蘇科版物理九年級(jí)三、物質(zhì)的比熱容(高效培優(yōu)講義)(教師版)_第1頁(yè)
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三、物質(zhì)的比熱容【題型導(dǎo)航】【重難題型講解】 1題型1比較不同物質(zhì)的吸熱能力 1題型2比熱容 5題型3比熱容與熱量的相關(guān)計(jì)算 9題型4水的比熱容特點(diǎn)及應(yīng)用 18【能力培優(yōu)練】 22【鏈接中考】 33【重難題型講解】題型1比較不同物質(zhì)的吸熱能力實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄坎煌镔|(zhì)(如沙子和水)在質(zhì)量、加熱條件相同時(shí),溫度變化與吸能能力的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)方法控制變量法:實(shí)驗(yàn)中需保證不同物質(zhì)的質(zhì)量、溫度變化(初始溫度和最終溫度的差值)、加熱方式(同一熱源)中只有一個(gè)不同,其他的必須保持一致。轉(zhuǎn)換法:比較相同加熱時(shí)間下溫度的變化或者升高相同溫度需要的加熱時(shí)間,間接比較吸能能力。3.實(shí)驗(yàn)步驟①取質(zhì)量相同的水和沙子,裝入相同容器并測(cè)量初始溫度;②用相同的酒精燈加熱相同時(shí)間,記錄最終的溫度(或者升高相同的溫度,記錄加熱所用的時(shí)間)。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論加熱相同的時(shí)間,水升高的溫度較少(或相同質(zhì)量的水升高相同的溫度需要加熱更長(zhǎng)的時(shí)間),一般不同的物質(zhì)具有不同的吸熱能力,水的吸熱能力比沙子更強(qiáng)?!咀⒁狻考訜徇^(guò)程中要求必須使用完全相同的酒精燈,目的是為了保證相同加熱時(shí)間物質(zhì)吸收的熱量相等,若使用不同的酒精燈(如火焰大小、酒精濃度不同),即使加熱時(shí)間相同,兩種物質(zhì)實(shí)際吸收的熱量也可能不同,導(dǎo)致無(wú)法通過(guò)溫度變化準(zhǔn)確比較它們的吸能能力;實(shí)際實(shí)驗(yàn)中因?yàn)闊崃可⑹В晃镔|(zhì)吸收的熱量少于熱源釋放的熱量,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用導(dǎo)熱性差的容器(如塑料杯)或在容器外包裹保溫材料(如泡沫),加熱時(shí)盡量縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。【歸納總結(jié)】不同的物質(zhì)一般吸熱能力不同,實(shí)驗(yàn)中注意變量唯一?!镜淅?-1】如圖甲是小華“探究不同物質(zhì)吸熱本領(lǐng)”的實(shí)驗(yàn)裝置,用兩個(gè)相同的容器和相同的加熱裝置分別給水和煤油加熱:(1)該實(shí)驗(yàn)裝置,其中有一處明顯錯(cuò)誤,請(qǐng)指出錯(cuò)誤之處:;(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),通過(guò)比較(選填“溫度計(jì)示數(shù)”或“加熱時(shí)間”)來(lái)間接反映煤油和水吸收的熱量多少;(3)小華根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)繪制出了如圖乙所示的圖像,由圖像可知,加熱5min時(shí),b物質(zhì)的溫度上升的更明顯,說(shuō)明b的吸熱能力(選填“強(qiáng)”或“弱”),此時(shí)a、b兩種液體吸收的熱量關(guān)系是QaQb。(選填“>”“<”或“=”),由圖像可知a物質(zhì)是(選填“水”或“煤油”);(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,小華又用該裝置探究了水在升高相同的溫度時(shí),吸收熱量多少與質(zhì)量大小的關(guān)系。得到了如圖丙所示的不同質(zhì)量的水在加熱過(guò)程中的溫度隨時(shí)間變化關(guān)系圖像。由圖像可知(選填“A”或“B”)圖像對(duì)應(yīng)水的質(zhì)量較大。【答案】(1)沒(méi)有控制水和煤油質(zhì)量相等(2)加熱時(shí)間(3)弱=水(4)B【詳解】(1)根據(jù)比較吸熱能力的方法,要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同。因?yàn)椴煌镔|(zhì)密度不同,根據(jù),質(zhì)量相同的不同物質(zhì)體積不同,所以圖甲是所用的實(shí)驗(yàn)裝置的錯(cuò)誤之處:沒(méi)有控制水和煤油質(zhì)量相等。(2)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中用相同的加熱裝置分別給水和煤油加熱,相同的加熱器在相同的時(shí)間內(nèi)放出相同的熱量。所以根據(jù)轉(zhuǎn)換法,實(shí)驗(yàn)中,可以通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)反映兩種液體吸收熱量的多少。(3)[1][2][3]由圖像知道,加熱5min時(shí),物質(zhì)b的溫度上升的更明顯,說(shuō)明物質(zhì)b的吸熱能力弱,物質(zhì)a吸熱能力強(qiáng),由于加熱時(shí)間相同,則吸收的熱量是相同的。由于水的吸熱能力比煤油大,故物質(zhì)a是水。(4)用該裝置探究了水在升高相同的溫度時(shí),吸收熱量多少與質(zhì)量大小的關(guān)系。由圖丙可知,B加熱相同的時(shí)間溫度升高的慢,可知B圖像對(duì)應(yīng)水的質(zhì)量較大?!靖櫽?xùn)練1】如圖(a),某小組在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝入質(zhì)量相同的水和食用油,比較它們的吸熱能力。(1)為使兩個(gè)電加熱器在單位時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同,電加熱器的規(guī)格應(yīng)。(2)本實(shí)驗(yàn)中使用的液體溫度計(jì)是根據(jù)液體的規(guī)律制成的。(3)每隔0.5min記錄一次溫度,并將數(shù)據(jù)記錄在下表中。第2.5min時(shí),食用油中的溫度計(jì)示數(shù)如圖(b)所示,為℃。加熱時(shí)間/min00.511.522.5...水的溫度/℃252729313335...食用油的溫度/℃2530343742...分析表中數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)吸熱能力強(qiáng)。(4)為使內(nèi)部充有液態(tài)介質(zhì)的電暖器通電后能迅速升溫,內(nèi)部應(yīng)充入吸熱能力較(填“強(qiáng)”或“弱”)的介質(zhì)。(僅從吸熱能力的角度分析)【答案】(1)相同(2)熱脹冷縮(3)水(4)弱【詳解】(1)電加熱器的規(guī)格相同,才能使兩個(gè)電加熱器在單位時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同。(2)液體溫度計(jì)是根據(jù)液體熱脹冷縮的規(guī)律制成的。(3)[1]由圖可知,溫度計(jì)的分度值為,溫度計(jì)的示數(shù)從下往上逐漸變大,因此溫度為。[2]加熱相同時(shí)間表示吸收相同熱量,由表中數(shù)據(jù)可知,質(zhì)量相同的水和食用油,吸收相同的熱量,水升溫較小,由可知,水的比熱容較大,水吸熱能力強(qiáng)。(4)由可知,質(zhì)量相同的不同物質(zhì)在吸收相同的熱量時(shí),比熱容小的溫度升高的快,所以,為了使電暖氣通電后能迅速升溫,應(yīng)在電暖氣內(nèi)部應(yīng)充入比熱容較小的介質(zhì),即吸熱能力較弱的介質(zhì)?!靖櫽?xùn)練2】在“探究相同質(zhì)量的不同物質(zhì)在升高相同溫度時(shí),吸收熱量的多少是否相同”的實(shí)驗(yàn)中,小明在圖甲、乙所示的相同的燒杯中分別倒入相同質(zhì)量的水和煤油,并使用完全相同的酒精燈進(jìn)行加熱,測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:加熱時(shí)間/min01234水的溫度/℃3034384246煤油的溫度/℃1018263442(1)實(shí)驗(yàn)中需要的測(cè)量工具除了秒表、溫度計(jì),還應(yīng)該有;根據(jù)甲、乙兩幅圖可判斷圖(選填“甲”或“乙”)燒杯中的液體為煤油。(水的密度大于煤油的密度)(2)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得出結(jié)論:質(zhì)量相同的水和煤油,升高相同的溫度時(shí),吸收的熱量多,所以的吸熱能力強(qiáng)。(3)圖丙中的①是煤油加熱時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖線。如果將初溫相同的煤油,質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍,用相同的酒精燈加熱,不考慮熱損失,再繪制出一條溫度隨時(shí)間變化的圖線,該圖線應(yīng)為圖丙中的(選填“①”“②”或“③”)?!敬鸢浮?1)天平乙(2)水水(3)③【詳解】(1)[1][2]本實(shí)驗(yàn)中需要用秒表測(cè)量加熱時(shí)間,用溫度計(jì)測(cè)量溫度,用天平測(cè)量?jī)煞N液體的質(zhì)量;比較兩個(gè)燒杯中的液體體積,圖乙燒杯中的液體體積大,由于水的密度大于煤油的密度,因此圖乙燒杯中的液體為煤油。(2)[1][2]由表中數(shù)據(jù)可知,水和煤油的溫度都升高時(shí),水的加熱時(shí)間為2min,煤油的加熱時(shí)間為1min,故升高相同的溫度,水吸收的熱量多,水的吸熱能力強(qiáng)。(3)用相同的酒精燈給質(zhì)量不同的同種液體加熱時(shí),液體的質(zhì)量越大,液體升溫越慢,故當(dāng)煤油的質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍時(shí),其溫度隨時(shí)間變化的圖線應(yīng)為圖丙中的③。題型2比熱容比熱容的定義物理學(xué)中,將物體溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高溫度的乘積之比,叫做比熱容。(單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱容,符號(hào)為c)計(jì)算公式:c=Qm?Δt;單位:焦/(千克·攝氏度),讀做焦每千克攝氏度,符號(hào)為★特別提醒比熱容是物質(zhì)的一種屬性,與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān)(如冰和水的比熱容不同),雖然可以通過(guò)質(zhì)量,吸收的熱量和溫度變化量計(jì)算,但本質(zhì)上與它們無(wú)關(guān)。比熱容的單位較復(fù)雜,可結(jié)合比熱容的計(jì)算公式推算輔助記憶。比熱容的物理意義反映物質(zhì)吸放熱能力的物理量(比熱容越大,吸放熱能力越強(qiáng))。水的比熱容:C水=4.2×103J/(kg·℃)。它表示一千克的水在溫度升高(或降低)1℃時(shí)需要吸收(或放出)的熱量為4.2×103J?!練w納總結(jié)】比熱容是物質(zhì)的屬性,代表物體的吸熱本領(lǐng),由物體的種類與狀態(tài)決定。【典例2-1】根據(jù)下表的數(shù)據(jù),下列判斷正確的是(

)比熱容:煤油,冰鋁水銅A.物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)無(wú)關(guān)B.200克水的比熱容和100克水的比熱容相等C.質(zhì)量相等的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量,銅塊溫度變化的比較小D.一般情況下,我們把1kg的水加熱至沸騰,水需要吸收的熱量為【答案】B【詳解】A.冰與水的比熱容不同,但它們是同一種物質(zhì),故比熱容與物質(zhì)狀態(tài)有關(guān)。故A錯(cuò)誤;B.同種物質(zhì)在相同狀態(tài)下,比熱容是相等的。故B正確;C.二者質(zhì)量相等,銅的比熱容小,根據(jù)可知,銅的溫度變化大。故C錯(cuò)誤;D.因不知道水的初溫,無(wú)法用計(jì)算水吸收的熱量。故D錯(cuò)誤。故選B?!靖櫽?xùn)練1】如圖1所示,規(guī)格相同的容器中裝了相同質(zhì)量的純凈水,用不同的加熱器加熱,忽略散熱,得到如圖2的圖像,下列說(shuō)法正確的是(

)A.甲燒杯中的水溫上升快,說(shuō)明甲杯中的水的比熱容比乙杯中的水比熱容小B.甲杯的水加熱2min與乙杯的水加熱3min吸收的熱量相同C.圖中溫度計(jì)的示數(shù)為D.電加熱器1的功率比電加熱器2的功率小【答案】B【詳解】A.比熱容是物質(zhì)屬性,只與物質(zhì)的種類有關(guān),都是水,比熱容是相同的。故A錯(cuò)誤;B.同樣多的水,升高溫度相同,所以吸收的熱量是相同的。故B正確;C.溫度計(jì)示數(shù)為37℃,故C錯(cuò)誤;D.對(duì)相同質(zhì)量的水加熱,加熱器1加熱的水升溫快,說(shuō)明加熱器1的功率大。故D錯(cuò)誤。故選B?!靖櫽?xùn)練2】甲、乙兩液體冷卻過(guò)程中的溫度與時(shí)間關(guān)系如圖,兩液體在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等。m甲<m乙。(1)乙所在的環(huán)境溫度可能是A.0℃

B.20℃

C.30℃

D.40℃(2)甲的比熱容(選填“>”“=”“<”)乙的比熱容,依據(jù)是【答案】A>見(jiàn)解析【詳解】[1]由圖可知,乙的溫度降到了10℃以下,說(shuō)明環(huán)境溫度低于10℃,故選A。[2][3]由于兩種物質(zhì)在相同的時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等,由可知,,已知,相等的時(shí)間內(nèi),又因?yàn)?,所以,即。【典?-2】“早穿皮襖午穿紗,守著火爐吃西瓜”是對(duì)大漠氣候的生動(dòng)描寫,而沿海地區(qū)晝夜之間溫度變化卻沒(méi)有這么明顯,這是由砂石與水的不同造成的。炎熱的夏季,海邊晚上吹的是(選填“海風(fēng)”或“陸風(fēng)”)。【答案】比熱容陸風(fēng)【詳解】[1]沿海地區(qū),水多,內(nèi)陸地區(qū)水少、沙石多,因?yàn)樗谋葻崛葺^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,使得沿海地區(qū)晝夜的溫差小。[2]由于陸地上砂石的比熱容比海水的比熱容小,晚上,地面比大海降溫快,地面冷空氣密度較大,冷空氣下降,海面上空較熱的空氣就會(huì)流過(guò)來(lái)補(bǔ)充,在靠近地面的冷空氣就會(huì)沿陸地吹向大海,形成陸風(fēng)?!靖櫽?xùn)練1】用兩個(gè)相同的電加熱器分別給質(zhì)量和初溫都相同的甲、乙兩種液體同時(shí)加熱,兩液體的溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是()A.加熱相同的時(shí)間,甲液體的溫度變化量小于乙液體的溫度變化量B.溫度變化量相同時(shí),甲液體的加熱時(shí)間大于乙液體的加熱時(shí)間C.用加熱時(shí)間的長(zhǎng)短可以反映兩種液體吸收熱量的多少D.根據(jù)質(zhì)量、加熱時(shí)間和溫度變化信息,可以推算出甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容【答案】C【詳解】A.由圖像可知,加熱器相同,質(zhì)量和初溫相同的不同液體,加熱相同的時(shí)間,即吸收的熱量相同時(shí),甲液體升高的溫度大于乙液體升高的溫度,即甲液體的溫度變化量大于乙液體的溫度變化量,故A錯(cuò)誤;BD.由圖像可知,加熱相同的時(shí)間,即吸收的熱量相同時(shí),甲液體升高的溫度大于乙液體升高的溫度,則甲液體的比熱容小于乙液體的比熱容。由Q吸=cmΔt可知,質(zhì)量相同、要使溫度變化量相同,比熱容小的液體吸收的熱量少,則甲液體的加熱時(shí)間小于乙液體的加熱時(shí)間,故BD錯(cuò)誤;C.因?yàn)樵谄渌麠l件相同的情況下,加熱時(shí)間越長(zhǎng),表示電加熱器放出的熱量越多,而放出的熱量又是被液體所吸收。故加熱時(shí)間越長(zhǎng),被加熱的液體吸收的熱量就越多。所以用加熱時(shí)間的長(zhǎng)短可以反映兩種液體吸收熱量的多少,故C正確。故選C?!靖櫽?xùn)練2】用相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量相等的A和B兩種液體加熱(不計(jì)熱量損失),如圖是A和B的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖象,下列說(shuō)法正確的是()A.A的比熱容與B的比熱容之比為2∶1 B.加熱相同的時(shí)間,B吸收的熱量較多C.A和B升高相同的溫度,A吸收的熱量較少 D.B物質(zhì)更適宜做機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液【答案】A【詳解】A.相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量相等的A和B兩種液體加熱(不計(jì)熱量損失),相同時(shí)間兩種液體吸收的熱量相同。由熱量的計(jì)算公式可知,在質(zhì)量相等、吸收的熱量也相同時(shí),A的溫度升高,B的溫度升高,A與B的比熱容之比為故A正確;B.用兩只完全相同的電加熱器加熱,相同的時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等,故B錯(cuò)誤;C.由圖象可以看出,當(dāng)升高的溫度相同時(shí),A的加熱時(shí)間更長(zhǎng),說(shuō)明A吸收的熱量更多,故C錯(cuò)誤;D.由A知,A液體的比熱容較大,所以A物質(zhì)更適宜做機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液,故D錯(cuò)誤。故選A。題型3比熱容與熱量的相關(guān)計(jì)算計(jì)算的原理計(jì)算比熱容:c=Qm?Δt;計(jì)算熱量:Q=cmΔ比熱容與熱值計(jì)算的步驟和方法(1)明確研究對(duì)象,確定熱量傳遞的方向(自發(fā)前提下,只能由高溫物體向低溫物體傳遞);(2)分別計(jì)算物體吸收和放出的熱量,在不計(jì)熱量損失的情況下,Q吸=Q放;(3)帶入公式,求解方程?!咀⒁狻竣偕婕拔矬w狀態(tài)變化時(shí)(晶體熔化,凝固,液體沸騰),雖然溫度不變,但需要吸收或放出熱量;②物體混合時(shí)(如冷水加熱水),它們的溫度都會(huì)發(fā)生變化,最終平衡時(shí)它們的末溫相等;③在題目未說(shuō)明“不計(jì)熱量損失”時(shí),需考慮部分熱量散失。▲拓展培優(yōu)比熱容和熱量計(jì)算的特殊技巧①判斷混合物體(冰水混合)的最終狀態(tài)時(shí),可假設(shè)全部熔化或全部凝固,比較需要的熱量和實(shí)際提供的熱量,確定最終狀態(tài)(全冰、全水或固液共存);②晶體熔化或液體沸騰時(shí)吸收的熱量無(wú)法直接計(jì)算,可先算出其他時(shí)間段物體吸收的熱量,加熱時(shí)間的比即為兩段過(guò)程中的熱量之比(前提是加熱裝置完全相同);③比值計(jì)算時(shí),不用求出最終結(jié)果,結(jié)合公式直接表示出不同物體吸收或放出的熱量的表達(dá)式,消去有關(guān)系的物理量(化簡(jiǎn)質(zhì)量、比熱容等),求出比例關(guān)系?!練w納總結(jié)】明確對(duì)象,確定狀態(tài),帶入公式求解,注意狀態(tài)平衡和單位統(tǒng)一?!镜淅?-1】利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置比較不同物質(zhì)吸熱的情況,使用相同規(guī)格的電加熱器分別對(duì)水和食用油加熱得到溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。已知,不計(jì)熱量損失。下列說(shuō)法正確的是(

)①應(yīng)在兩個(gè)相同的燒杯中加入體積和初溫均相同的水和食用油②加熱2min時(shí),食用油和水吸收的熱量一樣多③若給汽車發(fā)動(dòng)機(jī)降溫,應(yīng)選b物質(zhì)作冷卻劑④分析圖乙可得a是食用油的升溫圖像,其比熱容為A.只有①③正確 B.只有②③正確C.只有②③④正確 D.只有①②③正確【答案】C【詳解】①根據(jù)比較不同物質(zhì)吸熱能力的方法,要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同,故應(yīng)在兩個(gè)相同的燒杯中加入質(zhì)量(水和食用油密度不同,根據(jù)m=ρV,體積相同的水和食用油質(zhì)量不同)和初溫均相同的水和食用油,故①錯(cuò)誤;②根據(jù)轉(zhuǎn)換法,2min時(shí)a吸收的熱量與b一樣多,故②正確;③④根據(jù)轉(zhuǎn)換法,使用相同的加熱器通過(guò)加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較吸熱多少。根據(jù)圖乙可知,升高20℃,a、b的加熱時(shí)間分別為2min和3min(a、b吸熱之比為2:3),升高相同的溫度,b加熱時(shí)間長(zhǎng),b的吸熱能力強(qiáng),b為水;使用物質(zhì)b作為冷卻劑,根據(jù)Q=cmΔt可知,在質(zhì)量和升高的溫度相同的情況下,吸熱與比熱容成正比,水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃),可得食用油的比熱容為故③④正確。故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選C?!靖櫽?xùn)練1】甲、乙兩物體質(zhì)量相等,當(dāng)甲物體溫度升高15℃,乙物體溫度升高30℃時(shí),甲物體吸收的熱量是乙物體吸收熱量的2倍,則甲物質(zhì)的比熱容是乙的比熱容的()A.0.25倍 B.1倍 C.2倍 D.4倍【答案】D【詳解】甲、乙兩物體質(zhì)量相等,即,甲物體吸收的熱量為2Q,乙物體吸收熱量的Q,甲的比熱容與乙的比熱容之比則甲的比熱容是乙的比熱容的4倍,故D符合題意,ABC不符合題意。故選D?!靖櫽?xùn)練2】如圖所示為“探究不同物質(zhì)吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)要完成該實(shí)驗(yàn)除了如圖甲所示的器材外,還需要的測(cè)量工具有天平和。實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該控制兩個(gè)玻璃杯中裝的兩種液體(選填“質(zhì)量”或“體積”)相同。(2)實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)(選填“加熱時(shí)間”或“溫度計(jì)示數(shù)”)來(lái)反應(yīng)物質(zhì)吸收熱量的多少。(3)假設(shè)、兩種液體中有一種是水,則(選填或)是水;水的比熱容為,則另一種液體的比熱容是。【答案】(1)秒表質(zhì)量(2)加熱時(shí)間(3)a【詳解】(1)[1]使用相同的加熱器通過(guò)加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較吸熱多少,這種方法叫轉(zhuǎn)換法,故要完成該實(shí)驗(yàn)除了如圖甲所示的器材外,還需要的測(cè)量工具有天平和秒表。[2]根據(jù)比較吸熱能力的方法,要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同,實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該控制兩個(gè)玻璃杯中裝的兩種液體質(zhì)量相同。(2)實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)加熱時(shí)間反映物質(zhì)吸收熱量的多少,加熱時(shí)間長(zhǎng)表示吸收熱量多,這是科學(xué)探究中常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換法。(3)[1]分析圖乙可知,升高相同的溫度,a加熱時(shí)間長(zhǎng),a的比熱容大,根據(jù)Q=cmΔt,在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí),a吸熱多,故a液體是水。[2]由圖乙可知,兩種液體升高相同的溫度時(shí),即從10℃都上升到30℃時(shí),a需要的加熱時(shí)間為6min,b需要的加熱時(shí)間為3min,因?qū)嶒?yàn)中通過(guò)加熱時(shí)間反映吸收熱量的多少,因此由可知,當(dāng)質(zhì)量和升高溫度一定時(shí),比熱容與吸收的熱量成正比,即所以則另一種液體的比熱容是【典例3-2】甲、乙兩個(gè)初溫和質(zhì)量相等的物體,它們的比熱容之比為,讓它們各放出的熱量后,再把它們放在一起相互接觸(無(wú)熱損失),則熱傳遞的方向是從(選填“甲到乙”或“乙到甲”),在達(dá)到熱平衡的過(guò)程中,它們之間傳遞的熱量為。則?!敬鸢浮考椎揭?∶1【詳解】[1]甲、乙兩個(gè)初溫和質(zhì)量相等的物體,讓它們各放出的熱量后,降低的溫度分別為因?yàn)閏甲>c乙所以Δt甲<Δt乙甲乙的初溫相同,則甲乙的末溫關(guān)系為t甲>t乙把它們放在一起相互接觸(無(wú)熱損失),則熱傳遞的方向是從甲到乙。[2]假設(shè)甲乙物體初溫是t0,甲乙的末溫分別為再接觸達(dá)到熱平衡后,假設(shè)達(dá)到的溫度為t,甲物體放出的熱量①乙物體吸收的熱量②由題意可設(shè)甲乙比熱容分別為2c和c,由①和②得到解得Q1∶Q2=3∶1【跟蹤訓(xùn)練1】A、B兩個(gè)小球質(zhì)量相等,溫度均為10℃;甲、乙兩杯水質(zhì)量相等,溫度均為50℃?,F(xiàn)將A放入甲杯,B放入乙杯,熱平衡后甲杯水溫降低了8℃,乙杯水溫降低了12℃,不考慮熱量損耗,則A、B兩物體的比熱容之比為()A.8∶7 B.7∶12 C.2∶3 D.7∶8【答案】B【詳解】因?yàn)椴豢紤]熱量損失,所以水放出的熱量就等于小球吸收的熱量,由熱平衡方程可得cAmAΔtA=c水m水Δt甲cBmBΔtB=c水m水Δt乙聯(lián)立以上兩式可得其中Δt甲=8℃,Δt乙=12℃,熱平衡后球與水的溫度相同,所以可得ΔtA=50℃-8℃-10℃=32℃ΔtB=50℃-12℃-10℃=28℃代入數(shù)據(jù)可得cA∶cB=7∶12故選B?!靖櫽?xùn)練2】A、B兩物體質(zhì)量相等、溫度均為20℃,甲、乙兩杯水質(zhì)量相等,溫度均為60℃,現(xiàn)將放A入甲杯、B放入乙杯,熱平衡后甲杯水溫降低了5℃,乙杯水溫降低了10℃,不考慮熱量的損失,則A、B兩物體的比熱容之比為()A.1︰2 B.3︰7 C.2︰3 D.4︰7【答案】B【詳解】物體A放入甲杯水后,Δt水=5℃,則它們的共同溫度為55℃,則ΔtA=55℃-20℃=35℃水放出的熱量Q放=c水m水Δt水A吸收的熱量Q吸=cAmAΔtA根據(jù)熱平衡方程Q放=Q吸即c水m水Δt水=cAmAΔtA代入相關(guān)數(shù)據(jù)得物體B放入乙杯水后,Δt水′=10℃,它們的共同溫度為變成50℃,則ΔtB=50℃-20℃=30℃水放出的熱量Q放=c水m水Δt水′B吸收的熱量Q吸=cBmBΔtB根據(jù)熱平衡方程Q放=Q吸即c水m水Δt水′=cBmBΔtB代入相關(guān)數(shù)據(jù)得A、B兩物體質(zhì)量相等mA=mB,所以故選B?!镜淅?-3】把某鐵塊加熱到100℃,投入到質(zhì)量為m1溫度為20℃的水中,混合后的溫度為40℃。把該鐵塊重新加熱到100℃,投入到質(zhì)量為m2溫度為20℃的水中,混合后的溫度為60℃。如果把這塊100℃的鐵塊投入到質(zhì)量為(m1+m2)溫度為20℃的水中,整個(gè)過(guò)程不計(jì)熱量的損失,求混合后最終的溫度?!敬鸢浮?6℃【詳解】解:把加熱到100℃的某鐵塊投入質(zhì)量為m1溫度為20℃的水中,整個(gè)過(guò)程不計(jì)熱量的損失,即Q吸=Q放,根據(jù)得①把加熱到100℃的某鐵塊投入質(zhì)量為m2溫度為20℃的水中②①+②得③把加熱到100℃的某鐵塊投入質(zhì)量為(m1+m2)溫度為20℃的水中④③代入④得解得t=36℃答:混合后最終的溫度為36℃。【跟蹤訓(xùn)練1】某金屬球在爐火中被加熱到,然后迅速投入質(zhì)量為、初溫為的某種液體中,達(dá)到熱平衡后金屬球的溫度為。已知金屬球的比熱容為,不計(jì)熱損失。此過(guò)程中,金屬球放出的熱量為。(1)求金屬球的質(zhì)量;(2)求該液體的比熱容;(3)取出金屬球后,金屬球表面不沾有該液體。若該液體再吸收的熱量,求該液體的末溫。(該液體沒(méi)有沸騰)【答案】(1)(2)(3)【詳解】解:(1)金屬球的質(zhì)量:(2)不計(jì)熱量損失,該液體吸收的熱量:該液體的比熱容:(3)該液體再吸收的熱量后,該液體升高的溫度:所以該液體的末溫:答:(1)金屬球的質(zhì)量為;(2)該液體的比熱容為;(3)該液體的末溫為?!靖櫽?xùn)練2】如圖甲所示,A、B是兩個(gè)底部裝有完全相同的加熱器的容器,加熱器產(chǎn)生的熱量80%可以被容器中的液體吸收,已知加熱器每秒鐘放出熱量1500J。現(xiàn)將甲、乙兩種液體分別倒入A、B杯中,其中甲液體的質(zhì)量為400g;讓兩個(gè)加熱器同時(shí)開(kāi)始工作,60s后停止加熱,然后立即將比熱容為的合金球迅速放入乙液體中(從球放入到達(dá)到熱平衡不計(jì)熱損失),它們的溫度隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示(部分圖像未畫出)。求:(1)加熱15s時(shí),甲液體吸收的熱量為多少?(2)甲液體的比熱容為多少?(3)合金球的質(zhì)量為多少?【答案】(1)18000J(2)(3)9.6kg【詳解】(1)加熱器每秒鐘放出熱量1500J,加熱器產(chǎn)生的熱量80%可以被容器中的液體吸收,加熱15s時(shí),甲液體吸收的熱量(2)甲液體的質(zhì)量為400g,加熱15s時(shí),甲液體的溫度由10℃升高到30℃,則甲液體的比熱容(3)則加熱60s時(shí),乙液體吸收的熱量Q乙=1500J/s×60s×80%=7.2×104J由乙圖可知,加熱60s時(shí),乙液體的溫度從10℃升高到60℃,則加熱60s乙液體升高的溫度Δt乙升=60℃-10℃=50℃加熱60s乙液體吸收的熱量Q乙吸=c乙m乙Δt乙升①合金球放入乙液體后,乙液體的溫度從60℃降低到40℃,則乙液體放熱時(shí)降低的溫度Δt乙降=60℃-40℃=20℃合金球放入乙液體后,乙液體放出的熱量Q乙放=c乙m乙Δt乙降②則兩過(guò)程中乙液體放出的熱量與其吸收的熱量的比值所以從球放入到達(dá)到熱平衡不計(jì)熱損失,則Q球吸=Q乙放=2.88×104J由圖象可知,合金球放入乙液體后,合金球的溫度從30℃升高到40℃,則合金球升高的溫度Δt球升=40℃-30℃=10℃由Q吸=cmΔt可得,合金球的質(zhì)量題型4水的比熱容特點(diǎn)及應(yīng)用水的比熱容特點(diǎn)常見(jiàn)物質(zhì)中,水的比熱容很大,一定質(zhì)量的水在吸收和放出相同熱量后,溫度的變化卻不大,常用于調(diào)節(jié)溫度;或者一定質(zhì)量的水變化相同溫度時(shí),吸收或放出更多的熱量,常用于冷卻劑或保溫裝置。水與氣候因?yàn)樗谋葻崛荽?,海洋(水)與陸地(砂石)的比熱容差異造成沿海地區(qū)晝夜溫差小,一年四季氣溫波動(dòng)幅度較小,而部分內(nèi)陸地區(qū)干旱缺水,一天內(nèi)氣溫變化都很大。白天:陸地升溫快,空氣受熱膨脹上升,氣壓降低,風(fēng)從海洋吹向陸地;夜晚,海洋降溫慢,溫度高于陸地,風(fēng)從陸地吹向海洋。城市湖泊、河流通過(guò)水的蒸發(fā)和比熱容特性,吸收城市廢熱,降低局部溫度。水與農(nóng)業(yè)利用水的大比熱容減緩夜間溫度驟降,保護(hù)農(nóng)作物。傍晚向秧田灌水(水比熱容大,夜間降溫慢,釋放熱量),避免秧苗因低溫凍傷;白天放淺水(減少吸熱,提高水溫促進(jìn)生長(zhǎng))?!锾貏e提醒并不是所有與溫度相關(guān)的原因都是水的比熱容大造成的,比如夏季灑水降溫,主要是利用液體蒸發(fā)吸熱的原理?!镜淅?-1】水具有比熱容較大的特點(diǎn)。下列生活和生產(chǎn)中的現(xiàn)象與此特點(diǎn)無(wú)關(guān)的是()A.海邊晝夜溫差小 B.空調(diào)房放一盆水C.冬天用熱水供暖 D.用水來(lái)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)【答案】B【詳解】A.因?yàn)樗谋葻崛葺^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,由此使得海邊晝夜溫差小,故A不符合題意;B.空調(diào)房間放盆水增加濕度,是利用水的蒸發(fā),增加水蒸氣,故B符合題意;C.因?yàn)樗谋葻崛葺^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,所以冬天暖氣設(shè)備用熱水供暖,故C不符合題意;D.因?yàn)樗谋葻崛葺^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,所以用水冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī),故D不符合題意。故選B?!靖櫽?xùn)練1】同學(xué)們通過(guò)地理課的學(xué)習(xí)知道,溫帶海洋性氣候大多分布在沿海地區(qū),而溫帶大陸性氣候大多分布在內(nèi)陸地區(qū)。如圖所示,為兩氣候地區(qū)的全年溫度變化曲線,從物理的角度分析,下列說(shuō)法正確的是()A.A氣溫變化小是因?yàn)楹K谋葻崛荽?B.A氣溫變化小是因?yàn)樯呈諢崃可貱.B氣溫變化大是因?yàn)樯笆谋葻崛荽?D.B氣溫變化大是因?yàn)楹K諢崃慷唷敬鸢浮緼【詳解】BD.沙石和海水都是吸收太陽(yáng)輻射的熱量,時(shí)間相同,吸收的熱量相同,故B錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;AC.由可知,A氣溫變化小是因?yàn)楹K谋葻崛荽?,B氣溫變化大是因?yàn)樯笆谋葻崛菪?,故A正確,C錯(cuò)誤。故選A?!靖櫽?xùn)練2】下列事例中,利用水的比熱容大這一特性的是()A.在北方冬天,菜窖里放幾桶水可以防止菜被凍壞B.發(fā)熱病人用沾水的濕毛巾擦身降溫C.汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)用水降溫D.長(zhǎng)期不下雨時(shí),環(huán)衛(wèi)部門會(huì)在馬路上進(jìn)行撒水和噴水【答案】C【詳解】A.在北方冬天,菜窖里放幾桶水可以防止菜被凍壞,利用水凝固時(shí)放出熱量,不是利用水的比熱容大的特點(diǎn),故A不符合題意;B.發(fā)熱病人用沾水的濕毛巾擦身是利用水蒸發(fā)吸熱來(lái)降溫的,故B不符合題意;C.因?yàn)樗谋葻崛荽?,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,所以汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)用水降溫,故C符合題意;D.長(zhǎng)期不下雨時(shí),環(huán)衛(wèi)部門會(huì)在馬路上進(jìn)行撒水和噴水,利用水蒸發(fā)吸熱起到降溫的作用,故D不符合題意。故選C?!镜淅?-2】生活中常用水作為冷卻劑是因?yàn)樗谋葻崛荩瑢①|(zhì)量為m0的小杯熱水倒入盛有質(zhì)量為m的冷水的保溫容器中。冷水溫度升高了3℃,此時(shí)保溫容器中的水的比熱容(選填“變大”“不變”或“變小”),然后又向保溫容器中倒入一小杯同質(zhì)量同溫度的熱水,水溫又上升了2.5℃,不計(jì)熱量的損失,則m0∶m=。【答案】大不變1∶10【詳解】[1]水的比熱容較大,相同質(zhì)量的水,升高相同的溫度,吸收的熱量較多,因此常被用于作為冷卻劑。[2]比熱容是物質(zhì)的特性,與溫度改變大小無(wú)關(guān),冷水溫度升高了3℃,此時(shí)保溫容器中的水的比熱容不變。[3]設(shè)熱水的初溫為t熱,冷水的初溫為t冷依題意得,解得【跟蹤訓(xùn)練1】如圖所示,設(shè)相同時(shí)間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量相同,甲、乙兩圖中符合冰熔化規(guī)律的是圖(選填“甲”或“乙”)。由正確的圖可知:若冰的質(zhì)量為0.1kg,則冰在熔化過(guò)程中吸收的熱量是J。[c冰=2.1×103J/(kg?℃),不考慮熱量損失]【答案】乙3.15×103【詳解】[1]比較甲、乙兩個(gè)圖像可知,甲圖中,相同時(shí)間內(nèi),冰塊和水的溫度變化相同;而乙圖中,相同時(shí)間內(nèi),水的溫差小于冰塊的溫差;由于水的比熱容大于冰的比熱容,并且質(zhì)量不變,因此吸收相同的熱量,水的溫度升高的慢,冰塊的溫度升高的快,故乙圖符合冰熔化規(guī)律。[2]由圖像可知,0~2min,冰升高的溫度為10℃,所以冰吸收的熱量為Q冰吸=cm(t-t0)=2.1×103J/(kg·℃)×0.1kg×10℃=2.1×103J則1min冰吸收的熱量為而由圖像可知,冰的熔化時(shí)間為5min-2min=3min因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量相同,所以冰在熔化過(guò)程中吸收的熱量是【跟蹤訓(xùn)練2】關(guān)于城市出現(xiàn)的“熱島效應(yīng)”的描述,其實(shí)早在宋朝,詩(shī)人陸游就已在詩(shī)文中有體現(xiàn)“城市尚余三伏熱,秋光先到野人家”現(xiàn)象.這說(shuō)明我國(guó)古代勞動(dòng)人民善于從生活中發(fā)現(xiàn)真知,請(qǐng)你分析一下,城市“熱島效應(yīng)”的主要原因有:(1)工廠、交通工具;(2)建筑物、馬路上的砂石、水泥的,相同的日照條件下溫度;(3)城市中的水少,水的吸熱少。【答案】排放的高溫廢氣比熱容小升溫高蒸發(fā)【詳解】(1)[1]工廠、交通工具排放的高溫廢氣,向城市放出大量的熱。(2)[2]建筑物、馬路上的砂石、水泥的比熱容小,相同的日照條件下(吸收相同的熱量),與水相比,砂石的溫度上升更明顯。(3)[3]城市中的水少,樓群林立,水的蒸發(fā)吸熱少,溫度降低的少;此外,由于樓群林立,難以實(shí)現(xiàn)空氣對(duì)流散熱,因此通常城市的溫度高于鄉(xiāng)村的溫度?!灸芰ε鄡?yōu)練】1.(小雨探究液體的凝固特點(diǎn):先在兩個(gè)相同容器中分別裝入初溫為20℃、質(zhì)量為100g的水和某液體M,再各放入一個(gè)溫度傳感器,然后使它們冷卻凝固。若單位時(shí)間內(nèi)它們放出的熱量相等,用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪出兩種物質(zhì)溫度隨時(shí)間變化的圖像,如圖所示。已知,實(shí)驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下進(jìn)行,下列說(shuō)法正確的是()A.液體M的比熱容為B.液體M放熱能力比水放熱能力強(qiáng)C.在時(shí)間段兩種物質(zhì)都是固液共存狀態(tài)D.從20℃剛好降到0℃時(shí),水放出的熱量小于M放出的熱量【答案】A【詳解】A.由圖可知,上面物質(zhì)的熔化圖像中,熔點(diǎn)為0℃,下面物質(zhì)的熔化圖像中,熔點(diǎn)為-4℃,所以上面物質(zhì)是水,下面物質(zhì)是液體M;由題意可知,單位時(shí)間內(nèi)它們放出的熱量相等,則由圖可知,0~t2時(shí)間內(nèi),它們放出的熱量相等,水由20℃降溫到4℃,液體M由20℃降溫到-4℃,則則水和某液體M的質(zhì)量相等,則液體M的比熱容為故A正確;B.由于水和某液體M的質(zhì)量相等,單位時(shí)間內(nèi)它們放出的熱量相等,水的溫度變化慢,所以水的放熱能力強(qiáng),故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,液體M在時(shí)間段處于凝固過(guò)程中,是固液共存狀態(tài),水在時(shí)間段處于凝固過(guò)程中,是固液共存狀態(tài),故C錯(cuò)誤;D.由圖可知,從20℃剛好降到0℃時(shí),水放熱時(shí)間比液體M放熱時(shí)間長(zhǎng),由于單位時(shí)間內(nèi)它們放出的熱量相等,所以水放出的熱量大于M放出的熱量,故D錯(cuò)誤。故選A。2.甲、乙兩個(gè)金屬球的質(zhì)量之比為1∶3,吸收相同的熱量后,它們升高的溫度之比是2∶3,那么它們的比熱之比c甲∶c乙等于()A.1∶2 B.2∶1 C.2∶9 D.9∶23.兩個(gè)相同的容器分別裝滿了質(zhì)量相等的兩種液體,小嶺同學(xué)用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱時(shí)間關(guān)系如圖所示,正確的是()A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容B.如果升高相同的溫度,兩液體吸收熱量相同C.加熱相同的時(shí)間,甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量D.加熱時(shí)間相同,甲液體升高的溫度大于乙液體升高的溫度【答案】D【詳解】AB.讀圖像可知,要使二者升高相同的溫度,對(duì)乙要更長(zhǎng)時(shí)間,即乙吸收的熱量多,根據(jù)比熱容概念可知,乙的比熱容大。故AB錯(cuò)誤;C.有同一熱源對(duì)物體加熱,在相同的時(shí)間內(nèi),物體吸收的熱量是相同的。故C錯(cuò)誤;D.讀圖可知,二者原來(lái)溫度相同,加熱相同時(shí)間后,甲的溫度更高,即甲升高的溫度大。故D正確。故選D。4.已知A、B兩金屬塊比熱容之比為,把他們都加熱到100℃,然后分別投入到裝有質(zhì)量相同、初溫都為30℃的C、D兩杯水中,測(cè)量結(jié)果:金屬塊A使C杯的水溫升高了20℃,金屬塊B使D杯的水溫升高了30℃。整個(gè)過(guò)程中不考慮熱量損失。則與的比值為()A.15∶16 B.1∶1 C.16∶15 D.4∶3【答案】C【詳解】整個(gè)過(guò)程中不考慮熱量損失,則金屬放出的熱量全部被水吸收,則金屬塊A放出的熱量為同理,金屬B放出的熱量為則放出的熱量之比為經(jīng)整理可知,與的比值為故C符合題意;ABD不符合題意。故選C。5.某固態(tài)物體的質(zhì)量為m,其物質(zhì)的比熱容為c,用穩(wěn)定的熱源對(duì)它加熱(物體在相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等),到時(shí)刻停止加熱,然后讓其冷卻。上述過(guò)程中記錄不同時(shí)刻的溫度,最后繪制出溫度隨時(shí)間變化的圖像(如圖)。下列說(shuō)法正確的是()A.在時(shí)間段,該物體吸收的熱量為B.在時(shí)間段,該物質(zhì)的比熱容先增大后減小C.在時(shí)間段,該物體放出的熱量為D.該物質(zhì)在時(shí)間段的比熱容等于【答案】D【詳解】A.時(shí)間內(nèi),物質(zhì)吸收的熱量可以用公式來(lái)求解,但是處于熔化階段,溫度不變、持續(xù)吸熱,故不可以用該公式求解,故A錯(cuò)誤;B.結(jié)時(shí)間段內(nèi),物質(zhì)均處于液態(tài),比熱容不變,故B錯(cuò)誤;C.在時(shí)間段,所用時(shí)間為,溫度從升高到,則該物體吸收的熱量為由題知,用穩(wěn)定的熱源對(duì)它加熱(物體在相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等),則單位時(shí)間內(nèi)物體吸收的熱量分析圖像可知,該物質(zhì)為晶體,在時(shí)間段,物質(zhì)處于熔化過(guò)程中,則該晶體在熔化過(guò)程中吸收的熱量分析圖像可知,該晶體在時(shí)間段處于凝固過(guò)程中,對(duì)一定質(zhì)量的晶體來(lái)說(shuō),凝固時(shí)放出的熱量與熔化時(shí)吸收的熱量相等,所以,在時(shí)間段,該物體放出的熱量為故C錯(cuò)誤;D.由前面解答可知,單位時(shí)間內(nèi)物體吸收的熱量分析圖像可知,在時(shí)間段,該物質(zhì)已經(jīng)全部熔化,為液態(tài),則在時(shí)間段該物質(zhì)吸收的熱量設(shè)該物質(zhì)在液態(tài)時(shí)的比熱容為,在時(shí)間段該物質(zhì)溫度從升高到,且物質(zhì)熔化前后的質(zhì)量不變,則根據(jù)可得解得該物質(zhì)在液態(tài)時(shí)的比熱容進(jìn)一步分析圖像可知,該物質(zhì)在時(shí)間段仍然為液態(tài),其比熱容不變,所以該物質(zhì)在時(shí)間段的比熱容等于故D正確。故選D。6.用相同的加熱裝置分別對(duì)質(zhì)量相同的三種固態(tài)物質(zhì)a、b、c加熱,它們的溫度隨加熱時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示,不計(jì)熱量損失,以下分析正確的是()A.時(shí)間內(nèi),a吸收的熱量最少B.t?~t?時(shí)間內(nèi),a的內(nèi)能不變C.b的比熱容大于c的比熱容D.升高相同的溫度c吸收的熱量最多【答案】D【詳解】A.t1-t2時(shí)間內(nèi),用相同的加熱器對(duì)質(zhì)量相同的三種物質(zhì)加熱,三種物質(zhì)吸收的熱量相等,故A錯(cuò)誤;B.t2~t3時(shí)間內(nèi),a在熔化吸收熱量,它的內(nèi)能增大,故B錯(cuò)誤;C.在圖像中,圖像越陡,說(shuō)明質(zhì)量相同的不同物質(zhì)吸收相同的熱量,溫度變化越大,根據(jù)可知:該物質(zhì)的比熱容越小,a的比熱容最小,c的比熱容最大,b的比熱容小于c的比熱容,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)Q吸=cmΔt,c的比熱容最大,升高相同的溫度c吸收的熱量最多,故D正確。故選D。7.用相同的電加熱器分別加熱質(zhì)量均為0.3kg,溫度均為20℃的水和另一種液體(不計(jì)熱量損失),如圖所示是水和另一種液體的溫度隨時(shí)間變化的圖像。由圖像可知:前8min內(nèi),水和另一種液體吸收的熱量(填“相同”或“不相同”),水在20min內(nèi)吸收的熱量為J,水和另一種液體的比熱容之比是。()【答案】相同5:2【詳解】[1]用相同的電加熱器分別加熱質(zhì)量相同的不同種液體,相同時(shí)間電加熱器放出的熱量相同,兩種液體吸收的熱量也相同;由圖像可知:前8min內(nèi),水和另一種液體吸收的熱量相同。[2]水在20min內(nèi)水從20℃升高到98℃,吸收的熱量為[3]另一種液體用時(shí)8min,溫度變化與水用時(shí)20min的溫度變化相同,相同時(shí)間內(nèi)水和另一種液體吸收的熱量相同,設(shè)1min水和另一種液體吸收的熱量為Q,水和另一種液體吸收的熱量之比兩種液體的質(zhì)量相同,升高的溫度相同,水和另一種液體的比熱容之比是8.用兩個(gè)規(guī)格相同的電加熱器,分別給質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體同時(shí)加熱,兩液體的溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示。結(jié)合圖像判斷,甲乙都加熱10min時(shí),甲液體吸收的熱量乙液體吸收的熱量,甲液體的比熱容乙液體的比熱容(兩空均填“大于”、“等于”或“小于”)。如果乙液體是水,則甲液體的比熱容為J/(kg·℃)。若乙中的水在前20min內(nèi)吸收2.52×104J的熱量,則1.68×104J的熱量可以使甲從0上升至℃。(不計(jì)熱量損失)【答案】等于小于2.1×10360【詳解】[1]用兩個(gè)規(guī)格相同的電加熱器,分別給質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體同時(shí)加熱,甲、乙都加熱10min時(shí),兩個(gè)規(guī)格相同的電加熱器放出熱量相同,則兩種液體吸收的熱量也相等,所以甲液體吸收的熱量等于乙液體吸收的熱量。[2]由于加熱時(shí)間相等時(shí),兩種液體吸收的熱量相等,由公式Q吸=cmΔt可知,在質(zhì)量相等、初溫相同、吸熱也相同的情況下,溫度升高快的液體比熱容小,所以甲的比熱容小于乙的比熱容。[3]由圖可知,兩液體都從0加熱到60℃時(shí),甲需要10min,而乙需要20min,即乙需要的時(shí)間是甲的兩倍,那么吸收的熱量2Q甲=Q乙所以2c甲mΔt=c乙mΔt由于乙液體是水,比熱容為4.2×103J/(kg·℃),則甲液體的比熱容[4]若乙中的水在前20min內(nèi)吸收2.52×104J的熱量,則10min內(nèi)吸收的熱量為1.25×104J,由于加熱時(shí)間相等時(shí),兩種液體吸收的熱量相等,則甲液體前10min內(nèi)吸收的熱量為1.25×104J,溫度達(dá)到60℃,由圖可知,甲液體溫度達(dá)到60℃后,繼續(xù)吸熱,溫度保持不變,所以1.68×104J的熱量可以使甲從0上升至60℃。9.甲、乙兩個(gè)初溫相等的物體質(zhì)量相等,它們的比熱容之比為c甲∶c乙=3∶1,讓他們各吸收600J的熱量后,再把它們放在一起相互接觸(無(wú)熱損失),在達(dá)到熱平衡的過(guò)程中,它們之間傳遞的熱量為J?!敬鸢浮?00【詳解】假設(shè)物體初溫是t0,質(zhì)量是m,甲乙比熱容分別為3c和c,當(dāng)分別吸收600J后,甲物體末溫為t1,乙物體末溫為t2,根據(jù)則有甲物體吸收的熱量為得。乙物體吸收的熱量為得。,所以再接觸后,甲吸收熱量,乙放出熱量。達(dá)到熱平衡后,假設(shè)達(dá)到的溫度為T,傳遞的熱量為Q。則有甲物體吸收的熱量為得

①乙物體吸收的熱量為得

②聯(lián)立①②,解得。10.小麗用相同的電加熱器分別對(duì)質(zhì)量為0.3kg的水和0.7kg的另一種液體進(jìn)行加熱,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。則水在16min內(nèi)吸收的熱量為J,另一種液體的比熱容為J/(kg·℃)[c水=4.2×103J/(kg·℃)]?!敬鸢浮?.78×1040.9×103【詳解】[1]由圖知,水在16min內(nèi)初溫t0=10℃,末溫為40℃,16min內(nèi)水吸收的熱量[2]水16min吸收的熱量是3.78×104J,所以水8min吸收的熱量為由于是用相同的電加熱器加熱,所以水和另一種液體在相同的時(shí)間內(nèi)吸收的熱量是相同的,即另一種液體8min吸收的熱量也為1.89×104J,由圖像可知,另一種液體從開(kāi)始加熱到第8min溫度從20℃升高到50℃,根據(jù)公式Q=cm△t可知另一種液體的比熱容為11.利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“沙子和水的溫度變化與吸熱的關(guān)系”。操作如下:(1)在兩燒杯中分別裝入初溫度相同且(選填“體積”或“質(zhì)量”)相等的沙子和水;(2)實(shí)驗(yàn)中用相同的酒精燈火焰加熱,是通過(guò)比較(選“加熱時(shí)間”或“溫度變化”)來(lái)間接反映沙子和水吸收的熱量;(3)每隔相同的時(shí)間記錄一次溫度,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成溫度與時(shí)間的關(guān)系圖像,如圖乙所示;分析圖像可知,對(duì)于質(zhì)量相等的沙子和水,升溫較快的是(選“沙子”或“水”);若使兩者升高相同的溫度,則(選“沙子”或“水”)吸收的熱量較多,由此可見(jiàn),(選“沙子”或“水”)的比熱容較大;(4)愛(ài)思考的小張同學(xué)在取樣時(shí)發(fā)現(xiàn)沙子有一些潮濕,就提出了如何測(cè)定沙子中水和沙子質(zhì)量之比的問(wèn)題,取了1kg的潮濕沙子放入隔熱性較好的容器中,用溫度計(jì)測(cè)量其溫度為20℃,取1kg的水加熱至74℃,然后將熱水倒入沙子中熱平衡時(shí)測(cè)出它們的溫度為62℃,試通過(guò)計(jì)算得出了潮濕沙子的比熱容為J/(kg·℃)。查閱資料可知干沙子的比熱容為,水的比熱容為,那么該潮濕的沙子中水與沙子的質(zhì)量之比為?!敬鸢浮?1)質(zhì)量(2)加熱時(shí)間(3)沙子水水(4)1:10【詳解】(1)在探究沙子和水的溫度變化與吸熱關(guān)系時(shí),據(jù)控制變量法,需要控制沙子和水的質(zhì)量相同。(2)用相同的酒精燈加熱,則在相同的時(shí)間內(nèi),放出的熱量相同,沙子和水吸收的熱量相同,加熱的時(shí)間不同,兩者吸熱不同,所以通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)間接反映沙子和水吸收的熱量。(3)[1]由圖乙知,加熱相同的時(shí)間,即吸收相同的熱量,質(zhì)量相同的沙子升溫比水快。[2][3]由圖乙知,兩者升高相同的溫度,水需要加熱的時(shí)間比沙子的長(zhǎng),即水需要吸收的熱量比沙子的多,所以水的比熱容較大。(4)[1]沙子及水放入隔熱性較好的容器中,可忽略熱散失,則水放出的熱量等于沙子吸收的熱量。據(jù)得解得,潮濕沙子的比熱容。[2]水倒入沙子中,水放出的熱量設(shè)潮濕沙子中水的質(zhì)量為,沙子的質(zhì)量為,則有且解以上兩式得,該潮濕的沙子中水與沙子的質(zhì)量之比12.在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點(diǎn)是100℃,質(zhì)量為2kg,溫度為25℃的水吸收6.72×105J的熱量后,水溫升高為多少℃?若將該冷水與質(zhì)量為1kg,溫度為70℃的熱水混合,不計(jì)熱損失,混合后水的末溫為多少℃?【答案】(1)100℃(2)40℃【分析】(1)根據(jù)熱量公式Q吸=cmΔt可計(jì)算水的溫度升高了多少攝氏度,然后根據(jù)水的沸點(diǎn)判斷水的末溫;(2)冷水吸熱的熱量等于熱水放出的熱量,列出等式后可計(jì)算混合后終溫.【詳解】(1)由題意可知:冷水吸收熱量Q吸=6.72×105J,冷水的質(zhì)量m冷=2kg,冷水的初溫t0=25℃,由Q吸=cm(t-t0)得,吸熱后水的終溫:,因?yàn)樵?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的沸點(diǎn)是100℃,則水升高后的溫度為10

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