙子的比热容比水的比热容小,所以a曲线是沙子的温度随加热时间变化的图像。
(2)由图可知,加热满5min时,水的温度变化量为
水的质量为
水吸收的热量
变式3.(25-26九年级上·福建泉州·阶段检测)物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两盏完全相同的酒精灯分别给质量相同的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示,加热满2min时,水吸收的热量为已知水的比热容是,不计加热过程的热量损失,求:
(1)水的质量;
(2)加热满2min时,沙子吸收的热量;
(3)沙子的比热容。(结果保留一位小数)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由图像可知,水的温度从上升到,加热满时水吸收的热量为,则水的质量为
(2)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,在的时间内
(3)由图像可知,加热满,沙子的温度从上升到,沙子升高的温度
沙子的质量等于水的质量
沙子的比热容
2
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