第3节比热容知识点梳理Word下载.docx
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温度不同的两个物体相互接触,高温物体内能减少,低温物体内能增大;
对物体做功时,物体内能会增大,物体对外做功时,物体内能会减少。
(2)比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
(3)水的比热容是4.2×
103J/(kg·
℃),表示的物理意义是:
1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×
103J。
2.热量的简单计算
热量的计算:
(1)吸热:
Q吸=cm△t=cm(t-t0);
(2)放热:
Q放=cm△t=cm(t0-t)。
其中:
Q吸—吸收的热量,单位:
焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:
焦每千克摄氏度(J/(kg·
℃))
m—质量,单位:
千克(kg)
△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:
摄氏度(℃);
t0—初始温度、t—末温。
★典例精析
★考点一:
比热容概念
◆典例一:
(2020·
北京)依据表格中的数据,下列说法正确的是()。
物质
比热容c/【J/(kg·
°
C)-1】
水
4.2×
103
煤油
2.1×
砂石
约0.92×
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小;
B.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多;
C.水的比热容表示水的温度升高1°
C吸收的热量是4.2×
103J;
D.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
【答案】D。
【解析】A.比热容是物质特有的一种物理属性,只跟物质的种类、状态有关,所以一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故A错误;
B.根据
可知,相同质量的水和沙石放出相等热量,由于沙石的比热容比水小,则沙石的温度降低得较多,故B错误;
C.水的比热容表示的是1kg的水温度升高(或降低)1°
C时吸收(或放出)的热量是4.2×
103J,故C错误;
D.根据
可知,相同质量的水和煤油吸收相等热量,由于煤油的比热容比水小,则沙石的温度升高得较多,故D正确。
故选D。
◆典例二:
(2019·
福建)下表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断止确的是()。
冰
铝
铜
比热容/(J˙kg-1˙℃-1)
2.l×
lO3
0.88×
0.39×
A.不同物质的比热容一定不同;
B.物质的物态发生变化,比热容不变;
C.质屋相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多;
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
【答案】C。
【解析】考查比热容的特点,属于中等题。
根据公式
可知,当m和△t一定时,铝的比热容比铜大,所以铝吸收的热量更多,所以选C。
★考点二:
比热容相关计算
新疆)己知水的比热容是4.2×
℃),用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水,水吸收的热量约为( )。
A.6×
104JB.6×
105JC.6×
106JD.6×
107J
【答案】B。
【解析】这样的壶,装满水,水的质量约为2kg。
室温温度约为20℃,将水加热至沸腾,水的温度升高了80℃,根据公式
可以计算出水吸收的热量为6.72
105J。
选项A、C、D数值差距较大,不符合题意;
选项B数值接近,符合题意。
故选B。
江苏连云港)沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水
______。
质量为10kg的水温度升高20℃所吸收热量为______J(c水=4.2×
℃))。
【答案】
(1)比热容大;
(2)8.4×
【解析】因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和泥土比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;
夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小。
水吸收热量:
Q吸=cmΔt=4.2×
℃)×
10kg×
20℃=8.4×
★考点三:
黑龙江绥化)利用图中的装置探究水和煤油的吸热情况。
在两个相同的烧瓶中分别接入电阻丝,装入质量和初温都相同的水和煤油,分别插入温度计。
(1)装置中电阻丝的阻值应 (填“相等”或“不相等”),实验中用 来反映液体吸收热量的多少。
按照如表中的数据,请计算出煤油的比热容是 J/(kg•℃)。
液体
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
150
20
10
50
35
(2)夏天,海边昼夜温差变化小,这是因为水的 大。
(3)在烧瓶中重新填装质量和初温都相同的煤油,接入阻值不同的电阻丝,此装置就可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系。
(1)相等;
加热时间;
103;
(2)比热容;
(3)电阻。
【解析】
(1)图中两电阻丝串联,通过的电流相同和通电时间相同,根据Q=I2Rt可知,要产生的热量相同,则实验中选用的两根电阻丝的阻值应相等;
探究两种液体的吸热能力时,需要控制热源相同,即相同时间内热源产生的热量相同,根据转换法,实验中是用加热时间间接反映液体吸收热量的多少;
根据表格中的数据可知,相同质量的水和煤油加热相同时间,吸收相同热量,水升高的温度是35℃﹣20℃=15℃,煤油升高的温度是50℃﹣20℃=30℃;
根据c=
可知,水和煤油的比热容之比等于升高温度之比的倒数,即c煤油=
×
103J/(kg•℃)=2.1×
103J/(kg•℃);
(2)水的比热容较大,白天,在相同的吸热条件下,水的温度升高的少,夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,所以海边昼夜温差较小;
(3)两电阻串联,则两电阻中的电流相等,则可知热量应与电阻有关,根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少,则可知热量与电阻大小的关系。
故答案为:
贵港)为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时,吸收热量的多少是否相同,某实验小组取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中,用同样的热源分别对它们加热,比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。
实验装置如图11所示。
(1)加热时,某一时刻在水中的温度计示数如图12所示,则此时水的温度是________℃。
(2)实验数据记录如下表:
液体名称
液体质量m/g
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
加热时间t/min
200
30
12
6
分析以上实验数据可得:
相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量________(选填“相同”或“不同”),________的吸热本领更强(选填“水”或“煤油”)。
(3)根据以上表格的数据计算,当加热时间为12min时,这些水吸收的热量是________J。
[水的比热容为4.2×
℃)]。
(1)23;
(2)不同;
水;
(3)8.4×
103。
(1)由图12知,温度计的分度值为1℃,温度计中的液面刚好对齐第23条刻度线,则对应的温度为23℃。
(2)由表中数据分析知,水和煤油升高相同的温度时,所用的加热时间不同,因为是同样的热源,所以水和煤油吸收的热量不同;
又因为水的加热时间较长,所以在升高相同的温度时,水吸收的热量较多,说明水的吸热本领更强。
(3)当加热时间为12min时,这些水吸收的热量为:
。
答案为:
★提升训练
1.(2019·
达州)下列关于热现象的说法中正确的是( )。
A.物体的温度越高所含的热量越多;
B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能;
C.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动;
D.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强
【解析】A、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说吸收热量或放出热量,故A错误;
B、内燃机的一个工作循环有四个冲程,做功冲程是将内能转化成机械能,故B错误;
C、灰尘是可以看得见的物体,因此灰尘的飞扬不是分子的运动,而是物体的机械运动,故C错误;
D、比热容是物质的一种特性,它反映了物质吸收或放出热量的能力,比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强,故D正确。
2.(2019·
深圳)下列说法正确的是()。
A.燃料燃烧越充分,它的热值就越大;
B.内燃机用水做冷却液,是因为水的比热容较大;
C.敲击大小不同的编钟,发出声音的音色不同;
D.在闹市区安装噪声监测装置,可以减弱噪声
【解析】A.燃料的热值是某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比,与实际燃烧情况无关,故A错误;
B.水的比热容比较大,与质量相等其它物质相比,在升高相同温度时,水吸收的热量多,适合作为内燃机的冷却液,故B正确;
C.敲击大小不同的编钟,是音调不同,相同乐器发出的声音的音色相同,故C错误;
D.噪声监测装置只能监测噪声等级,不能减弱,故D错误。
3.(2018·
桂林)经常下厨的小关发现,同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些。
这是因为()。
A.水的比热容小,吸热后温度升高得快;
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快;
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多;
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
【解析】同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,因为油的比热容小,故加热后温度升高的快;
故A错误,B正确。
因为灶具相同,在相同时间内和热转换效率相同时,水和油吸收的热量应相同;
故CD错误。
正确答案是B。
4.(2020·
襄阳)汉江流经的地域广,且水量较大。
大量的水蒸发时需要______(选填“吸热”或“放热”),且水的______大,从而可以很好地调节两岸的湿度和气温。
(1)吸热;
(2)比热容。
【解析】水蒸发时,需要吸热,水从液态变为气态,大大地增加了两岸空气中的湿度。
因为水的比热容较大,在升高相同的温度时,可以吸热更多的热量,在降低相同的温度时,可以放出更多的热量,故可以很好地调节两岸的气温。
5.(2020·
自贡)用煤气灶把2kg、初温为20℃的水加热到70℃,消耗了20g煤气。
已知水的比热容是4.2×
℃),煤气的热值为4.0×
107J/kg,则水吸收的热量为______J,煤气灶烧水的效率为______。
(1)4.2×
105;
(2)52.5%。
【解析】水吸收的热量:
2kg×
(70℃-20℃)=4.2×
105J
20g煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=20×
10-3kg×
4.0×
107J/kg=8×
燃气灶烧水的效率:
η=
=52.5%。
6.(2020·
黑龙江龙东)小明在燃气灶上煲汤,将质最为2kg初始温度为20℃的汤,升高了80℃,汤吸收了J的热量。
这是通过方式来改变汤的内能。
[C汤=4×
℃)]
【答案】6.4×
105J;
热传递。
【解析】Q吸=cm△t=4×
103J/(kg•℃)×
80℃=6.4×
通过热传递的方式来改变汤的内能。
7.(2020·
四川甘孜州)如图所示的一种学生饮用奶,在饮用前加热的过程中,温度升高,内能_________(选填“增大”或“减小”);
若其中奶的质量为0.25kg,奶的比热容是
,当把它从10°
C加热到40°
C需要吸收__________J
的热量。
(1)增大;
(2)
【解析】一种学生饮用奶,在饮用前加热的过程中,不断吸收热量,温度升高,内能增大。
需要吸收的热量为:
8.(2020·
宁夏)宁夏中卫地区气候干燥,昼夜温差很大,当地特产压砂瓜,被称为“石头缝里长出的西瓜”,如图所示。每到种植季节,瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了砂石的土壤中,这样可以利用砂石有效蓄水和保温,保证芽苗在深夜不会被冻伤。请你根据以上材料所给信息,利用比热容知识分析:
为什么瓜农在土壤上覆盖砂石后,能起到保温作用?
【答案】见解析。
【解析】砂石覆盖后,白天可以减少水分的蒸发,晚上可以凝聚水汽渗入土壤,保证土壤的含水量。
因水的比热容较大,吸放热能力强,白天土壤中的水分吸收热量,晚上放出热量,控制土壤温度,能防止芽苗在深夜不被冻伤。
9.(2020·
天津)小华在天津的家中用电热水壸烧水,将质量为2kg的水从20℃加热到70℃。已知水的比热容
,求水吸收的热量。
【解析】由
可得水吸收的热量:
答:
水吸收的热量
10.(2020·
天水)在研究”不同物质的温度变化与吸热关系”实验中,取质量和初温都相同的甲乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图A所示。
(1)图B为某时刻的温度,其示数为 ℃。
(2)分析图C可知,吸收相同热量, 液体升温更高;
液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2:
1,则甲、乙液体的比热容之比为 。
(1)39;
(2)乙;
甲;
(3)3:
2。
(1)图B中,温度计分度值为1℃,示数为39℃;
(2)分析图C可知,吸收相同热量,即加热相同时间,如下所示,乙液体升温更高;
根据比较吸热能力的第2种方法,甲的吸热能力强,比热容大,根据Q=cm△t,相同的质量甲乙两种物质,升高相同的温度,甲吸热多,冷却效果好,甲液体更适合作汽车发动机的冷却液;
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃,升高的温度分别为:
20℃和15℃,吸收热量之比为2:
1,根据c=
,
则甲、乙液体的比热容之比为:
=
=3:
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