内容正文:
第十二章 机械能和内能
三、 物质的比热容
第2课时 热量的计算
新知梳理
1. 比热容的公式可以变形为Q= 。它反映了热量与物质的比热容、温度的变化和物体质量的关系。
2. 设初温为t0,末温为t:
(1) 当物体温度升高时,物体吸收的热量Q吸= 。
(2) 当物体温度降低时,物体放出的热量Q放= 。
反馈训练
1. 两个铝块的质量之比为1∶4,升高的温度之比为2∶1,则两铝块的比热容之比为 ,吸收的热量之比为 。
2. 若将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在同一沸水中煮较长的一段时间,从沸水中吸热最多的是 球。质量为0.5kg的水,温度由20℃升高5℃,则水吸收的热量是 J,水的内能增加 J。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)]
3. 质量和初温都相同的铜块和水吸收了相同的热量后,将铜块投入水中,则( )
A. 温度由铜块传给水 B. 热量由铜块传给水
C. 热量由水传给铜块 D. 铜块和水之间无热传递
4. 有一根烧红的铁钉,质量是2g,放出920J的热量后,温度降低到20℃,求铁钉的初温。[c铁=0.46×103J/(kg·℃)]
5. 质量为10kg、温度为85℃的水,吸收8.68×105J的热量后,温度升高到多少摄氏度?[c水=4.2×103J/(kg·℃),当时大气压为标准大气压]
6. 用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5min,水吸收的热量为4.2×105 J,温度变化如图所示(水的比热容大于煤油的比热容)。求:
(1) 水的质量。
(
第6题图
)(2) 煤油的比热容。
1. 甲铁块的质量是乙铁块的3倍,吸收相同热量,则甲、乙两铁块的比热容之比和升高温度之比分别为( )
A. 1∶1,1∶3 B. 1∶3,1∶3 C. 1∶1,3∶1 D. 3∶1,3∶1
2. 将质量、初温均相等的铁块和铝块(c铁<c铝)放在沸水中煮较长一段时间,则( )
A. 铁块和铝块吸收的热量一样多 B. 铝块比铁块吸收的热量多
C. 铁块比铝块吸收的热量多 D. 条件不足,无法确定
3. 一杯水,温度由30℃升高到50℃时吸收的热量为Q1,再由50℃升高到70℃时吸收的热量为Q2,Q1与Q2的大小关系为(不计热量散失)( )
A. Q1>Q2 B. Q1=Q2 C. Q1<Q2 D. 无法判断
4. 将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在100℃的沸水中煮较长一段时间,则三个球的温度 (相同/不相同)。从沸水中吸热最多的是 球,温度先达到100℃的是 球。
5. 甲、乙两个实心铁球,甲球的体积是乙球的3倍,它们吸收相同的热量后,甲球升高的温度是乙球的 ;若升高相同的温度,则甲球吸收的热量是乙球的 倍。
6. 将一瓶质量为0.5kg、温度为25℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低了20℃,则这瓶纯净水的内能减少了 J,这是通过 的方式改变了水的内能。
7. 现有一人工湖,湖水吸收了8.4×109J的热量后,水温升高1℃,则湖水的质量为 kg,若这些热量被同等质量的沙石全部吸收(c沙石<c水),则沙石升高的温度将 (大于/等于/小于)1℃。
8. 为比较A、B两个保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1kg相同温度的热水,用温度计测量其初温t0,示数如图甲所示,t0= ℃。绘制水温随时间的变化图像如图乙所示,A杯中水放出的热量为 J。保温性能较好的是 (A/B)杯。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
9. 新趋势 学科融合 质量均为100g的四种物质,当温度升高1℃时所吸收的热量如图所示。请根据图中信息回答以下问题。
(1) 煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
(2) 等质量实心的铝块、铜块吸收相同的热量, 块温度变化大。
(3) 质量相等的水和煤油温度降低5℃时,放出的热量 (相等/不相等)。
10. 将初温和质量均相等的铜块和铁块分别冷却,当它们放出相同的热量后,彼此接触,则(c铜<c铁) ( )
A. 它们之间不发生热传递 B. 热量会从铜块传到铁块
C. 热量会从铁块传到铜块 D. 无法确定热传递的情况
11. 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( )
A. c甲最大 B. c乙最大 C. c丙最大 D. c甲=c乙=c丙
12. 将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两支完全相同的试管中,然后将这两支试管同时放入温度较高的热水中,如图所示,经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,温度升高值分别为Δt1、Δt2,则(已知c水>c煤油)( )
A. Q1=Q2,Δt1>Δt2 B. Q1=Q2,Δt1=Δt2
C. Q1>Q2,Δt1=Δt2 D. Q1<Q2,Δt1>Δt2
13. 用两个相同的电加热器给质量都为1kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断物质甲10min吸收的热量为( )
A. 2.52×105J
B. 4.2×105J
C. 1.26×105J
D. 条件不足,无法计算
14. 将一壶质量为2.5kg的水从室温烧开,水需吸收的热量约为( )
A. 8×102J B. 8×103J C. 8×104J D. 8×105J
15. 小华同学分别对质量都为2kg、初温都为30℃的水和煤油加热,结果水温升高到60℃。[不考虑热量损失,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),c煤油=2.1×103J/(kg·℃),煤油的沸点为150℃]
(1) 水吸收的热量是多少?
(2) 若水吸收的热量全部被煤油吸收,则煤油的温度能升高到多少?
16. 有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛有热水的杯中,温度相等后水温降低了Δt;把甲球取出,再将乙球放入杯中,温度相等后水温又降低了Δt,则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙的大小关系是( )
A. c甲>c乙 B. c甲=c乙
C. c甲<c乙 D. 以上情况都有可能
第十二章 机械能和内能
三、 物质的比热容
第2课时 热量的计算
新知梳理
1. 比热容的公式可以变形为Q= cmΔt 。它反映了热量与物质的比热容、温度的变化和物体质量的关系。
2. 设初温为t0,末温为t:
(1) 当物体温度升高时,物体吸收的热量Q吸= cm(t-t0) 。
(2) 当物体温度降低时,物体放出的热量Q放= cm(t0-t) 。
反馈训练
1. 两个铝块的质量之比为1∶4,升高的温度之比为2∶1,则两铝块的比热容之比为 1∶1 ,吸收的热量之比为 1∶2 。
2. 若将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在同一沸水中煮较长的一段时间,从沸水中吸热最多的是 铝 球。质量为0.5kg的水,温度由20℃升高5℃,则水吸收的热量是 1.05×104 J,水的内能增加 1.05×104 J。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)]
3. 质量和初温都相同的铜块和水吸收了相同的热量后,将铜块投入水中,则( B )
A. 温度由铜块传给水
B. 热量由铜块传给水
C. 热量由水传给铜块
D. 铜块和水之间无热传递
4. 有一根烧红的铁钉,质量是2g,放出920J的热量后,温度降低到20℃,求铁钉的初温。[c铁=0.46×103J/(kg·℃)]
解:铁钉放出的热量Q放=c铁mΔt=c铁m(t0-t),
即920J=0.46×103 J/(kg·℃)×2×10-3kg×(t0-20℃),解得t0=1 020℃
5. 质量为10kg、温度为85℃的水,吸收8.68×105J的热量后,温度升高到多少摄氏度?[c水=4.2×103J/(kg·℃),当时大气压为标准大气压]
解:100℃
6. 用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5min,水吸收的热量为4.2×105 J,温度变化如图所示(水的比热容大于煤油的比热容)。求:
(1) 水的质量。
解:(1) 由于水的比热容大于煤油的比热容,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量,水升高的温度值较小,所以B为水的温度—时间图线,经过5 min,Δt水=30℃-10℃=20℃,由Q=cmΔt可得,水的质量m水=Q_水/c_水Δt_水=4.2×10^5 J/4.2×10^3 J/(kg·℃)×20℃=5 kg
(
第6题图
)(2) 煤油的比热容。
解:(2) 用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5 min,水和煤油吸收的热量相同,即m煤油=m水,Q煤油=Q水,Δt煤油=50℃-10℃=40℃,由Q=cmΔt可得,煤油的比热容c煤油=Q_煤油/m_煤油Δt_煤油=4.2×10^5 J/5kg×40℃=2.1×103 J/(kg·℃)
1. 甲铁块的质量是乙铁块的3倍,吸收相同热量,则甲、乙两铁块的比热容之比和升高温度之比分别为( A )
A. 1∶1,1∶3 B. 1∶3,1∶3 C. 1∶1,3∶1 D. 3∶1,3∶1
2. 将质量、初温均相等的铁块和铝块(c铁<c铝)放在沸水中煮较长一段时间,则( B )
A. 铁块和铝块吸收的热量一样多 B. 铝块比铁块吸收的热量多
C. 铁块比铝块吸收的热量多 D. 条件不足,无法确定
3. 一杯水,温度由30℃升高到50℃时吸收的热量为Q1,再由50℃升高到70℃时吸收的热量为Q2,Q1与Q2的大小关系为(不计热量散失)( B )
A. Q1>Q2 B. Q1=Q2 C. Q1<Q2 D. 无法判断
4. 将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在100℃的沸水中煮较长一段时间,则三个球的温度 相同 (相同/不相同)。从沸水中吸热最多的是 铝 球,温度先达到100℃的是 铜 球。
5. 甲、乙两个实心铁球,甲球的体积是乙球的3倍,它们吸收相同的热量后,甲球升高的温度是乙球的 1/3 ;若升高相同的温度,则甲球吸收的热量是乙球的 3 倍。
6. 将一瓶质量为0.5kg、温度为25℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低了20℃,则这瓶纯净水的内能减少了 4.2×104 J,这是通过 热传递 的方式改变了水的内能。
7. 现有一人工湖,湖水吸收了8.4×109J的热量后,水温升高1℃,则湖水的质量为 2×106 kg,若这些热量被同等质量的沙石全部吸收(c沙石<c水),则沙石升高的温度将 大于 (大于/等于/小于)1℃。
8. 为比较A、B两个保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1kg相同温度的热水,用温度计测量其初温t0,示数如图甲所示,t0= 80 ℃。绘制水温随时间的变化图像如图乙所示,A杯中水放出的热量为 2.1×104 J。保温性能较好的是 A (A/B)杯。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
9. 新趋势 学科融合 质量均为100g的四种物质,当温度升高1℃时所吸收的热量如图所示。请根据图中信息回答以下问题。
(1) 煤油的比热容为 2.1×103 J/(kg·℃)。
(2) 等质量实心的铝块、铜块吸收相同的热量, 铜 块温度变化大。
(3) 质量相等的水和煤油温度降低5℃时,放出的热量 不相等 (相等/不相等)。
10. 将初温和质量均相等的铜块和铁块分别冷却,当它们放出相同的热量后,彼此接触,则(c铜<c铁) ( C )
A. 它们之间不发生热传递 B. 热量会从铜块传到铁块
C. 热量会从铁块传到铜块 D. 无法确定热传递的情况
11. 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( C )
A. c甲最大 B. c乙最大 C. c丙最大 D. c甲=c乙=c丙
12. 将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两支完全相同的试管中,然后将这两支试管同时放入温度较高的热水中,如图所示,经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,温度升高值分别为Δt1、Δt2,则(已知c水>c煤油)( C )
A. Q1=Q2,Δt1>Δt2 B. Q1=Q2,Δt1=Δt2
C. Q1>Q2,Δt1=Δt2 D. Q1<Q2,Δt1>Δt2
13. 用两个相同的电加热器给质量都为1kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断物质甲10min吸收的热量为( C )
A. 2.52×105J B. 4.2×105J C. 1.26×105J D. 条件不足,无法计算
14. 将一壶质量为2.5kg的水从室温烧开,水需吸收的热量约为( D )
A. 8×102J B. 8×103J C. 8×104J D. 8×105J
15. 小华同学分别对质量都为2kg、初温都为30℃的水和煤油加热,结果水温升高到60℃。[不考虑热量损失,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),c煤油=2.1×103J/(kg·℃),煤油的沸点为150℃]
(1) 水吸收的热量是多少?
(2) 若水吸收的热量全部被煤油吸收,则煤油的温度能升高到多少?
解:(1) 水吸收的热量Q水吸=c水m水(t水-t_0_水)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(60℃-30℃)=2.52×105J
解:(2) 煤油吸收的热量Q煤油吸=Q水吸=2.52×105J,由Q吸=cmΔt得,煤油温度的升高值Δt煤油=Q_煤油吸/c_煤油m_煤油=2.52×10^5J/2.1×10^3J/(kg·℃)×2kg=60℃,煤油的末温t煤油=t_0_煤油+Δt煤油=30℃+60℃=90℃
16. 有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛有热水的杯中,温度相等后水温降低了Δt;把甲球取出,再将乙球放入杯中,温度相等后水温又降低了Δt,则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙的大小关系是( C )
A. c甲>c乙 B. c甲=c乙
C. c甲<c乙 D. 以上情况都有可能
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