内容正文:
课时9 比热容
知识结构导图
1.1 kg的水温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J
2.种类 状态
3.Q=cmΔt
4.天平 温度计 秒表 自下而上
5.加热时间
6.(1)加热时间 升高温度
(2)升高温度 加热时间
7.水的比热容大,当质量相同,温度降低相同时,放出热量多
8.水的比热容大,当质量相同,升高相同温度时,吸收热量多
9.若质量相同的水和沙,当吸收相同热量时,水的比热容大,温度变化小,沙子比热容小,温度升高更高
实验探究突破
针对训练
例题 (1)加热时间 (2)D (3)a a
(4)2.1×103 (5)AB
高频考点突破
1.加热时间 升高的温度 2.1×103
2.(1)相同 (2)热胀冷缩 (3)46 水 (4)弱
3.A 4.B 5.C 6.高汤 高于
7.B 大 小
8.2×103
9.热传递 8.4×103 先快后慢
10.4.2×105 热传递
11.(1)该液体的比热容为c===4 200 J/(kg·℃)
(2)天然气完全燃烧放出的热量为Q放===2.1×105 J
需要完全燃烧天然气的体积为V===0.005 m3
12.(1)转换 (2)吸收 热传递
(3)4 g/min 聚酯 (4)透气性(或编织工艺或厚度)
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课时9 比热容
课标要求
1.通过实验,了解比热容。
2.能运用比热容说明简单的自然现象。
知识结构导图
实验探究突破
实验9 探究物质的吸热能力
核心考点
【设计与进行实验】
1.实验中的主要仪器及作用
(1)天平的作用:称量加热物质的质量。
(2)选取相同的酒精灯或电加热器的原因:保证相同加热时间内物质吸收的热量相同。
(3)搅拌器的作用:使物质受热均匀。
(4)待测量:①水和食用油的初温T0和末温T末;②测水和食用油的质量m;③时间t。
2.实验步骤
实验装置如图所示,取两个相同的玻璃杯分别装入500 g水和食用油,它们的初温都与室温相同,用相同的电加热器加热。
方案一:对水和食用油加热相同的时间,观察并读出温度计的示数。
加热时间/min
5
10
15
20
25
温度计
读数/℃
水
食用油
方案二:让水和食用油升高相同的温度,记录并比较加热的时间。
升高温度/℃
10
20
30
40
50
所需时间
/min
水
食用油
根据表格数据绘制温度—时间曲线:
【分析和论证】
给质量、初温相同的水和食用油加热,加热相同时间,使它们吸收相同的热量,食用油的温度升高得比水高;使它们升高相同的温度,对水加热的时间更长一些,表明水和食用油吸热本领不一样。
【实验结论】
1.不同物质的吸热能力不同。
2.质量相同的不同物质,加热相同的时间,温度变化快的物质吸热能力弱,即比热容小。
3.质量相同的不同物质,升高相同的温度,加热时间长的物质吸热能力强,即比热容大。
【实验方法】
1.控制变量法的应用
(1)取质量相同的水和食用油分别放入两烧杯中(注意不是体积相同);
(2)实验中选用规格相同的电加热器给水和食用油加热相同时间,使两种物质吸收的热量相同;
(3)让水和食用油升高相同的温度,比较加热的时间。
2.转换法的应用
(1)升高相同的温度时,通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱;
(2)加热时间相同时,通过比较温度变化的多少来判断物体的吸热能力。
【交流与讨论】
1.测量物质的选取要求:应选取质量、初温相同的不同物质。
2.实验装置的安装顺序:自下而上。
3.选择相同的热源、保证加热时间相同的目的:让两种物质吸收的热量相同(本实验是一个理想化实验,不考虑热量散失)。
4.用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处:
(1)与酒精灯相比,更容易控制相同时间内提供的热量相同;
(2)内部加热,热量损失少。
5.改变内能的方式及内能大小的判断。
6.加热一段时间后,液体温度不再升高的原因:液体已经沸腾,虽然吸热,但温度却保持不变。
7.判断物质吸热能力强弱的两种方法:
(1)加热相同的时间,通过比较温度变化的多少来判断物体的吸热能力的强弱,温度变化大的吸热能力弱;
(2)升高相同的温度,通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱,加热时间长的物体吸热能力强。
8.热量的相关计算。
9.比热容的理解及在生活中的应用。
10.两种装置对比,哪种更好一些,为什么?
甲装置更好一些,甲装置中散热较少,乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同,误差较大,因此选择甲装置。
针对训练
例题 (2025·广东汕头二模)如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中(不计热量损失):
(1)加热过程中,水和煤油吸热的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
(2)关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 ;
A.选用相同的电加热器 B.使用相同的烧杯
C.水和煤油的初温一定相等 D.烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
(3)要使a和b升高相同的温度,给 加热更长的时间,说明 的吸热能力强;
(4)已知a的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),由乙图可知b的比热容是 J/(kg·℃);
(5)下列选项中与本实验研究物质特性有关的是 。
A.用热水袋取暖 B.汽车的水箱
C.用冰袋为病人退烧 D.利用空调降温
高频考点突破
考
点
1
探究物质的吸热能力
1.(2026·广东中山)为比较水和食用油的吸热能力,小明用两套相同的装置做实验,如图所示。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度,并用钟表记录加热时间。实验数据如表。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
70
在实验过程中控制水和食用油的质量和 相同,通过比较 来研水和食用油吸热能力的差异。若实验中热量散失忽略不计,已知水的比热容c水=4.2×103 J/,则食用油的比热容是 J/(kg·℃)。
2.(2026·辽宁)如图甲,某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应 。
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的。
(3)每隔0.5 min记录一次温度,并将数据记录在表中。第2.5 min时,食用油中的温度计示数如图乙所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
…
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
…
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
…
分析表中数据,发现 吸热能力强。
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较 (选填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
考点知识链接
核心提炼
1.玻璃棒(或搅拌器)的作用:使物质受热均匀。
2.热源的选择:相同的热源确保两种物质在相同时间内吸收热量相同;酒精灯与电热器相比,选择电热器更好,因为电热器是内部加热,相对稳定。
3.实验中运用了控制变量法和转换法,控制变量体现在相同的烧杯、相同的加热源、相同质量的物质,转换法体现在通过加热时间反映物质吸热的多少。
考
点
2
比热容
3.(2026·湖北)某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多的能量,科研人员指导农户用水墙替换土墙,如图。这是利用水比土有更大的( )
A.比热容 B.密度
C.电阻 D.质量
4.(2026·黑龙江)下列实例中与水的比热容有关的是( )
A.北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
B.沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C.天热时在地面上洒水是为了降低室内温度
D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
5.(2026·广东广州一模)根据表中给出物质的物理性质的数据,下列判断正确的是( )
物质
熔点/℃
密度/
比热容/[J/]
铝
660
2.7×103
0.88×103
铜
1 083
8.9×103
0.39×103
银
961
10.5×103
0.24×103
A.用铝锅可以熔化铜块
B.体积相同的实心铜球和银球所含的物质一样多
C.初温和质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铝块末温低
D.物质的比热容与它的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少有关
6.(2026·山东威海)在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水,用相同热源加热, (选填“高汤”或“清水”)升温较快;清水沸腾后关火,发现继续沸腾一段时间,说明石锅温度 (选填“低于”“等于”或“高于”)水的温度。(c高汤<c水)
7.(2025·广东河源二模)如图是海滨城市上海和古都西安同一天气温变化的曲线,其中上海对应的曲线是 (选填“A”或“B”),这是由于水的比热容 。相同质量的水和砂石、吸收或放出相同热量时,水的温度变化比砂石 。(后两空均选填“大”或“小”)
8.(2026·安徽)小张同学利用如图所示的实验装置测量煤油的比热容。实验中,在一段时间内电阻丝产生400 J的热量,质量为0.04 kg的煤油温度升高了5 ℃,若电阻丝产生的热量全部被煤油吸收,则煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
考点知识链接
在分析两种物质的温度随时间变化的图像时,分析依据是公式Q=cmΔt,图像中时间轴对应的是吸收(或放出)热量Q,温度轴可以分析温度的变化Δt,当温度变化Δt相同时,加热时间长即Q大,则比热容c大,吸热能力强;或者热量相同即加热时间t相同时,温度变化Δt小的,则比热容c大,吸热能力强。
考
点
3
热量计算
9.(2026·江苏连云港)小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”,她将一杯100 mL的热水放在室温下自然冷却,记录的热水温度变化情况如表所示。[c水=4.2×103 J/,ρ水=1.0×103 kg/m3]
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
80
71
65
60
56
52
49
此过程是通过 的方式改变水的内能,在前6 min内,水的内能减少了 J。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点 。
10.(2026·重庆)火锅是重庆饮食文化的一张名片,熬制锅底时,将质量为2 kg的水加热升高50 ℃,水吸收的热量是 J:锅内的食材是通过 的方式增加了内能。[c水=4.2×103 J/]
11.(2026·广东广州二模)小明和妈妈利用燃气灶加热某液体,该液体的质量为500 g。
(1)已知Q=qV,天然气的热值q=4.2×107 J/m3,天然气完全燃烧放出热量的40%被该液体吸收,已知该液体初温为30 ℃,吸收了8.4×104 J的热量,温度升高了 40 ℃,该液体的比热容是多大?
(2)需要完全燃烧多少立方米天然气?
考点知识链接
1.热量的计算公式:用c表示物质的比热容,用m表示物体的质量,用t表示物体的末温,用t0表示物体的初温,则物体温度升高时,所吸收的热量Q吸=cm(t-t0);物体温度降低时,所放出的热量Q放=cm(t0-t),若用Δt表示物体温度的变化,则上述两个公式可统一表示为Q=cmΔt。
2.应用热量的计算公式解题时,公式中各物理量的单位要统一,即比热容c的单位是J/(kg·℃),质量m的单位是kg,温度的单位是℃,热量的单位是J。
3.热量公式Q=cmΔt适用于物体温度变化过程中,物体所吸收(或放出)热量的计算,物态变化过程中,物体所吸收(或放出)的热量不能用Q=cmΔt计算。
4.运用热量计算公式解题时要注意明确“初温”“末温”“温度升高到”“温度升高了”“温度降低到”“温度降低了”的含义。
省考新趋演练
12.(2026·广东惠州二模)随着户外运动的普及,速干衣的面料性能成为关注焦点。小明为研究哪种面料更适合制作速干衣,购买了面积、厚度相同的四种面料(聚酯、尼龙、混纺、纯棉),设计如下实验:
实验一:滴水扩散测试比较面料吸湿能力
步骤:1.将不同面料平铺,使用出水量相同的滴管滴2 mL水在表面;2.记录水珠完全扩散(被面料吸收)的时间,观察扩散面积。
(1)实验中通过扩散时间与扩散面积比较吸湿性,运用的实验方法是 法;
实验二:称重法比较面料水分蒸发能力
步骤:1.将面料浸水后拧干至相同湿度:悬挂于恒温恒湿箱(25.0 ℃,湿度50%)中;2.用高精度电子秤测量面料初始总质量,井每隔5分钟称重一次,记录完全干燥时间。
(2)水在蒸发过程中需要 (选填“吸收”或“放出”)热量,这是通过 的方式改变水的内能。
(3)下表为小明实验过程的数据记录表,分析以下数据:
面料
类型
面料
干重/g
滴水扩散
时间/s
扩散
直径/cm
初始
总质量/g
完全干燥
时间/min
聚酯
50
15
3.5
150
25
尼龙
48
30
2.8
150
35
混纺
45
45
2.2
150
50
纯棉
40
120
1.5
150
90
根据表格计算:聚酯面料的蒸发速率为 (蒸发速率=);从吸湿性和速干性综合判断,最适合制作速干衣的面料是 。
(4)除面料类型外,请再写出一个影响速干衣性能的因素: 。
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