内容正文:
第2课时 热量的计算
比热容公式的应用
1.(黑龙江哈尔滨月考)对于同一物态的某种物质,根据c=可知(D)
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.质量相同时,比热容跟温度变化成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个恒量
2.(山东济宁月考)甲、乙两物体质量之比为2∶1,甲物体温度升高15 ℃,乙物体温度降低20 ℃时,甲物体吸收热量是乙物体放出热量的2倍,甲、乙两物体比热容之比是(B)
A.3∶4 B.4∶3 C.8∶3 D.3∶2
3.雷电是大气中一种剧烈的放电现象,某次雷电释放了4.2×109 J的能量,若这些能量全部被水吸收,可使质量为2×104kg的水从0 ℃升高到50 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4.周末,小明在家探究物质的吸热能力,他将质量为2 kg的某种砂石放在阳光下暴晒,砂石吸收2.4×104 J的热量,温度从20 ℃升高到30 ℃,则这种砂石的比热容是多少?
解:砂石的温度变化量Δt=30 ℃-20 ℃=10 ℃,则砂石的比热容为c===1.2×103 J/(kg·℃)。
热量的计算
5.用电加热杯给水加热,要使1 L的水从20 ℃升高到100 ℃,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)则水需要吸收的热量为(B)
A.3.36×108 J B.3.36×105 J
C.8×107 J D.8×104 J
6.小明在燃气灶上煲汤,使质量为2 kg、初温为20 ℃的汤,温度升高了80 ℃,这一过程中汤吸收了6.4×105J的热量;停止加热一段时间后,汤的温度降到80 ℃,此过程中汤放出的热量为1.6×105J。[汤的比热容为4×103 J/(kg·℃)]
7.质量为60 kg、温度为20 ℃的某种液体的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),温度升高了50 ℃(未发生物态变化),求这种液体吸收的热量。
解:由Q吸=cmΔt得,该液体吸收的热量
Q吸=4.2×103 J/(kg·℃)×60 kg×50 ℃=1.26×107 J。
1.(四川中考)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容ca和cb。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从20 ℃升高到50 ℃,液体b的温度从10 ℃升高到70 ℃,a、b两种液体均未沸腾。由此可知(A)
A.ca>cb B.ca<cb
C.ca=cb D.ca=3cb
2.[易错题]有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲放入盛热水的杯中,热平衡后,水温降低了Δt,把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了Δt(过程中的热量损失不计),则甲球的比热容和乙球的比热容大小关系是(B)
A.甲球的比热容大于乙球的比热容
B.甲球的比热容小于乙球的比热容
C.甲球的比热容等于乙球的比热容
D.以上三种情况都有可能
3.(多选)(江西赣州期末)在探究物质吸热能力强弱实验中,用相同规格的电加热器加热质量相同的两种液体,根据记录数据画出了a、b两种液体的图像,如图所示,由图像可知(AB)
3题图
A.a液体比热容大
B.若要选冷却液,a液体比b液体好
C.0~3 min内b液体吸收的热量多
D.升高相同的温度时,b液体吸收的热量多
4.[易错题](山东滨州中考)在标准大气压下,质量为1 kg、初温为80 ℃的水吸收1.26×105 J热量后,其温度升高到100_℃。若这些热量被5 kg、-50 ℃的冰块吸收,则冰块升高的温度是12_℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c冰=2.1×103 J/(kg·℃)]
5.(四川广元一模)“理趣”学习小组同学用电加热器给0.5 kg冰加热,并绘制出了冰熔化成水一段时间内的温度随加热时间变化的图像,如图所示。实验中,使用同一电加热器,冰熔化成水后质量保持不变,相同加热时间冰与水吸收的热量相等。求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
5题图
(1)CD段水吸收的热量;
(2)冰的比热容。
解:(1)由题意可知,冰的质量为0.5 kg,熔化为水后质量不变,CD段水升高的温度为20 ℃,则水吸收的热量为Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(20 ℃-0 ℃)=4.2×104 J;
(2)由题意可知,相同时间冰和水吸收的热量相同,而AB段冰吸收热量时间为CD段水吸收热量时间的一半,所以AB段吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即Q冰吸=Q吸=×4.2×104 J=2.1×104 J,
AB段冰升高的温度为20 ℃,则冰的比热容c冰===2.1×103 J/(kg·℃)。
6.(广东佛山月考)将质量为2 kg的金属块,加热到500 ℃后,立即投入质量为1 kg、温度为20 ℃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80 ℃。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)金属块降低的温度;
(3)金属块的比热容。
解:(1)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(80 ℃-20 ℃)=2.52×105 J;
(2)最终水的温度升高到80 ℃,说明此时金属块的温度为80 ℃,
则金属块降低的温度Δt=t0-t=500 ℃-80 ℃=420 ℃;
(3)不计热量损失,到平衡后,水、金属块的末温相同,大小为80 ℃,金属块放出的热量等于水吸收的热量,即Q放=Q吸=2.52×105 J,根据Q放=cmΔt可得金属块的比热容c金===0.3×103 J/(kg·℃)。
7.[科学思维](山东青岛月考)阅读材料,回答问题。
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。
英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大(小于15 ℃)的情况下,这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物-t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)一个物体的温度为30 ℃,周围环境温度保持20 ℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到29 ℃时,散热快慢为0.9q。
(2)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30 ℃,周围环境温度保持20 ℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知盐水的密度为1.1×103 kg/m3,水的密度为1.0×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则盐水的比热容为3.5×103J/(kg·℃)。
7题图
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