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文檔簡介
第03講比熱容
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學習目標
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1.掌握探究不同物質(zhì)的吸熱能力;
2.利用比熱容的性質(zhì)去解釋生活中的物理現(xiàn)象;
3.理解比熱容的概念;
4.并掌握比熱容相關(guān)的吸、放熱的計算。
||豳基礎(chǔ)知識'
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一、比較不同物質(zhì)吸熱能力
1.探究不同物質(zhì)吸熱能力
【實驗?zāi)康摹刻骄坎煌矬w的吸熱能力。
【實驗器材】相同的鐵臺架、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯、溫度計、攪拌器兩套,火柴、秒表、水和另一
種液體(如煤油)。
【實驗步驟】
(1)按圖組裝器材。
(2)取質(zhì)量相同的水和煤油(60g),常溫下待溫度穩(wěn)定后(控制兩種液體初溫相同),測出兩種液
體的溫度,并計入表格。
(3)點燃酒精燈,同時給水和煤油加熱,加熱時間為5分鐘,測量此時兩種液體溫度并計入表格。
(4)實驗表格(參考數(shù)據(jù))
物質(zhì)種類質(zhì)量/g初溫/℃末溫/久溫升/汽加熱時間(min)
水602040205
煤油602056365
(5)整理器材。
【實驗結(jié)論】質(zhì)量相同的水和另一種液體(如煤油),吸收相同的熱量,煤油的溫度升高較大。
2.實驗注意事項:
(1)溫度計的使用方法
液泡要全部浸入液體中,不能碰容器壁,也不能碰容器底部
(2)選擇相同的熱源、保證相同加熱時間相同目的
是為了讓兩種物質(zhì)吸收的熱量相同(本實驗是一個理想化實驗,不考慮熱量散失)
(3)安裝實驗器材的順序
自下而上
(4)可選擇不同的液體進行實驗,目的是什么?
這樣可以減小實驗中偶然因素造成的誤差,使實驗結(jié)論更具有普遍性。
(5)控制變量法的應(yīng)用
①取質(zhì)量相同的水和食用油分別放入兩燒杯中(注意不是體積相同)
②實驗中選用相同的酒精燈(酒精量可以不一樣,但火焰大小必須一樣)給水和煤油加熱相同時間,
使兩種物質(zhì)吸收的熱量相同
③讓水和煤油升高相同的溫度,比較加熱的時間。
(6)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用
酒精燈燃燒每秒放出的熱量是一定的,較熱相同時間,放出的熱量相同。不考慮熱量損失,放出的
熱量全部被水和煤油吸收,故物質(zhì)吸收熱量的多少就轉(zhuǎn)換成加熱時間的長短。
(7)判斷物質(zhì)吸熱能力強弱的兩種方法
①加熱相同的時間,通過比較溫度變化的快慢來判斷物體的吸熱能力的強弱,溫度變化快的吸熱能力弱。
②升高相同的溫度,通過比較加熱時間長短來判斷吸熱能力的強弱,加熱時間長的物體吸熱能力強
二、比熱容
1.定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì)在溫度升高時,吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比叫做這種物
質(zhì)的比熱容,用符號C表示。
2.定義式:c=—%—o
m(t2一.)
3.單位:焦耳每千克攝氏度,符號是:J/(kg?℃),比熱容單位是由質(zhì)量、溫度和熱量組成的組合單位。
4.物理意義:水的比熱容是4.2Xl()3j/(kg??),表示的物理意義是:1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量
是42X1(06
5.一些常見物質(zhì)的比熱容
幾種物質(zhì)的比熱[J/(Kg-℃)]
水4.2X103砂石0.92X103鐵.鋼0.46X103
冰2.1X103玻璃0.67X103銅0.39X103
煤油2.1X103橡膠1.7X103水銀0.14X103
酒精2.4X103水蒸氣1.88X103鋁0.88X103
甘油2.5X103干泥土0.84X103鉛0.13X103
【特別提示】
1.比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)
(1)同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱容與其質(zhì)量、吸收(或放出)熱量的多少及溫度的改變無關(guān)。
(2)同一種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下比熱容不同,如冰、水的比熱容是不同的。
2.水的比熱容比較大,是4.2xl03j/(kg?℃)o主要表現(xiàn):
(1)由于水的比熱容較大,一定質(zhì)量的水升高(或降低)一定的溫度吸收(或放出)的熱量較多,
我們用水作為冷卻劑和取暖用。
(2)由于水的比熱容較大,一定質(zhì)量的水吸收(或放出)較多的熱量而自身的溫度卻改變不多,這
一點有利于調(diào)節(jié)氣候。夏天,太陽曬到海面上,海水的溫度升高過程中吸收大量的熱,所以人們住在
海邊并不覺得特別熱;冬天,氣溫低了,海水由于溫度降低而放出大量的熱,使沿海氣溫降得不是太
低,所以住在海邊的人又不覺得特別冷。
7.比熱容的應(yīng)用
(1)與質(zhì)量相同的其他物質(zhì)相比,水的比熱容在常見的物質(zhì)中是比較大的。動物體中70%左右是水,
例如黃牛。與質(zhì)量相同的其他物質(zhì)相比,水吸收(或放出)相同的熱量,升高(或降低)的溫度相對較小。體
型較大的溫血動物體內(nèi)水分多,對維持自身的體溫有優(yōu)勢。
(2)水是生命之源,人的生活離不開水,冬天人們用熱水流過散熱器來取暖,用熱水的好處是由于相
同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)相比,降低相同的溫度,由于水的比熱容大,水放出的熱量多,所以用熱水流過散
熱器來取暖。
(3)炒栗子時里面加沙子有何作用?炒栗子時,栗子表面與熱鍋的接觸面積很小,不利于傳熱。沙子
的顆粒小可以填塞栗子間的空隙,這些被炒熱的沙子大大增加了對栗子傳熱的面積,使栗子能均勻受熱。
另外,沙子的比熱容較小,吸熱時升溫較快,可縮短炒熟的時間。也可以節(jié)能。
(4)城市種植花草樹木,提高綠地覆蓋率,修建人工湖,擴大水域面積,大大改善了市民的居住環(huán)境,
讓全市民享受到了“綠城”帶來的實惠。從物理角度講,花草樹木對聲音有一定的吸收作用,起到減弱噪
音的作用:人工湖的建成,由于水的比熱容較大,吸收或放出熱量時,水的溫度變化較小,即溫差小,有
恒溫作用。
(5)夏日,在烈日暴曬下,游泳池旁的混凝土地面熱得燙腳,而池中的水卻不怎么熱,這是因為質(zhì)量
相等的水和混凝土,照射同樣的時間,吸收相同熱量,由于水的比熱容較大,水的溫度升高較小。因此,
池水的溫度比混凝土低,所以在烈日暴曬下,游泳池旁的混凝土地面熱得燙腳,而池中的水卻不怎么熱。
特別提醒
不要誤認為所有跟誰有關(guān)的應(yīng)用都是利用水的比熱容大的特點,如往教室灑水感到?jīng)隹焓抢盟舭l(fā)
吸熱的原理。
知識點三、熱量的計算
(1)物質(zhì)吸熱時熱量的簡單計算
吸熱:QK=cmAt=cm(t-t0);
(2)物質(zhì)放熱時熱量的計算
放熱:Q放=cmZ\t=cm(to-t)。
(3)其中:Q吸一吸收的熱量,單位:焦(J),Q放一放出的熱量。
c一比熱容,單位:焦每千克攝氏度(J/(kg-℃))
m—質(zhì)量,單位:千克(kg)
△t一變化的溫度(升高或降低的溫度),單位:攝氏度(℃);t。一初始溫度、t一末溫。
l|Q考點剖$
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考點一:比熱容的理解
角度:1:概念理解
例1.下面有關(guān)比熱容的說法中,正確的是()
A.夏天在河邊游玩感覺河水涼,但河邊的巖石卻很燙,原因是水的比熱容比巖石小
B.汽車發(fā)動機用水來冷卻,是因為水具有較大的比熱容
C.比熱容是物質(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)的種類有關(guān)
D.銅的比熱容比鋁小,所以在吸收相同的熱量后銅升高的溫度一定比鋁高
角度::2:利用比熱容解釋生活中的現(xiàn)象
在1例2.小紅和小蘭同學分別住榮灣湖和萬福來(城市中心)附近,暑假期間她們倆對一天的氣溫分
別進行了測量并將溫度記錄如圖中,由圖可以判斷()
A.小紅住在榮灣湖B.小蘭住在榮灣湖
C.小紅、小蘭都住在榮灣湖D.小紅、小蘭都住在萬福來
角度3:水比熱容的利用
例3.水的比熱容較大在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用。下列做法,與此特點無關(guān)的是
A.暖氣設(shè)備用熱水供暖B.汽車發(fā)動機用水冷卻
C.在地面上灑水來納涼D.往稻田里灌水防秧苗凍壞
考點二:熱量的計算
角度1:簡單吸放熱的計算
[\1例3.用煤氣灶把初溫為20℃,質(zhì)量為2kg的水加熱到70℃,水吸收的熱量為。[水的比熱
容為4.2x103J/(kg?℃)]
角度2:圖像問題
在[例4.如圖是用兩個相同的加熱器對質(zhì)量相同的甲、乙兩液體加熱后它們的溫度隨時間的變化關(guān)系圖
像。假設(shè)加熱過程中熱量損失相同,己知甲、乙兩液體中有一種是水。甲、乙兩液體的比熱容之比為
角度:3:冷熱混合問題
例5.把一金屬塊加熱到100℃,投入到15℃的一杯水中,水溫升高到20℃;迅速取出金屬塊,放
到火爐里加熱很長時間后,此時水溫已經(jīng)降到17℃,拿出金屬塊迅速投入那杯水中,水溫又升高45℃,已
知水的質(zhì)量為金屬質(zhì)量的2倍,則金屬塊的比熱容為"(kg」。,火爐的溫度是℃(不計熱量損
失)。
||域真題演晨
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1.(2017.江蘇無錫?中考真題)用如圖所示的裝置,先后加熱初溫、質(zhì)量均相同的水和煤油,比較兩種液
體比熱容的大小,多次實驗表明:要讓水和煤油升高相同的溫度,水需要的加熱時間更長,以下關(guān)于該實
驗的操作及分析錯誤的是()
?舍.
A.水比煤油的比熱容大
B.加熱時用玻璃棒不斷攪拌,是為了水和煤油受熱均勻
C.實驗中可以不使用溫度計,讓水和煤油都沸騰后再比較加熱時間
D.相同質(zhì)量的水和煤油,若吸收相同熱量后。煤油比水升高的溫度大
2.(2022.山東濟南.統(tǒng)考中考真題)炎炎夏日,小梅來到美麗的海濱城市青島。她發(fā)現(xiàn),在這里白天的風
常常從海面吹向陸地,而每到夜晚風卻從陸地吹向海面。她利用學過的物理知識進行分析,并畫出陸地和
海面之間空氣流動情況的示意圖,如圖所示。形成這一現(xiàn)象的主要原因是()
白大夜晚
A.海水的密度小于砂石的密度B.海水的密度大于砂石的密度
C.海水的比熱容小于砂石的比熱容D.海水的比熱容大于砂石的比熱容
3.(2022?湖南邵陽?統(tǒng)考中考真題)濕地被稱為“地球之腎”,能調(diào)節(jié)空氣的濕度和溫度,其中能調(diào)節(jié)溫度主
要是因為水的()
A.比熱容大B.密度大C.流動性大D.熱值大
4.(2017?湖南株洲,|?中考真題)如圖為白天海陸風形成的示意圖。海陸風形成的原因是:與海洋相比,陸
地的土地()
海陸熱力環(huán)流示意圖
A.比熱容較小,在相同日照條件下升溫較快,氣溫較高
B.比熱容較小,在相同日照條件下升溫較慢,氣溫較低
C.比熱容較大,在相同日照條件下升溫較快,氣溫較高
D.比熱容較大,在相同日照條件下升溫較慢,氣溫較低
5.(2019?山東濱州?統(tǒng)考中考真題)質(zhì)量和溫度都相同的甲、乙兩種物質(zhì),用同樣的加熱器進行加熱,它
們的溫度隨時間變化的圖象如圖所示,下列說法正確的是()
A.甲物質(zhì)的沸點一定是80℃,乙物質(zhì)的沸點一定是40℃
B.0~6min甲比乙吸收的熱量多
C.8~10min甲和乙繼續(xù)吸熱,雖然溫度各自保持不變,但甲和乙的內(nèi)能都不斷增加
D.甲的比熱容大于乙的比熱容
6.(2021?山東濱州?統(tǒng)考中考真題)如圖甲所示,將質(zhì)量相等的甲、乙兩種物質(zhì)分別裝在兩個相同的試管
中,放入裝有水的燒杯中加熱。繪制出溫度隨時間變化的圖像,如圖乙所示,下列說法正確的是()
甲乙
A.甲物質(zhì)是晶體,乙物質(zhì)是非晶體
B.0~2min內(nèi)乙物質(zhì)比甲物質(zhì)吸收的熱量多
C.乙物質(zhì)在8C段不斷吸熱,溫度不變,內(nèi)能增加
D.乙物質(zhì)在段的比熱容比CD段的比熱容大
7.(2022?四川宜賓.統(tǒng)考中考真題)小凈外出旅游中,將質(zhì)量為1kg的水從28℃它加熱至沸騰時測得水溫
為98℃,由此可知當?shù)卮髿鈮篲____(選填“高于”、“等于”或“低于”)1標準大氣壓;水吸收的熱量是Jo
[c次=4.2xl03j/(kg?℃)]
8.(2022?西藏?統(tǒng)考中考真題)“母親節(jié)”這天,扎西同學為媽媽燉了一碗排骨湯,將裝湯的碗放在有5kg
水的盆子中進行降溫。扎西同學用水進行降溫主要是利用了水的大,過了一會兒,水溫由15℃升高
到20℃,水吸收的熱量為Jo廣水=4.2xl03j/(kg,C)]
|]|過關(guān)檢測門|
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1.濕地被稱為“地球之腎”,它能調(diào)節(jié)空氣濕度和溫度,其中能調(diào)節(jié)溫度主要是因為水具有較大()
A.熱量B.內(nèi)能C.溫度D.比熱容
2.如圖,利用了“水的比熱容大”這一特性的是()
3.甲、乙兩種物質(zhì)的質(zhì)量之比是2:3,比熱容之比是3:5,它們吸收的熱量之比是1:2,則甲、乙兩物體升
高溫度之比是()
A.5:4B.4:5C.1:5D.5:1
4.冰在熔化成水的過程中,下列判斷正確的是()
A.比熱容不變,溫度改變B.比熱容改變,溫度不變
C.比熱容、溫度都增加D.比熱容、溫度都不變
5.太原植物園開始運營,它占地面積約2700多畝,打造了月季園、珍稀植物園、棕地恢復(fù)示范園等28個
專類園。自開館以來便吸引了無數(shù)游客去領(lǐng)略它非同尋常的美。關(guān)于植物園中有關(guān)的現(xiàn)象,下列說法正確
的是()
A.清晨園內(nèi)云霧繚繞是擴散現(xiàn)象
B.園內(nèi)溫度高時才能明顯聞到花香,說明分子只有在溫度高時才運動
C.植物上的露珠是空氣中的水蒸氣吸熱液化形成的
D.熱帶雨林館比沙生植物館的晝夜溫差小,主要是因為水的比熱容比沙子大
6.如圖甲所示,把一個高溫小球放入一小盒低溫的沙子中,兩者的溫度變化如圖乙所示,在前5min內(nèi),
內(nèi)能不斷增加的是(選填“小球”或“沙子,),通過乙圖可得兩者比熱容的大小關(guān)系是("小球
的比熱容大”、“沙子的熱容大”或“無法比較”)。
7.如圖甲所示,將熱湯放在冷水中,圖乙反映了兩者的溫度變化,由圖可知,0~5min過程中,熱湯內(nèi)能的
變化特點是,由圖乙___________(選填“能”或“不能”)判斷水的比熱容比熱湯的比熱容大;溫
度為10℃,質(zhì)量20°g的某種液體,吸收L44X104J的熱量后溫度升高到40C,該液體的比熱容是
J/(kg-℃)
甲
8.南寧園博園內(nèi)有一處親水沙灘,到此游玩的小麗發(fā)現(xiàn)烈日下沙灘上的沙子熱得燙腳,而湖水卻是涼爽的。
這是為什么呢?請用學過的物理知識解釋這種現(xiàn)象。
9.500克的鐵鍋中放有2升20℃的水,把這些水加熱使度升高30℃,求:
(1)鍋內(nèi)水吸收的熱量是多少?
(2)鐵鍋吸收多少熱量?
(3)總共需要吸收多少熱量?[鐵的比熱容為0.46xl03j/(kg.℃),水的比熱容為4.2xl03j/(kg.℃)]
第03講比熱容
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學習目標
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5.掌握探究不同物質(zhì)的吸熱能力;
6.利用比熱容的性質(zhì)去解釋生活中的物理現(xiàn)象;
7.理解比熱容的概念;
8.并掌握比熱容相關(guān)的吸、放熱的計算。
||豳基礎(chǔ)知
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一、比較不同物質(zhì)吸熱能力
1.探究不同物質(zhì)吸熱能力
【實驗?zāi)康摹刻骄坎煌矬w的吸熱能力。
【實驗器材】相同的鐵臺架、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯、溫度計、攪拌器兩套,火柴、秒表、水和另一
種液體(如煤油)。
【實驗步驟】
(1)按圖組裝器材。
(2)取質(zhì)量相同的水和煤油(60g),常溫下待溫度穩(wěn)定后(控制兩種液體初溫相同),測出兩種液
體的溫度,并計入表格。
(3)點燃酒精燈,同時給水和煤油加熱,加熱時間為5分鐘,測量此時兩種液體溫度并計入表格。
(4)實驗表格(參考數(shù)據(jù))
物質(zhì)種類質(zhì)量/g初溫/℃末溫/℃溫升/℃加熱時間(min)
水602040205
煤油602056365
(5)整理器材。
【實驗結(jié)論】質(zhì)量相同的水和另一種液體(如煤油),吸收相同的熱量,煤油的溫度升高較大。
2.實驗注意事項:
(1)溫度計的使用方法
液泡要全部浸入液體中,不能碰容器壁,也不能碰容器底部
(2)選擇相同的熱源、保證相同加熱時間相同目的
是為了讓兩種物質(zhì)吸收的熱量相同(本實驗是一個理想化實驗,不考慮熱量散失)
(3)安裝實驗器材的順序
自下而上
(4)可選擇不同的液體進行實驗,目的是什么?
這樣可以減小實驗中偶然因素造成的誤差,使實驗結(jié)論更具有普遍性。
(5)控制變量法的應(yīng)用
①取質(zhì)量相同的水和食用油分別放入兩燒杯中(注意不是體積相同)
②實驗中選用相同的酒精燈(酒精量可以不一樣,但火焰大小必須一樣)給水和煤油加熱相同時間,
使兩種物質(zhì)吸收的熱量相同
③讓水和煤油升高相同的溫度,比較加熱的時間。
(6)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用
酒精燈燃燒每秒放出的熱量是一定的,較熱相同時間,放出的熱量相同。不考慮熱量損失,放出的
熱量全部被水和煤油吸收,故物質(zhì)吸收熱量的多少就轉(zhuǎn)換成加熱時間的長短。
(7)判斷物質(zhì)吸熱能力強弱的兩種方法
①加熱相同的時間,通過比較溫度變化的快慢來判斷物體的吸熱能力的強弱,溫度變化快的吸熱能力弱。
②升高相同的溫度,通過比較加熱時間長短來判斷吸熱能力的強弱,加熱時間長的物體吸熱能力強
二、比熱容
6.定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì)在溫度升高時,吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比叫做這種物
質(zhì)的比熱容,用符號c表示。
8.單位:焦耳每千克攝氏度,符號是:J/(kg?℃),比熱容單位是由質(zhì)量、溫度和熱量組成的組合單位。
9.物理意義:水的比熱容是4.2X103j/(kg?℃),表示的物理意義是:1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量
是4.2><10號。
10.一些常見物質(zhì)的比熱容
幾種物質(zhì)的比熱[J/(Kg-℃)]
水4.2X103砂石0.92X103鐵.鋼0.46X103
冰2.1X103玻璃0.67X103銅0.39X103
煤油2.1X103橡膠1.7X103水銀0.14X103
酒精2.4X103水蒸氣1.88X103鋁0.88X103
甘油2.5X103干泥土0.84X1O3鉛0.13X103
【特別提示】
2.比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)
(1)同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱容與其質(zhì)量、吸收(或放出)熱量的多少及溫度的改變無關(guān)。
(2)同一種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下比熱容不同,如冰、水的比熱容是不同的。
2.水的比熱容比較大,是4.2X103j/(kg?℃)o主要表現(xiàn):
(1)由于水的比熱容較大,一定質(zhì)量的水升高(或降低)一定的溫度吸收(或放出)的熱量較多,
我們用水作為冷卻劑和取暖用。
(2)由于水的比熱容較大,一定質(zhì)量的水吸收(或放出)較多的熱量而自身的溫度卻改變不多,這
一點有利于調(diào)節(jié)氣候。夏天,太陽曬到海面上,海水的溫度升高過程中吸收大量的熱,所以人們住在
海邊并不覺得特別熱;冬天,氣溫低了,海水由于溫度降低而放出大量的熱,使沿海氣溫降得不是太
低,所以住在海邊的人又不覺得特別冷。
7.比熱容的應(yīng)用
(1)與質(zhì)量相同的其他物質(zhì)相比,水的比熱容在常見的物質(zhì)中是比較大的。動物體中70%左右是水,
例如黃牛。與質(zhì)量相同的其他物質(zhì)相比,水吸收(或放出)相同的熱量,升高(或降低)的溫度相對較小。體
型較大的溫血動物體內(nèi)水分多,對維持自身的體溫有優(yōu)勢。
(2)水是生命之源,人的生活離不開水,冬天人們用熱水流過散熱器來取暖,用熱水的好處是由于相
同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)相比,降低相同的溫度,由于水的比熱容大,水放出的熱量多,所以用熱水流過散
熱器來取暖。
(3)炒栗子時里面加沙子有何作用?炒栗子時,栗子表面與熱鍋的接觸面積很小,不利于傳熱。沙子
的顆粒小可以填塞栗子間的空隙,這些被炒熱的沙子大大增加了對栗子傳熱的面積,使栗子能均勻受熱。
另外,沙子的比熱容較小,吸熱時升溫較快,可縮短炒熟的時間。也可以節(jié)能。
(4)城市種植花草樹木,提高綠地覆蓋率,修建人工湖,擴大水域面積,大大改善了市民的居住環(huán)境,
讓全市民享受到了“綠城”帶來的實惠。從物理角度講,花草樹木對聲音有一定的吸收作用,起到減弱噪
音的作用:人工湖的建成,由于水的比熱容較大,吸收或放出熱量時,水的溫度變化較小,即溫差小,有
恒溫作用。
(5)夏日,在烈日暴曬下,游泳池旁的混凝土地面熱得燙腳,而池中的水卻不怎么熱,這是因為質(zhì)量
相等的水和混凝土,照射同樣的時間,吸收相同熱量,由于水的比熱容較大,水的溫度升高較小。因此,
池水的溫度比混凝土低,所以在烈日暴曬下,游泳池旁的混凝土地面熱得燙腳,而池中的水卻不怎么熱。
特別提醒
不要誤認為所有跟誰有關(guān)的應(yīng)用都是利用水的比熱容大的特點,如往教室灑水感到?jīng)隹焓抢盟舭l(fā)
吸熱的原理。
知識點三、熱量的計算
(1)物質(zhì)吸熱時熱量的簡單計算
吸熱:QK=cmAt=cm(t-t0);
(2)物質(zhì)放熱時熱量的計算
放熱:Q放=cmZ\t=cm(to-t)。
(3)其中:Q吸一吸收的熱量,單位:焦(J),Q放一放出的熱量。
c一比熱容,單位:焦每千克攝氏度(J/(kg-℃))
m—質(zhì)量,單位:千克(kg)
△t一變化的溫度(升高或降低的溫度),單位:攝氏度(℃);t。一初始溫度、t一末溫。
l|Q考點剖$
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考點一:比熱容的理解
角度:1:概念理解
例L下面有關(guān)比熱容的說法中,正確的是()
A.夏天在河邊游玩感覺河水涼,但河邊的巖石卻很燙,原因是水的比熱容比巖石小
B.汽車發(fā)動機用水來冷卻,是因為水具有較大的比熱容
C.比熱容是物質(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)的種類有關(guān)
D.銅的比熱容比鋁小,所以在吸收相同的熱量后銅升高的溫度一定比鋁高
【答案】B
【詳解】A.因為水的比熱容比巖石的大,相同質(zhì)量的水和巖石比較,吸收相同的熱量(都在太陽照射下),
水的溫度升高的少,河水是涼涼的,而巖石的溫度升高的多,熱得燙腳,故A錯誤;
B.汽車發(fā)動機工作時產(chǎn)生大量熱量,這些熱量如果不迅速轉(zhuǎn)移,就可能損害發(fā)動機,因此利用水的比熱容
大的特點把這些熱迅速吸收,使發(fā)動機的溫度不致升得太高,故B正確;
C.比熱容是物質(zhì)的一種特性,和物體吸收熱量的多少、溫度的高低、質(zhì)量的大小都沒有關(guān)系,與物質(zhì)的種
類和狀態(tài)有關(guān),故c錯誤;
D.根據(jù)??芍?,物體溫度的變化與吸收熱量的多少、比熱容的大小以及質(zhì)量有關(guān),因此只確定比
熱容、熱量的關(guān)系,不確定質(zhì)量關(guān)系時,無法比較銅與鋁溫度變化的高低,故D錯誤。
故選B。
角度::2:利用比熱容解釋生活中的現(xiàn)象
「、一[例2.小紅和小蘭同學分別住榮灣湖和萬福來(城市中心)附近,暑假期間她們倆對一天的氣溫分
別進行了測量并將溫度記錄如圖中,由圖可以判斷(
A.小紅住在榮灣湖B.小蘭住在榮灣湖
C.小紅、小蘭都住在榮灣湖D.小紅、小蘭都住在萬福來
【答案】A
【詳解】水和沙石在同樣吸放熱條件下,因為水的比熱容大,溫度變化小,所以溫度變化較小的左圖是水
多的地方一天中溫度隨時間變化的圖線。由于榮灣湖中的水多,萬福來周圍沙石多,故左圖為榮灣湖的溫
度變化曲線,小紅住在榮灣湖,故A符合題意,BCD不符合題意。
故選Ao
角度3:水比熱容的利用
小]例3.水的比熱容較大在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用。下列做法,與此特點無關(guān)的是
()
A.暖氣設(shè)備用熱水供暖B.汽車發(fā)動機用水冷卻
C.在地面上灑水來納涼D.往稻田里灌水防秧苗凍壞
【答案】C
【詳解】A.因為水的比熱容大,同樣質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,降低相同的溫度,水放出的熱量多,故冬
天室內(nèi)的暖氣用熱水循環(huán)供熱,故A不符合題意;
B.因為水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,升高相同的溫度,水吸收的熱量多,所以汽車發(fā)動
機的冷卻循環(huán)系統(tǒng)用水做工作物質(zhì),故B不符合題意;
C.炎熱的夏天,往室內(nèi)地面上灑水,水蒸發(fā)會從周圍吸熱而降低周圍環(huán)境的溫度,不是利用水的比熱容大
的特點,故C符合題意;
D.水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,降低相同的溫度,水放出的熱量多,所以晚上向秧苗田
里放水,水可以放出更多的熱量以防凍壞秧苗,故D不符合題意。
故選Co
考點二:熱量的計算
角度1:簡單吸放熱的計算
例3.用煤氣灶把初溫為20℃,質(zhì)量為2kg的水加熱到70℃,水吸收的熱量為。[水的比熱
容為42xl03j/(kg.℃)]
【答案】4.2xlO5
【詳解】[1]水吸收的熱量
5
Q所cm(”o)=4.2x103〃(kg.℃)x2kgx(70℃-20℃)=4.2xlOJ
角度2:圖像問題
例4.如圖是用兩個相同的加熱器對質(zhì)量相同的甲、乙兩液體加熱后它們的溫度隨時間的變化關(guān)系圖
像。假設(shè)加熱過程中熱量損失相同,已知甲、乙兩液體中有一種是水。甲、乙兩液體的比熱容之比為,
其中(選填“甲”或“乙”)是水。
【詳解】[1]由圖可知,初溫都為20℃,加熱時間90min后,兩物質(zhì)的末溫[行90℃,//=50℃
Q
因為聽乙,
mmQ吸kQ吸乙,根據(jù)。=制,一0)得'甲、乙兩液體的比熱容之比
9_〃廂(加一幻t乙f50℃—20℃_3
三一Q吸乙一一屆一M一90C-20C-5
叱U乙-%)
⑵由圖像可以看出,在相等時間內(nèi),液體甲溫度變化量大,而兩個加熱器相同、加熱時間相等時,兩種液
Q
體吸收的熱量相等,由0=〃,、可知,在質(zhì)量相等、初溫相同、吸熱也相同的情況下,末溫高的液體比
機(/一辦)
熱容小,所以甲的比熱容小,乙的比熱容大,故乙液體是水。
角度:3:冷熱混合問題
例5.把一金屬塊加熱到100℃,投入到15℃的一杯水中,水溫升高到20℃;迅速取出金屬塊,放
到火爐里加熱很長時間后,此時水溫已經(jīng)降到17℃,拿出金屬塊迅速投入那杯水中,水溫又升高45℃,已
知水的質(zhì)量為金屬質(zhì)量的2倍,則金屬塊的比熱容為J/(kg-℃),火爐的溫度是℃(不計熱量損
失)。
【答案】525622
【詳解】(1)已知水的質(zhì)量為金屬質(zhì)量的2倍,假設(shè)金屬質(zhì)量為加,則水的質(zhì)量為2也把一金屬塊加熱到100℃,
投入到15℃的一杯水中,水溫升高到20℃,水吸收的熱量等于金屬塊放出的熱量,則
c金飛(100℃_20℃)=c水%(20℃-15℃)
可得%=?1%='x4.2x103J/(kg-℃)=0.525xlO3J/(kg?℃)
88
(2)假設(shè)金屬塊第二次在火爐中取出的溫度為t,則水和金屬塊的末溫為17℃+45℃=62℃
水吸收的熱量等于金屬塊放出的熱量,則C金m金62℃)=c水以X35℃,代入數(shù)據(jù)后計算可得f=622℃。
[域真題演練'
----------------------IIIIIIIIIII1IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII------------------------
1.(2017?江蘇無錫?中考真題)用如圖所示的裝置,先后加熱初溫、質(zhì)量均相同的水和煤油,比較兩種液
體比熱容的大小,多次實驗表明:要讓水和煤油升高相同的溫度,水需要的加熱時間更長,以下關(guān)于該實
驗的操作及分析錯誤的是()
A.水比煤油的比熱容大
B.加熱時用玻璃棒不斷攪拌,是為了水和煤油受熱均勻
C.實驗中可以不使用溫度計,讓水和煤油都沸騰后再比較加熱時間
D.相同質(zhì)量的水和煤油,若吸收相同熱量后。煤油比水升高的溫度大
【答案】C
【詳解】A.由題意可知,質(zhì)量相同的水和煤油,升高相同的溫度時,水需要的加熱時間較長,即吸收的熱
量多,說明水的吸熱能力強,所以水的比熱容大于煤油的比熱容,故A正確,不符合題意;
B.實驗中攪拌器的作用是:使液體受熱均勻,實驗效果更好,故B正確,不符合題意;
C.水和煤油的沸點不同,則兩者升高的溫度不同,且加熱至沸騰所用時間也不同無法比較比熱容的大小,
故C錯誤,符合題意;
D.相同質(zhì)量的水和煤油,若吸收相同熱量后,由煤油的比熱容小可知,煤油比水升高的溫度大,故D正
確,不符合題意。
故選C。
2.(2022?山東濟南?統(tǒng)考中考真題)炎炎夏日,小梅來到美麗的海濱城市青島。她發(fā)現(xiàn),在這里白天的風
常常從海面吹向陸地,而每到夜晚風卻從陸地吹向海面。她利用學過的物理知識進行分析,并畫出陸地和
海面之間空氣流動情況的示意圖,如圖所示。形成這一現(xiàn)象的主要原因是()
A.海水的密度小于砂石的密度B.海水的密度大于砂石的密度
C.海水的比熱容小于砂石的比熱容D.海水的比熱容大于砂石的比熱容
【答案】D
【詳解】質(zhì)量相同的水和沙吸收相同的熱量,水的溫度變化低于沙石的溫度變化,是因為水的比熱容大于
沙石的比熱容;在相同的日曬情況下,沙石上方的空氣溫度會升得較快,其密度也變得較小而上升,海面
上溫度較低密度較大的空氣會補充過來,從而形成海面吹向陸地的風,而晚上,沙石上方的空氣溫度下降
得較快,其密度也變得較大而下降,海面上溫度下降慢且溫度較高、密度較小、空氣上升,陸地的空氣會
補充過來,從而形成陸地吹向海面的風,故ABC不符合題意,D符合題意。
故選D。
3.(2022?湖南邵陽?統(tǒng)考中考真題)濕地被稱為“地球之腎”,能調(diào)節(jié)空氣的濕度和溫度,其中能調(diào)節(jié)溫度主
要是因為水的()
A.比熱容大B.密度大C.流動性大D.熱值大
【答案】A
【詳解】A.由公式。=。棧,的變形式加=義可知,質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當吸收或放出相同熱量時,比
cm
熱容較大的物質(zhì)溫度變化較小,因此,比熱容大的物質(zhì)對調(diào)節(jié)溫度有很好的作用。濕地中含有大量的水,
而水的比熱容較大,當周圍環(huán)境開始升溫時,濕地升高的溫度比周圍環(huán)境升高的溫度小,出現(xiàn)溫差,從而
使熱量由周圍環(huán)境向含水較多的濕地傳遞,濕地中的水吸收周圍環(huán)境釋放的熱量,使周圍溫度上升較??;
當周圍環(huán)境溫度下降時,由于水的比熱容大,含水較多的濕地下降的溫度比周圍環(huán)境下降的溫度小,出現(xiàn)
溫差,從而使熱量由濕地向周圍的環(huán)境傳遞,周圍環(huán)境吸收熱量,溫度下降較??;這樣利用水的比熱容較
大使周圍環(huán)境的溫度不會發(fā)生太大的變化,起到了調(diào)節(jié)溫度的作用,因此濕地能調(diào)節(jié)溫度主要是因為水的
比熱容大,故A符合題意;
B.密度是指某種物質(zhì)組成的物體質(zhì)量與它的體積之比,是物質(zhì)的一種特性,水的密度與調(diào)節(jié)溫度無關(guān),故
B不符合題意;
C.流動的水在運動過程中與接觸且具有溫度差的物體之間會發(fā)生熱傳遞,但這些傳遞的熱量對與之不接觸
的環(huán)境之間影響不大,故水的流動性大對濕地可以調(diào)節(jié)溫度的功能沒有太多貢獻,故c不符合題意;
D.熱值是指燃料完全燃燒放出的熱量與燃料質(zhì)量之比,其物理意義是1kg燃料完全燃燒放出的熱量,而水
并不是燃料不具有熱值,故D不符合題意。
故選Ao
4.(2017?湖南株洲?中考真題)如圖為白天海陸風形成的示意圖。海陸風形成的原因是:與海洋相比,陸
地的土地()
海陸熱力環(huán)流示意圖
A.比熱容較小,在相同日照條件下升溫較快,氣溫較高
B.比熱容較小,在相同日照條件下升溫較慢,氣溫較低
C.比熱容較大,在相同日照條件下升溫較快,氣溫較高
D.比熱容較大,在相同日照條件下升溫較慢,氣溫較低
【答案】A
【詳解】因為水的比熱容比泥土、沙石的比熱容大,白天,太陽照射下海岸和海水吸收相同的熱量,海水
溫度上升慢;海岸吸熱后,溫度上升快,熱空氣上升,微風從海洋吹向陸地,形成海風;而夜晚,海岸和
海水放出相同的熱量,但水的比熱容大,海水溫度降低得少,海面氣溫較高,空氣上升,風就從陸地吹向
海上,形成陸風,故A符合題意。
故選Ao
5.(2019?山東濱州?統(tǒng)考中考真題)質(zhì)量和溫度都相同的甲、乙兩種物質(zhì),用同樣的加熱器進行加熱,它
們的溫度隨時間變化的圖象如圖所示,下列說法正確的是()
用
A.甲物質(zhì)的沸點一定是80°C,乙物質(zhì)的沸點一定是40℃
B.0~6min甲比乙吸收的熱量多
C.8~10min甲和乙繼續(xù)吸熱,雖然溫度各自保持不變,但甲和乙的內(nèi)能都不斷增加
D.甲的比熱容大于乙的比熱容
【答案】C
【詳解】A.由圖象可知,甲和乙的末溫保持不變,但可能處在熔化過程中,也可能處于沸騰過程中,此時
的溫度不一定是沸點,故A錯誤;
B.實驗中用同樣的加熱器進行加熱,在相同時間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量是相同的,則在0~6min內(nèi)兩物質(zhì)吸收
的熱量都是相同的,故B錯誤;
C.8~10min甲和乙繼續(xù)吸熱,甲和乙的內(nèi)能都不斷增加,故C正確;
D.由圖可知,在0~6min內(nèi),加熱時間相同,吸收的熱量相同,甲的溫度變化快,且兩物質(zhì)的質(zhì)量相同,
根據(jù)。可知,甲的比熱容小,故D錯誤。
故選Co
6.(2021?山東濱州?統(tǒng)考中考真題)如圖甲所示,將質(zhì)量相等的甲、乙兩種物質(zhì)分別裝在兩個相同的試管
中,放入裝有水的燒杯中加熱。繪制出溫度隨時間變化的圖像,如圖乙所示,下列說法正確的是()
A.甲物質(zhì)是晶體,乙物質(zhì)是非晶體
B.0~2min內(nèi)乙物質(zhì)比甲物質(zhì)吸收的熱量多
C.乙物質(zhì)在BC段不斷吸熱,溫度不變,內(nèi)能增加
D.乙物質(zhì)在段的比熱容比CD段的比熱容大
【答案】C
【詳解】A.甲物質(zhì)沒有固定的熔化溫度,是非晶體;乙有固定的熔化溫度,是晶體,故A錯誤;
B.相同時間內(nèi)兩種物質(zhì)吸收的熱量相同,故B錯誤;
C.酒精燈不斷加熱,乙物質(zhì)在8C段不斷從水吸熱,溫度不變,內(nèi)能增加,故C正確;
D.乙物質(zhì)在AB段升溫比CQ段快,說明段的比熱容較小,故D錯誤。
故選C。
7.(2022?四川宜賓?統(tǒng)考中考真題)小凈外出旅游中,將質(zhì)量為1kg的水從28℃它加熱至沸騰時測得水溫
為98℃,由此可知當?shù)卮髿鈮篲_____(選填“高于”、“等于”或"低于”)1標準大氣壓;水吸收的熱量是Jo
[c^=4.2xlO3J/(kg-℃)]
【答案】低于2.94x105
【詳解】[1]液體沸騰時溫度叫做沸點,氣壓越高,沸點越高,氣壓越低,沸點越低。根據(jù)題意知道,水的
沸點是98℃,低于100℃,說明當?shù)氐拇髿鈮盒∮跇藴蚀髿鈮骸?/p>
⑵水在該過程中吸收的熱量。折c次應(yīng)"o)=4.2xlO3j/(kg/C)xlkgx(98℃-28℃)=2.94xlO5j
8.(2022?西藏?統(tǒng)考中考真題)“母親節(jié)”這天,扎西同學為媽媽燉了一碗排骨湯,將裝湯的碗放在有5kg
水的盆子中進行降溫。扎西同學用水進行降溫主要是利用了水的大,過了一會兒,水溫由15℃升高
3
到20℃,水吸收的熱量為Jo[c#=4.2xlOJ/(kg.℃)]
【答案】比熱容1.05x104
[詳解,1]由于水的比熱容大,質(zhì)量相同的水和其它物質(zhì)相比,升高相同的溫度,水吸熱多,冷卻效果好,
所以將裝湯的碗放在水中進行冷卻就是利用水的比熱容大這一特性。
35
⑵水吸收的熱量Qs=cm(t-Zo)=4.2x10J/(kg■℃)x5kgx(20℃-15℃)=1.05x10J
/~~~~~
圉過關(guān)檢測
----------------------llllllllillillllllllllllllllllllllllillll------------------------
1.濕地被稱為“地球之腎”,它能調(diào)節(jié)空氣濕度和溫度,其中能調(diào)節(jié)溫度主要是因為水具有較大()
A.熱量B.內(nèi)能C.溫度D.比熱容
【答案】D
【詳解】因為水的比熱容較大,白天,相同質(zhì)量的水和沙石比較,吸收相同的熱量,水的溫度升高的少;
夜晚,放出相同的熱量,水的溫度降低的少,使得晝夜的溫差小,能有效調(diào)節(jié)周圍環(huán)境的氣溫。故ABC不
符合題意,D符合題意。
故選D。
2.如圖,利用了“水的比熱容大,這一特性的是(
A.利用水冷卻B.利用水做功
利用水造雪利用水撲火
曜息*,
【答案】A
【詳解】A.利用水進行冷卻,利用的是水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)比較,升高相同的溫度可
以吸收更多的熱量。故A符合題意;
B.利用水做功,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,沒有利用水的比熱容大,故B不符合題意;
C.利用水造雪,液態(tài)的水變?yōu)楣虘B(tài)的雪,這是凝固現(xiàn)象,故C不符合題意;
D.利用水撲火,是用水隔絕空氣,減少可燃物與空氣接觸,故D不符合題意。
故選A。
3.甲、乙兩種物質(zhì)的質(zhì)量之比是2:3,比熱容之比是3:5,它們吸收的熱量之比是1:2,則甲、乙兩物體升
高溫度之比是()
A.5:4B.4:5C.1:5D.5:1
【答案】A
【詳解】已知%:叫=2:3,。甲:c乙二3:5,a:。乙=1:2根據(jù)。及二刖八才知甲、乙兩物體升高溫度之比為
A1甲c甲1^。乙初1535
&一。乙一諼'J募一于表一"故A符合題意,BCD不符合題意。
0乙也
故選Ao
4.冰在熔化成水的過程中,下列判斷正確的是()
A.比熱容不變,溫度改變B.比熱容改變,溫度不變
C.比熱容、溫度都增加D.比
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