热量 比热容 不同物质的吸热本领、热平衡方程及其应用专项训练-2026-2027学年人教版物理九年级全一册
2026-09-11
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摘要:
**基本信息**
聚焦比热容概念与热平衡方程,通过实验探究与计算应用构建“概念生成-实验验证-原理应用”逻辑链,培养科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|不同物质的吸热本领|3例+3变式|实验探究题,含控制变量法、转换法及图像分析|从实验控制(质量/加热时间)到比热容比较,通过数据/图像推导比热容计算|
|热平衡方程及其应用|3例+3变式|计算题,涉及热量计算、温度变化及实际情境(淬火/加热)|基于能量守恒,从燃料放热/物质吸热情境构建Q吸=Q放关系,强调标准大气压等易错点|
内容正文:
不同物质的吸热本领、热平衡方程及其应用专项训练
不同物质的吸热本领、热平衡方程及其应用专项训练
考点目录
不同物质的吸热本领
热平衡方程及其应用
考点一 不同物质的吸热本领
例1.(25-26九年级上·广东惠州·期中)在“探究物质的吸热能力”的实验中,用同一规格的电加热器组装实验装置如图甲、乙:
(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)实验通过控制______(选填“加热的时间”或“升高的温度”)相同,来控制两物质吸热一致,用到了______实验方法;
(3)图丙是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。
吸收相同的热量______液体升高的温度多,______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______。
例2.(25-26九年级上·广东汕尾·期中)某班同学利用如图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外。还需要的测量工具有天平和_________。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过_________来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表所示,通过分析实验数据、可以得出的结论是_______________________。
实验组别
液体
质量
初温/℃
末温/℃
加热时间
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是_________(填序号)。
(4)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有质量相同的水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热、这样做的好处是____________________。
例3.(25-26九年级上·四川成都·期中)某项目式学习小组探究海陆风的成因。
【任务一】探究水和沙子吸热升温的现象
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
水
20
21
22
23
24
25
26
27
28
沙子
20
25
30
35
40
45
50
55
60
(1)如图甲,在两箱子中分别装入____________相等、初温相同的水和沙子,用相同规格的两个白炽灯模拟太阳对水和沙子加热,每隔1分钟记录两数显温度计示数,如表所示。
(2)请根据表中数据,分析可得测得沙子比热容为_______________J/(kg·℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
【任务二】模拟海边的风向
(3)如图乙,取下箱子封口盖,在侧面分别开一小孔后,接上一个两端开口的透明细管AB,将一支点燃的香放在烟管中,一段时间后,观察到白烟将会从____________(选填“A”或“B”)管口冒出,模拟风向。
(4)与“用白烟的流向模拟风向”所用方法相同的是____________(填选项前字母)。
A.用悬挂的乒乓球靠近正在发声的音叉来说明声音产生的条件
B.用光线来描述光的传播路径
C.用两个大小相同的蜡烛比较像和物的大小
变式1.(25-26九年级上·宁夏银川·期中)小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热,如图甲所示,以探究水和煤油的吸热能力。
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且______相等的煤油和水;
(2)实验中,是通过比较______(选填“温度计示数”或“加热时间”)来间接反映煤油和水吸收的热量;这样的实验方法物理学中称为______(选填“转换法”“等效替代法”或“类比法”);
(3)小明根据实验数据做出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙,则加热10min,水吸收的热量______(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量,______升高的温度更高,由此可见,______的比热容较大;
(4)由图像可知,煤油的比热容是______。[已知]
变式2.(25-26九年级上·广东潮州·期中)小明利用如图甲和图乙装置,完成了书中两个探究实验:
实验一:观察不同物质吸热升温的现象
实验二:比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
(1)实验一中,小明设计了两个方案。
方案一:将相等质量的沙子和水分别装入瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘相同时间,比较升高的温度;
方案二:将相等质量的沙子和水分别装入瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘,升高相同的温度,比较照射的时间。你认为____________(选填“方案一可行”、“方案二可行”或“两方案都可行”)。
(2)将初温和质量都相同的水和沙子用红外灯同时开始加热,某时刻温度计显示沙子和水的温度分别为55.4℃和36.7℃,该过程中水吸收的热量______(选填“大于”“等于”或“小于”)沙子吸收的热量。
(3)实验二中,小明正确选择并组装好实验装置,两试管中水的质量相等,实验中是通过______来反映酒精和面巾纸碎纸片放出热量的多少。若忽略热量损失,实验中两试管中水的初温______(选填“一定”或“不一定”)要相同。对比两个实验发现:实验中都用到的测量工具是温度计和______。
我校学生想为减少日益严重的城市热岛效应献计献策,他们取了质量相等的甲、乙两种建筑材料粉末,用完全相同的实验器材做了实验三(假设两种材料在加热时间相同时,吸收的热量相同)。
(4)实验过程及现象如图丙所示,请观察实验操作及现象,分析比较图中的(b)和(d)可得,从改善城市热岛效应的角度,应推荐在建筑中使用材料______(选填“甲”或“乙”),理由是质量相等的甲、乙两种材料__________。
变式3.(25-26九年级上·江苏淮安·期中)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,小文同学准备了如下的实验器材。
(1)实验装置的组装顺序应该是______(填“由下而上”或“由上而下”)。
(2)为了实验能完成,须对图中器材进行调整,以下方案可行的是( )
A.将甲图中的液体换成b B.将乙图中的液体换成c
C.将甲图中的燃料换成3 D.将乙图中的燃料换成1
(3)按照(2)中方式器材调整后应选择______两图进行实验;不同物质吸收热量的多少是通过______来反映的。
(4)吸热后两种液体的温度随时间变化的图像如图丁所示,______液体的吸热能力强。
(5)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,要在a和b两种液体中选择一种液体,你认为选择______液体较为合理。
考点二 热平衡方程及其应用
例1.(25-26九年级上·山西晋中·期中)小源记录了如下错题,请你帮助他找到错误之处:一个新能源燃料无烟柴火灶,完全燃烧0.3kg的新型燃料能让质量20kg,初温60℃的水上升多少摄氏度?(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),新型燃料的热值为)(气压为标准大气压)
解:1.2kg新型燃料完全燃烧放出的热量:
水吸收的热量
由公式得:水变化的温度为:
(t﹣t0)42.9℃
答:能使水的温度上升42.9℃。
错误之处:______________。
错因分析:______________。
正确解答:______________。
例2.(25-26九年级上·福建厦门·阶段检测)在一个标准大气压下,将质量为2kg的金属块加热到后,立即投入质量为1.5kg,温度为的冷水中,若金属块放出的热量全部被水吸收,最终水的温度升高到。求:
(1)水吸收的热量;
(2)金属块的比热容;
(3)若投入时水的初温是,那么当温度不再变化时,水的末温是多少?
例3.(25-26九年级上·安徽六安·阶段检测)把一质量为0.05kg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0.1kg的初温为30℃的某种液体中,温度不再变化时金属球的温度变为80℃,已知金属球的比热容为,不计热量损失。求:
(1)此过程中,金属球放出的热量;
(2)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(在标准大气压下)。
变式1.(25-26九年级上·福建三明·阶段检测)根据Svr系统的建议,李靖夫妇的铠甲部件可采用局部淬火工艺进行强化,将质量为5kg的各关键部位钢片加热并锻打到850℃,立即放入质量为10kg、初温为0℃的冷却油中(不计热量损失),可使其形成坚硬的马氏体结构。已知钢片与冷却油热平衡时温度为50℃,钢的比热容为。
(1)求钢片放出的热量。
(2)冷却油的比热容是多少?
(3)为适当增加铠甲韧性,又将淬火后的钢片进行“回火”:再次加热至220℃并放置在空气中自然冷却。冷却过程钢片共放出热量。求陈塘关的气温为多少?
变式2.(25-26九年级上·福建泉州·阶段检测)用电热水器将10kg的水从18℃加热到68℃,已知水的比热容是,煤油的比热容是。求:
(1)在这一过程中水吸收的热量。
(2)若水吸收的热量全部被煤油吸收且使煤油温度升高了50℃,求煤油的质量。
(3)在1个标准大气压下,若初温为18℃、质量为10kg的水吸收的热量为,求水的末温。
变式3.(25-26九年级上·河南焦作·阶段检测)《吴越春秋》里有记载制造我国古代著名宝剑“干将”的过程,在铸剑工艺中,淬火是提高硬度的重要技术。将一质量为420g、温度为525℃的烧红的铁坯件放入4.6kg、20℃的水中进行淬火,最后铁坯件与水达到相同的温度。[铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃),水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),假设整个过程没有热量散失]求:
(1)水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),其物理意义是____________,淬火过程中,水的比热容______(填“变大”“变小”或“不变”);
(2)铁坯件经淬火后的温度;
(3)该过程中水吸收的热量。
2
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$不同物质的吸热本领、热平衡方程及其应用专项训练
不同物质的吸热本领、热平衡方程及其应用专项训练
考点目录
不同物质的吸热本领
热平衡方程及其应用
考点一 不同物质的吸热本领
例1.(25-26九年级上·广东惠州·期中)在“探究物质的吸热能力”的实验中,用同一规格的电加热器组装实验装置如图甲、乙:
(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)实验通过控制______(选填“加热的时间”或“升高的温度”)相同,来控制两物质吸热一致,用到了______实验方法;
(3)图丙是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。
吸收相同的热量______液体升高的温度多,______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______。
【答案】(1) 质量
(2) 加热的时间 转换法
(3) 甲 乙
(4)
【详解】(1)探究物质吸热能力时,根据控制变量法,要保证两种液体的质量相等,只有质量这一变量统一,后续通过温度变化判断吸热能力的结果才有意义。
(2)实验使用同一规格的电加热器,相同时间内放出的热量完全相同,因此两种液体吸收的热量也相等,所以通过控制加热时间相同就能保证两物质吸热一致;将不易直接测量的“吸收热量多少”转换为容易测量的“加热时间长短”,这种实验方法是转换法。
(3)从丙图可知,吸收相同热量,即加热时间相同时,甲液体升高的温度多;质量相同的两种物质,吸收相同热量时升温越慢,吸热能力越强,因此乙液体的吸热能力更强。
(4)从图中取加热相同时间,甲乙两种液体均加热5min时,甲乙吸热相同,即
由热量公式,则
甲从20℃升温到60℃,则
乙从20℃升温到40℃,则
可得
例2.(25-26九年级上·广东汕尾·期中)某班同学利用如图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外。还需要的测量工具有天平和_________。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过_________来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表所示,通过分析实验数据、可以得出的结论是_______________________。
实验组别
液体
质量
初温/℃
末温/℃
加热时间
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是_________(填序号)。
(4)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有质量相同的水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热、这样做的好处是____________________。
【答案】(1) 秒表 加热时间的长短
(2)质量相同的水和煤油,升高相同的温度,水吸收的热量比煤油多
(3)C
(4)保证相同时间内水和煤油吸收的热量相等,避免两个酒精灯火焰不同造成的实验误差
【详解】(1)实验中需要测量液体的温度变化和加热时长,已有天平测质量,因此还需要秒表来记录加热时间;
本实验使用相同的酒精灯加热,转换法的应用:相同酒精灯在相同时间放出的热量相同,因此水和煤油吸热多少可以通过加热时间长短来判断。
(2)分析表格数据:两组实验中,水和煤油的质量都相等,初温、末温的差值(升高的温度)也相同,但水的加热时间更长,说明水吸收的热量更多,由此得出对应结论。
(3)AB.相同加热设备下,加热时间相同时水和煤油吸收的热量是相等的,故A、B不符合题意;
CD.煤油的吸热能力弱,升温比水快,相同加热时间下煤油的温度更高,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
(4)将两个试管放在同一个烧杯的水中加热,两个试管的受热环境完全一致,可以确保相同时间内水和煤油吸收的热量完全相同,排除了两个酒精灯火焰大小不同、供热不一致带来的实验误差,让实验结果更严谨。
例3.(25-26九年级上·四川成都·期中)某项目式学习小组探究海陆风的成因。
【任务一】探究水和沙子吸热升温的现象
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
水
20
21
22
23
24
25
26
27
28
沙子
20
25
30
35
40
45
50
55
60
(1)如图甲,在两箱子中分别装入____________相等、初温相同的水和沙子,用相同规格的两个白炽灯模拟太阳对水和沙子加热,每隔1分钟记录两数显温度计示数,如表所示。
(2)请根据表中数据,分析可得测得沙子比热容为_______________J/(kg·℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]。
【任务二】模拟海边的风向
(3)如图乙,取下箱子封口盖,在侧面分别开一小孔后,接上一个两端开口的透明细管AB,将一支点燃的香放在烟管中,一段时间后,观察到白烟将会从____________(选填“A”或“B”)管口冒出,模拟风向。
(4)与“用白烟的流向模拟风向”所用方法相同的是____________(填选项前字母)。
A.用悬挂的乒乓球靠近正在发声的音叉来说明声音产生的条件
B.用光线来描述光的传播路径
C.用两个大小相同的蜡烛比较像和物的大小
【答案】(1)质量
(2)
(3)B
(4)A
【详解】(1)比较水和沙子的吸热升温情况时,应采用控制变量法,使水和沙子的质量相等、初温相同。
(2)根据表格中的数据,在加热时间相同(即吸收的热量相同)的情况下,水和沙子升高的温度不同。在加热8min时,水吸收的热量和沙子吸收的热量相同,水升高的温度
沙子升高的温度
由,则
可得沙子的比热容
(3)沙子升温快,其上方空气受热膨胀后密度变小,B侧上方气压较低;水上方空气温度较低、密度较大,A侧上方气压较高,空气从A侧经细管流向B侧,因此白烟随气流从B管口冒出。
(4)用白烟的流向模拟风向”所用方法是转换法,将不可直接观察的风向转换为可直接观察的白烟流向。
A.用悬挂的乒乓球靠近正在发声的音叉来说明声音产生的条件,是转换法,把音叉的微小振动转换为乒乓球的明显摆动,与题干所用方法相同,故A符合题意;
B.用光线来描述光的传播路径是模型法,与题干所用方法不同。故B不符合题意;
C.用两个大小相同的蜡烛比较像和物的大小是等效替代法,与题干所用方法不同。故C不符合题意。
故选A。
变式1.(25-26九年级上·宁夏银川·期中)小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热,如图甲所示,以探究水和煤油的吸热能力。
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且______相等的煤油和水;
(2)实验中,是通过比较______(选填“温度计示数”或“加热时间”)来间接反映煤油和水吸收的热量;这样的实验方法物理学中称为______(选填“转换法”“等效替代法”或“类比法”);
(3)小明根据实验数据做出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图乙,则加热10min,水吸收的热量______(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量,______升高的温度更高,由此可见,______的比热容较大;
(4)由图像可知,煤油的比热容是______。[已知]
【答案】(1)质量
(2) 加热时间 转换法
(3) 等于 煤油 水
(4)
【详解】(1)探究不同物质的吸热能力时,需控制变量,要保证两种液体初温相同、质量相等,排除质量差异对实验结果的干扰。
(2)两个相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相等,因此可以通过加热时间间接反映液体吸收热量的多少;将不易直接测量的吸收热量多少,转换为容易测量的加热时间,这种实验方法是转换法。
(3)相同酒精灯加热10min,放出的热量相等,因此水和煤油吸收的热量相等;从图乙可知,初温均为60℃,加热10min时煤油温度升到90℃,水仅升到75℃,因此煤油升高的温度更高;根据,质量相同、吸收热量相同时,温度升高越慢的物质比热容越大,因此水的比热容更大。
(4)由图像可知,质量相同的水和煤油,加热10min时,煤油升高的温度
水升高的温度
水和煤油吸收相同热量,即,则煤油的比热容
变式2.(25-26九年级上·广东潮州·期中)小明利用如图甲和图乙装置,完成了书中两个探究实验:
实验一:观察不同物质吸热升温的现象
实验二:比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
(1)实验一中,小明设计了两个方案。
方案一:将相等质量的沙子和水分别装入瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘相同时间,比较升高的温度;
方案二:将相等质量的沙子和水分别装入瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘,升高相同的温度,比较照射的时间。你认为____________(选填“方案一可行”、“方案二可行”或“两方案都可行”)。
(2)将初温和质量都相同的水和沙子用红外灯同时开始加热,某时刻温度计显示沙子和水的温度分别为55.4℃和36.7℃,该过程中水吸收的热量______(选填“大于”“等于”或“小于”)沙子吸收的热量。
(3)实验二中,小明正确选择并组装好实验装置,两试管中水的质量相等,实验中是通过______来反映酒精和面巾纸碎纸片放出热量的多少。若忽略热量损失,实验中两试管中水的初温______(选填“一定”或“不一定”)要相同。对比两个实验发现:实验中都用到的测量工具是温度计和______。
我校学生想为减少日益严重的城市热岛效应献计献策,他们取了质量相等的甲、乙两种建筑材料粉末,用完全相同的实验器材做了实验三(假设两种材料在加热时间相同时,吸收的热量相同)。
(4)实验过程及现象如图丙所示,请观察实验操作及现象,分析比较图中的(b)和(d)可得,从改善城市热岛效应的角度,应推荐在建筑中使用材料______(选填“甲”或“乙”),理由是质量相等的甲、乙两种材料__________。
【答案】(1)两方案都可行
(2)等于
(3) 水升高的温度 不一定 天平
(4) 甲 在吸收热量相同时,甲材料升高的温度较小
【详解】(1)实验一的目的是比较质量相等的不同物质吸热升温的情况。方案一中,照射时间相同,可认为沙子和水吸收的热量相同,通过比较升高的温度可以判断它们吸热升温的情况;方案二中,使两者升高相同的温度,通过比较照射时间可以比较吸收热量的多少。因此两方案都可行。
(2)水和沙子的初温、质量相同,并用红外灯同时开始加热,到同一时刻加热时间相同,可认为二者吸收的热量相同。沙子的温度升高较多,是因为沙子的比热容较小,所以该过程中水吸收的热量等于沙子吸收的热量。
(3)实验二中,两试管内水的质量相等,水吸收的热量越多,温度升高越多,因此可以通过水升高的温度来反映酒精和面巾纸碎纸片放出热量的多少。若忽略热量损失,比较的是水的温度变化量,所以两试管中水的初温不一定相同。实验一需要控制沙子和水的质量相等,实验二需要控制两试管中水的质量相等并比较等质量燃料,因此两个实验都需要用天平测量质量。
(4)由图丙中的(b)和(d)可知,在质量相等、加热时间相同且吸收热量相同的条件下,甲材料升高的温度较小,说明甲材料的比热容较大。同样吸收热量时,甲材料的温度变化较小,更有利于减弱建筑材料的升温,从而缓解城市热岛效应,因此应选甲材料。
变式3.(25-26九年级上·江苏淮安·期中)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,小文同学准备了如下的实验器材。
(1)实验装置的组装顺序应该是______(填“由下而上”或“由上而下”)。
(2)为了实验能完成,须对图中器材进行调整,以下方案可行的是( )
A.将甲图中的液体换成b B.将乙图中的液体换成c
C.将甲图中的燃料换成3 D.将乙图中的燃料换成1
(3)按照(2)中方式器材调整后应选择______两图进行实验;不同物质吸收热量的多少是通过______来反映的。
(4)吸热后两种液体的温度随时间变化的图像如图丁所示,______液体的吸热能力强。
(5)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,要在a和b两种液体中选择一种液体,你认为选择______液体较为合理。
【答案】(1)由下而上
(2)D
(3) 甲乙 加热时间
(4)a
(5)b
【详解】(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度,因此必须按照自下而上的顺序进行。
(2)比较不同物质吸热能力,需要选取种类相同的燃料、相同质量的不同液体进行实验。
A.将甲图中的液体换成b,甲、乙、丙三套装置的燃料都不相同,不能完成实验,故A不符合题意;
B.将乙图中的液体换成c,甲、乙、丙三套装置的燃料都不相同,不能完成实验,故B不符合题意;
C.将甲图中的燃料换成3,甲、丙两套装置中,燃料的质量相同、种类相同,液体的质量、种类相同,不能完成实验,故C不符合题意;
D.将乙图中的燃料换成1,甲、乙两套装置中,燃料的质量相同、种类相同,液体的种类不同,能完成实验,故D符合题意。
故选D。
(3)将乙图中的燃料换成1,甲、乙两套装置中,燃料的质量相同、种类相同,液体的种类不同,选择甲乙两图进行实验。
不同物质吸收热量的多少是通过加热时间来反映,加热时间越长,物质吸收热量越多。
(4)由图丁可知,加热相同时间,即吸收相同的热量,a升高的温度较小,说明a液体的吸热能力强。
(5)吸热能力弱的介质,相同质量、吸收相同热量时温度升高更快,适合电暖器快速升温,b的吸热能力弱,选择b液体较为合理。
考点二 热平衡方程及其应用
例1.(25-26九年级上·山西晋中·期中)小源记录了如下错题,请你帮助他找到错误之处:一个新能源燃料无烟柴火灶,完全燃烧0.3kg的新型燃料能让质量20kg,初温60℃的水上升多少摄氏度?(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),新型燃料的热值为)(气压为标准大气压)
解:1.2kg新型燃料完全燃烧放出的热量:
水吸收的热量
由公式得:水变化的温度为:
(t﹣t0)42.9℃
答:能使水的温度上升42.9℃。
错误之处:______________。
错因分析:______________。
正确解答:______________。
【答案】 计算公式书写错误,且未考虑水的沸点; 忽略了在标准大气压下水的沸点是100℃,导致计算结果不符合实际; 1. 燃料完全燃烧放出的热量为
2. 假设水完全吸收热量,根据得,
3.,标准大气压下水达到沸点后,末温最高为100℃,故实际升高温度
所以能使水的温度上升40℃
【详解】错误之处:计算燃料完全燃烧放出热量、水吸收的热量的公式符号均有错误;未考虑标准大气压下水的沸点,得出的水温升高值不符合实际。
错因分析:审题不仔细,公式书写不规范,出现错误符号;忽略标准大气压下,水的沸点为100℃,水达到沸点后温度不再升高。
正确解答:
1. 燃料完全燃烧放出的热量为
2. 假设水完全吸收热量,根据得,
3.,标准大气压下水达到沸点后,末温最高为100℃,实际升高温度
例2.(25-26九年级上·福建厦门·阶段检测)在一个标准大气压下,将质量为2kg的金属块加热到后,立即投入质量为1.5kg,温度为的冷水中,若金属块放出的热量全部被水吸收,最终水的温度升高到。求:
(1)水吸收的热量;
(2)金属块的比热容;
(3)若投入时水的初温是,那么当温度不再变化时,水的末温是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
97℃
【详解】(1)水吸收的热量
(2)因为金属块放出的热量全部被水吸收,即
则金属块的比热容
(3)设热平衡时的共同末温为,不计热损失则金属块放热等于水吸热,即
代入已知量有
解得,因97℃<100℃(标准大气压下水的沸点),水未沸腾,故水的末温为约97℃。
例3.(25-26九年级上·安徽六安·阶段检测)把一质量为0.05kg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0.1kg的初温为30℃的某种液体中,温度不再变化时金属球的温度变为80℃,已知金属球的比热容为,不计热量损失。求:
(1)此过程中,金属球放出的热量;
(2)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(在标准大气压下)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)金属球在炉火中加热足够长时间后,放入液体时的初温等于炉火温度,即,末温,温度变化量
金属球放出的热量
(2)不计热量损失,液体吸收的热量
液体初温,末温为热平衡温度,温度变化量
由得该液体的比热容
(3)由得升高的温度
理论末温为
由该液体的比热容可知,该液体是水,标准大气压下,水的沸点为,因此实际末温为。
变式1.(25-26九年级上·福建三明·阶段检测)根据Svr系统的建议,李靖夫妇的铠甲部件可采用局部淬火工艺进行强化,将质量为5kg的各关键部位钢片加热并锻打到850℃,立即放入质量为10kg、初温为0℃的冷却油中(不计热量损失),可使其形成坚硬的马氏体结构。已知钢片与冷却油热平衡时温度为50℃,钢的比热容为。
(1)求钢片放出的热量。
(2)冷却油的比热容是多少?
(3)为适当增加铠甲韧性,又将淬火后的钢片进行“回火”:再次加热至220℃并放置在空气中自然冷却。冷却过程钢片共放出热量。求陈塘关的气温为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)钢片放出的热量
(2)不计热量损失,冷却油吸收的热量等于钢片放出的热量,即
冷却油的比热容是
(3)钢片降低的温度
陈塘关的气温为
变式2.(25-26九年级上·福建泉州·阶段检测)用电热水器将10kg的水从18℃加热到68℃,已知水的比热容是,煤油的比热容是。求:
(1)在这一过程中水吸收的热量。
(2)若水吸收的热量全部被煤油吸收且使煤油温度升高了50℃,求煤油的质量。
(3)在1个标准大气压下,若初温为18℃、质量为10kg的水吸收的热量为,求水的末温。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水升高的温度
水吸收的热量
(2)煤油吸收热量等于水吸收的热量,煤油吸收的热量
煤油的质量
(3)1标准大气压下水的沸点为,理论升高的温度
理论末温,因,故水实际末温为
变式3.(25-26九年级上·河南焦作·阶段检测)《吴越春秋》里有记载制造我国古代著名宝剑“干将”的过程,在铸剑工艺中,淬火是提高硬度的重要技术。将一质量为420g、温度为525℃的烧红的铁坯件放入4.6kg、20℃的水中进行淬火,最后铁坯件与水达到相同的温度。[铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃),水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),假设整个过程没有热量散失]求:
(1)水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),其物理意义是____________,淬火过程中,水的比热容______(填“变大”“变小”或“不变”);
(2)铁坯件经淬火后的温度;
(3)该过程中水吸收的热量。
【答案】(1)
1kg的水温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量为
不变
(2)
(3)
【详解】(1)比热容的物理意义是描述单位质量的某种物质,温度变化1℃时吸收/放出的热量,因此水的比热容的物理意义为1kg的水温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量为;
比热容是物质的固有特性,与温度无关,故淬火过程水的比热容不变。
(2)过程无热量散失,铁放出的热量等于水吸收的热量,热平衡时二者温度相同。由得
代入数值有
解得
(3)水升高的温度为
水吸收的热量为
2
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