7-内能及其利用、内能的改变-填空题(四个考点,共39题)- 【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编(原卷版)
【考点目录】
一.热量的计算(共20小题)
二.比热容解释简单的自然现象(共9小题)
三.实验 比较不同物质吸热的情况(共5小题)
四.比热容的概念及其计算(共5小题)
【真题练习】
一.热量的计算(共20小题)
1.(2022 宜宾)小净外出旅游中,将质量为1kg的水从28℃加热至沸腾时测得水温为98℃,由此可知当地大气压 (选填“高于”、“等于”或“低于”)1标准大气压;水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
2.(2022 内蒙古)电热饮水机在加热状态下正常工作,将2kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
3.(2022 西藏)“母亲节”这天,扎西同学为妈妈炖了一碗排骨汤,将装汤的碗放在有5kg水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的 大,过了一会儿,水温由15℃升高到20℃,水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
4.(2022 盐城)小明做“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验,绘制出如图所示的图像,由图像可知水沸腾时继续吸热,温度 ,若烧杯中水的质量为200g,加热至沸腾,至少需要吸收 J的热量,实际上,提供的热量 水吸收的热量。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
5.(2022 淄博)天然气是一种低污染燃料,它是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,完全燃烧0.021m3的天然气可放出 J的热量。若这些热量全部被水吸收,可使 kg的水温度从20℃升高到60℃。[q天然气=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃)]
6.(2022 湘潭)如图所示,烧瓶里装有质量和初温都相同的煤油,两电阻丝的阻值不同。闭合开关,通过两电阻丝的电流 ,两电阻丝产生的热量 (均填“相等”或“不相等”)。如果将某一烧瓶里的煤油换成0.2kg的水,温度升高5℃,水吸收的热量是 J。
7.(2022 株洲)如表格中的数据为水和煤油的比热容,这两种液体中 适合作为汽车发动机的冷却液。若要使壶中质量为2kg的水升高20℃,水需吸收 J热量,将壶中的水加热一段时间后水变少了,是因为水发生了 现象(填物态变化的名称)。
物质 比热容c/【J/(kg ℃)】
水 4.2×103
煤油 2.1×103
8.(2022 玉林)把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起,一段时间后,可以看到它们互相渗入对方,这种现象属于
现象;若使质量为5kg的水温度从20℃升高到40℃,则水吸收的热量为 J。已知c水=4.2×103J/(kg ℃)。
9.(2022 河池)已知水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃),把2kg的水从20℃加热到70℃需要吸收的热量为 J;在高山上煮饭,很难煮熟,这是因为高山上 低,水的沸点低。
10.(2022 荆州)为全面推进“乡村振兴”工程,加快农业农村绿色发展,荆州市大部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭,小王同学用他家的煤气将体积为2L、初温为20℃的水加热到100℃,水吸收的热量是 J;若此过程的热效率为40%,则消耗煤气 m3。[水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),煤气热值为4.0×107J/m3]
11.(2022 广元)小红在家用天然气灶烧开水,在标准大气压下,5kg水从20℃加热至沸腾,完全燃烧了0.1m3的天然气,此过程中,水吸收的热量是 J,天然气灶烧水的热效率为 。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]
12.(2022 哈尔滨)小明取1kg的水,用温度计测出如图所示的初温是 ℃,加热使其升温到70℃,此过程中水需要吸收热量 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
13.(2022 广东)家庭电路中,电热水壶应与其他家用电器 联。若用电热水壶加热0.8kg的水,使其温度从30℃升高到80℃,则水吸收的热量是 J。此过程中,电热水壶实际消耗的电能 (选填“大于”“等于”或“小于”)水吸收的热量。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
14.(2022 宜昌)小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 J/(kg ℃)。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
15.(2022 德阳)100g水温度从20℃升高到70℃需要吸收 J的热量;汽油机燃气缸内完全燃烧10kg汽油可以放出 J的热量[水的比热c水=4.2×103J/(kg ℃),汽油的热值q=4.6×107J/kg]。
16.(2022 南充)用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3,放出热量 J;若该热水器的加热效率为84%,则能将40kg初始温度为20℃的水加热至 ℃,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。
17.(2022 重庆)《三国演义》有“青梅煮酒”的典故,芒种节气正是青梅煮酒季,煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是 J[c酒=3.4×103J/(kg ℃)];若煮酒位置海拔越高,水面上方的气压越低,水的沸点会越 。
18.(2022 重庆)小铭周末在家做家务,他在水壶中装入质量2kg、温度18℃的水后,放在燃气灶上加热,利用 的方式使水的内能增加,直至将水加热到68℃,这个过程水吸收的热量为 J。[比热容c水=4.2×103J/(kg ℃)]
19.(2022 桂林)用天然气灶烧水时,把质量为2kg、初温为20℃的水,加热到70℃,此过程中天然气完全燃烧放出的热量为2.1×106J。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。求:
(1)水吸收的热量是多少J?
(2)天然气灶烧水时的热效率是多少?
20.(2022 江西)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
二.比热容解释简单的自然现象(共9小题)
21.(2022 济南)炎炎夏日,小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现,在这里白天的风常常从海面吹向陆地,而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的主要原因是( )
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.海水的比热容小于砂石的比热容
D.海水的比热容大于砂石的比热容
22.(2022 恩施州)夏季,混凝土护栏被太阳晒得很热,池塘中太阳下的水却不很热,主要原因是( )[c混凝土=0.84×103J/(kg ℃),c水=4.2×103J/(kg ℃)]
A.水不吸热 B.混凝土初温高
C.水的比热容大 D.混凝土放热
23.(2022 邵阳)湿地被称为“地球之肾”,能调节空气的湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水的( )
A.比热容大 B.密度大 C.流动性大 D.热值大
24.(2022 新疆)位于沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大,这是因为与水相比,砂石的( )
A.比热容较小 B.比热容较大 C.密度较小 D.密度较大
25.(2022 益阳)烈日炎炎的夏季,白天沙滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽,主要是因为水的比热容比沙子的比热容 。1kg的砂石,温度升高10℃,需要吸收的热量为 J。【c砂石=0.92×103J/(kg ℃)】
26.(2022 大庆)“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1:4,砂石和水的密度之比为3:2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时,它们升高的温度之比为 。
27.(2022 怀化)如图所示为冬天人们常用的电热水袋,使用十分方便,充电加热后,能够放热较长时间,其内部液体主要成分是水,是因为利用了水的 较大;若该热水袋装有1kg的水,充电加热后温度为50℃,使用一段时间后温度降低到20℃,则此过程中放出的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
28.(2022 衡阳)百善孝为先,孝敬长辈可以从生活中的小事做起,冬天来临,小周用自己的零花钱给奶奶购买了一个暖手袋。根据使用说明,他将质量为0.5kg、温度为75℃的水装入暖手袋,使用一段时间后,水的温度降低到35℃。
(1)暖手袋里面装热水取暖,是利用了水 大的性质(选填“比热容”或“密度”),这里是通过 方式改变了水的内能(选填“做功”或“热传递”);
(2)求这段时间水放出了多少热量。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
29.(2022 呼和浩特)为了探究沙漠中与大海边昼夜温差的变化问题。小于同学取了两个完全相同的、比较大的玻璃器皿。分别装入质量、初温都相同的沙子和水。在阳光充足,温暖的地方进行暴晒。经过相同时间,发现两个玻璃器皿中的沙子和水,温度都发生了明显变化。你认为,沙子和水,谁的温度变化大?请用学过的物理知识说明原因。并回答开始探究的问题。
三.实验 比较不同物质吸热的情况(共5小题)
30.(2022 常州)小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是: ,测得实验数据如表格所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 ﹣
水 18 19 21 23 25 27
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点 (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容 (小于/等于/大于)水的比热容。
31.(2022 广安)为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;
(2)加热到4min时,液体B的温度如图乙所示,此时温度计示数是 ℃;
(3)冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体 (选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳;
(4)上述实验中,主要用到的科学探究方法有转换法和 法。
32.(2022 包头)利用如图(a)所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
(1)实验时,选取质量 、初温相同的甲、乙两种不同液体,用相同的酒精灯加热,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大内能的。
(2)根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图(b)所示,分析可知, 液体的吸热能力更强。
(3)实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 (填“变大”“变小”或“不变”)。
33.(2022 福建)在探究“不同物质吸热的情况”实验中:
(1)用相同的酒精灯加热质量相等的沙子和水,使它们升高相同的温度,通过比较 来判断吸收热量的多少。
(2)加热10min后,测得水的温度如图,该示数为 ℃。
(3)多次实验后得到的数据如下表,分析可得:质量相等的水和沙子,升高相同的温度,水比沙子吸收更 的热量。
(4)根据实验结论推理:沿海地区昼夜温差比内陆地区更 。
升高的温度/℃ 5 10 15 20
加热水的时间/min 2.5 5 7.5 10
加热沙子的时间/min 1 2 3 4
34.(2022 岳阳)图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
(1)两支试管里水和煤油的质量 (填“相同”或“不同”)。
(2)相同时间内,水吸收的热量 (填“大于”、“等于”或
“小于”)煤油吸收的热量。
(3)由图乙可知, 的吸热能力更强。
四.比热容的概念及其计算(共5小题)
35.(2022 滨州)小华同学用如图甲所示的装置给冰加热。根据实验记录的数据,他绘制了如图乙所示冰熔化时温度随时间变化的图象。小华又继续加热一段时间,观察到水沸腾时温度计的示数如图丙所示。下列说法正确( )
A.BC段表示冰的熔化过程,继续吸热温度保持不变,处于固液共存状态
B.比较AB段和CD段可知,AB段的比热容是CD段比热容的2倍
C.水的沸点是98℃,由此可以判断此时的大气压高于一个标准大气压
D.水沸腾时烧杯上方出现大量的“白气”,这些“白气”的形成属于汽化现象
(多选)36.(2022 潍坊)用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热,它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失,以下分析正确的是( )
A.t1 t2时间内,a、c吸收热量相同
B.t2 t3时间内,a的内能不变
C.b的比热容可能大于c的比热容
D.若a、b是同种物质,则b的质量小于a的质量
37.(2022 无锡)用如图所示的两套相同装置探究不同物质吸热升温的现象,将相等质量的沙子和水分别
装入铝桶中,用温度计测出它们的初始 ,点燃酒精灯加热,用玻璃棒
沙子和水,观察到沙子升温比水快,由此,可以推得,质量相等的沙子和水,升高相同的温度, 吸收的热量多。
38.(2022 黑龙江)两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体,使用相同的热源为其加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,若甲、乙两液体吸收相同的热量,则 液体升高的温度较多;两者比较, 液体更适合作汽车的冷却剂。
39.(2022 徐州)阅读短文,回答文后问题,
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物﹣t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做 ;
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是 ;
A.速度
B.密度
C.功率
D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为 。
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 J/(kg ℃)。
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7-内能及其利用、内能的改变-填空题(四个考点,共39题)- 【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编(解析版)
【考点目录】
一.热量的计算(共20小题)
二.比热容解释简单的自然现象(共9小题)
三.实验 比较不同物质吸热的情况(共5小题)
四.比热容的概念及其计算(共5小题)
【真题练习】
一.热量的计算(共20小题)
1.(2022 宜宾)小净外出旅游中,将质量为1kg的水从28℃加热至沸腾时测得水温为98℃,由此可知当地大气压 小于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)1标准大气压;水吸收的热量是 2.94×105 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】小于;2.94×105。
【解析】解:(1)水的沸点是98℃,低于100℃,说明都是的大气压小于标准大气压;
(2)水在该过程中吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(98℃﹣28℃)=2.94×105J。
2.(2022 内蒙古)电热饮水机在加热状态下正常工作,将2kg的水从20℃加热至100℃,水吸收的热量是 6.72×105 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】6.72×105。
【解析】解:水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J。
3.(2022 西藏)“母亲节”这天,扎西同学为妈妈炖了一碗排骨汤,将装汤的碗放在有5kg水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的 比热容 大,过了一会儿,水温由15℃升高到20℃,水吸收的热量为 1.05×105 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】比热容;1.05×105。
【解析】解:(1)由于水的比热容大,质量相同的水和其它物质相比,升高相同的温度,水吸热多,冷却效果好,所以,将装汤的碗放在水中进行冷却就是利用水的比热容大这一特性;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×(20℃﹣15℃)=1.05×105J。
4.(2022 盐城)小明做“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验,绘制出如图所示的图像,由图像可知水沸腾时继续吸热,温度 保持不变 ,若烧杯中水的质量为200g,加热至沸腾,至少需要吸收 4.2×104 J的热量,实际上,提供的热量 大于 水吸收的热量。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】保持不变;4.2×104;大于。
【解析】解:(1)由图像可知,水沸腾时继续吸热,温度保持不变;
(2)由图像可知,水的初温t0=48.0℃,水沸腾时的温度t=98.0℃,
因此将烧杯中的水加热至沸腾至少需要吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×200×10﹣3kg×(98.0℃﹣48.0℃)=4.2×104J;
(3)由于对水加热的过程中存在热损失,因此实际提供的热量大于水需要吸收热量。
5.(2022 淄博)天然气是一种低污染燃料,它是 不可再生 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,完全燃烧0.021m3的天然气可放出 8.4×105 J的热量。若这些热量全部被水吸收,可使 5 kg的水温度从20℃升高到60℃。[q天然气=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】(1)不可再生;(2)8.4×105;(3)5。
【解析】解:(1)天然气是化石能源的一种,化石能源、核能等能源会越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们都属于不可再生能源;
(2)天然气放出的热量Q=Vq天然气=0.021m3×4×107J/m3=8.4×105J;
(3)天然气放出的热量Q可知,水吸收的热量为8.4×105J,由Q=cmΔt得,水得质量m===5kg。
6.(2022 湘潭)如图所示,烧瓶里装有质量和初温都相同的煤油,两电阻丝的阻值不同。闭合开关,通过两电阻丝的电流 相等 ,两电阻丝产生的热量 不相等 (均填“相等”或“不相等”)。如果将某一烧瓶里的煤油换成0.2kg的水,温度升高5℃,水吸收的热量是 4.2×103 J。
【答案】相等;不相等;4.2×103。
【解析】解:(1)由图可知,该电路为串联电路,两电阻丝串联接入电路中;因为在串联电路中电流处处相等,所以通过两电阻丝的电流是相等的;在通电时间、电流相同时,电阻越大,产生的热量越多,所以电流通过两电阻丝产生的热量是不相等的;
(2)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×5℃=4.2×103J。
7.(2022 株洲)如表格中的数据为水和煤油的比热容,这两种液体中 水 适合作为汽车发动机的冷却液。若要使壶中质量为2kg的水升高20℃,水需吸收 1.68×105 J热量,将壶中的水加热一段时间后水变少了,是因为水发生了 汽化 现象(填物态变化的名称)。
物质 比热容c/【J/(kg ℃)】
水 4.2×103
煤油 2.1×103
【答案】水;1.68×105;汽化。
【解析】解:(1)由表格数据可知,水的比热容大于煤油的比热容,相同质量的水和煤油相比,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以水适合作为汽车发动机的冷却液;
(2)水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×20℃=1.68×105J;
(3)将壶中的水加热一段时间后,部分液态的水汽化变为气态的水蒸气导致壶中的水变少。
8.(2022 玉林)把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起,一段时间后,可以看到它们互相渗入对方,这种现象属于 扩散
现象;若使质量为5kg的水温度从20℃升高到40℃,则水吸收的热量为 4.2×105 J。已知c水=4.2×103J/(kg ℃)。
【答案】扩散;4.2×105。
【解析】解:把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起,一段时间后,可以看到它们互相渗入对方,表明固体之间也能发生扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动;
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×(40℃﹣20℃)=4.2×105J。
9.(2022 河池)已知水的比热容c=4.2×103J/(kg ℃),把2kg的水从20℃加热到70℃需要吸收的热量为 4.2×105 J;在高山上煮饭,很难煮熟,这是因为高山上 气压 低,水的沸点低。
【答案】4.2×105;气压。
【解析】解:把2kg的水从20℃加热到70℃需要吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J;
在高山上煮饭,很难煮熟,这是因为高山上气压低,水的沸点降低。
10.(2022 荆州)为全面推进“乡村振兴”工程,加快农业农村绿色发展,荆州市大部分农村地区已经使用上了煤气烧水煮饭,小王同学用他家的煤气将体积为2L、初温为20℃的水加热到100℃,水吸收的热量是 6.72×105 J;若此过程的热效率为40%,则消耗煤气 0.042 m3。[水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),煤气热值为4.0×107J/m3]
【答案】6.72×105;0.042。
【解析】解:(1)根据ρ=可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg;
热水器中的水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量:
Q放===1.68×106J,
需要完全燃烧的煤气的质量m′===0.042m3。
11.(2022 广元)小红在家用天然气灶烧开水,在标准大气压下,5kg水从20℃加热至沸腾,完全燃烧了0.1m3的天然气,此过程中,水吸收的热量是 1.68×106 J,天然气灶烧水的热效率为 42% 。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]
【答案】1.68×106;42%。
【解析】解:(1)在标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J;
(2)天然气完全燃烧时放出的热量:
Q放=qV=4.0×107J/m3×0.1m3=4×106J;
天然气灶烧水的热效率:
η=×100%=×100%=42%。
12.(2022 哈尔滨)小明取1kg的水,用温度计测出如图所示的初温是 20 ℃,加热使其升温到70℃,此过程中水需要吸收热量 2.1×105 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】20;2.1×105。
【解析】解:(1)由图可知,温度计的分度值为1℃,其示数为20℃;
(2)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(70℃﹣20℃)=2.1×105J。
13.(2022 广东)家庭电路中,电热水壶应与其他家用电器 并 联。若用电热水壶加热0.8kg的水,使其温度从30℃升高到80℃,则水吸收的热量是 1.68×105 J。此过程中,电热水壶实际消耗的电能 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)水吸收的热量。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】并;1.68×105;大于。
【解析】解:家庭电路中各用电器之间或插座之间都是并联连接,这样在工作时才会互不影响,电则热水壶应与其他家用电器并联。
水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.8kg×(80℃﹣30℃)=1.68×105J;
因为在烧水过程中,有热损失,所以电热水壶实际消耗的电能大于水吸收的热量。
14.(2022 宜昌)小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为 2.52×104 J,另一种液体的比热容为 1.4×103 J/(kg ℃)。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】2.52×104;1.4×103。
【解析】解:由图知,水在16min内初温t0=10℃,末温为40℃,
16min内水吸收的热量:Q吸水=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×(40℃﹣10℃)=2.52×104J;
另一种液体加热8min,吸收的热量为:Q'吸=×2.52×104J=1.26×104J;
由Q吸=c液m液(t液﹣t0)得:1.26×104J=c液×0.3kg×(50℃﹣20℃),解得:c液=1.4×103J/(kg ℃)。
15.(2022 德阳)100g水温度从20℃升高到70℃需要吸收 2.1×104 J的热量;汽油机燃气缸内完全燃烧10kg汽油可以放出 4.6×108 J的热量[水的比热c水=4.2×103J/(kg ℃),汽油的热值q=4.6×107J/kg]。
【答案】2.1×104;4.6×108。
【解析】解:
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×100×10﹣3kg×(70℃﹣20℃)=2.1×104J;
汽油机燃气缸内完全燃烧10kg汽油放出的热量:
Q放=m′q=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J。
16.(2022 南充)用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值为3.2×107J/m3的天然气0.125m3,放出热量 4×106 J;若该热水器的加热效率为84%,则能将40kg初始温度为20℃的水加热至 40 ℃,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。
【答案】4×106;40。
【解析】解:(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=qV=3.2×107J/m3×0.125m3=4×106J;
(2)已知该热水器的效率是84%,则水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=84%×4×106J=3.36×106J;
(3)设热水器加热使水的温度升高到t(即末温),
则:Q吸=c水m水(t﹣t0),
即:3.36×106J=4.2×103J/(kg ℃)×40kg×(t﹣20℃),
解得:t=40℃;
17.(2022 重庆)《三国演义》有“青梅煮酒”的典故,芒种节气正是青梅煮酒季,煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是 3.4×104 J[c酒=3.4×103J/(kg ℃)];若煮酒位置海拔越高,水面上方的气压越低,水的沸点会越 低 。
【答案】3.4×104;低。
【解析】解:(1)酒吸收的热量:
Q吸=c酒m(t2﹣t1)=.3.4×103J/(kg ℃)×0.5kg×(40℃﹣20℃)=3.4×104J;
(2)海拔越高的地方,气压越低,水的沸点跟气压有关,气压越低,水的沸点越低。
18.(2022 重庆)小铭周末在家做家务,他在水壶中装入质量2kg、温度18℃的水后,放在燃气灶上加热,利用 热传递 的方式使水的内能增加,直至将水加热到68℃,这个过程水吸收的热量为 4.2×105 J。[比热容c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】热传递;4.2×105。
【解析】解:他在水壶中装入质量2kg、温度18℃的水后,放在燃气灶上加热,利用热传递的方式使水的内能增加;
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(68℃﹣18℃)=4.2×105J。
19.(2022 桂林)用天然气灶烧水时,把质量为2kg、初温为20℃的水,加热到70℃,此过程中天然气完全燃烧放出的热量为2.1×106J。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。求:
(1)水吸收的热量是多少J?
(2)天然气灶烧水时的热效率是多少?
【答案】(1)水吸收的热量是4.2×105J;
(2)天然气灶烧水时的热效率是20%。
【解析】解:(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J;
(2)天然气灶烧水时的热效率:
η=×100%=×100%=20%。
20.(2022 江西)如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),天然气的热值为4.0×107J/m3]求:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)以上过程中,水吸收的热量;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
【答案】(1)0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为2.4×106J;
(2)以上过程中,水吸收的热量为1.68×106J;
(3)密闭的锅内水烧开时的温度为102℃。
【解析】解:
(1)0.06m3的天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.06m3×4×107J/m3=2.4×106J;
(2)水吸收的热量:Q吸=ηQ放=70%×2.4×106J=1.68×106J;
(3)根据Q吸=cm(t﹣t0)可知,密闭的锅内水烧开时的温度为:t=+t0=+22℃=102℃。
二.比热容解释简单的自然现象(共9小题)
21.(2022 济南)炎炎夏日,小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现,在这里白天的风常常从海面吹向陆地,而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的主要原因是( )
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.海水的比热容小于砂石的比热容
D.海水的比热容大于砂石的比热容
【答案】D。
【解析】解:沿海地区水多,水的比热容较大;内陆地区,地表以砂石泥土为主,砂石泥土比热容较小;由于水的比热容大,所以对于相同质量的水和砂石相比较,在吸收或放出相同的热量时,水的温度变化小,而砂石的温度变化大,所以白天陆地的温度高、海水温度低,晚上陆地温度低、海水温度高;白天陆地上方空气的温度高度,密度小,砂石上方空气上升,海面上的冷空气过来补充,所以白天的风常常从海面吹向陆地,而晚上海面上方的热空气上升,风从陆地吹向海面;故D正确。
22.(2022 恩施州)夏季,混凝土护栏被太阳晒得很热,池塘中太阳下的水却不很热,主要原因是( )[c混凝土=0.84×103J/(kg ℃),c水=4.2×103J/(kg ℃)]
A.水不吸热 B.混凝土初温高
C.水的比热容大 D.混凝土放热
【答案】C。
【解析】解:水的比热容大,根据Δt=知,质量相等的水和混凝土,太阳照射同样的时间,吸收相同热量,由于水的比热容较大,水的温度升高较小,因此,水的温度比混凝土低,所以太阳下的混凝土护栏很热,而旁边池塘里的水却不怎么热,故C正确。
23.(2022 邵阳)湿地被称为“地球之肾”,能调节空气的湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水的( )
A.比热容大 B.密度大 C.流动性大 D.热值大
【答案】A。
【解析】解:因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,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,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。
24.(2022 新疆)位于沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大,这是因为与水相比,砂石的( )
A.比热容较小 B.比热容较大 C.密度较小 D.密度较大
【答案】A。
【解析】解:因为水的比热容较大,砂石的比热容小,相同质量的水和沙石比较,白天吸收相同的热量时,水的温度升高得少,砂石的温度升高的多;夜晚放出相同的热量时,水的温度降低得少,砂石降低的温度多,使得沿海地区昼夜温差小、罗布泊昼夜温差大,故A符合题意,BCD不符合题意。
25.(2022 益阳)烈日炎炎的夏季,白天沙滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽,主要是因为水的比热容比沙子的比热容 大 。1kg的砂石,温度升高10℃,需要吸收的热量为 9.2×103 J。【c砂石=0.92×103J/(kg ℃)】
【答案】大;9.2×103。
【解析】解:(1)水的比热容大于沙子的比热容,沙子的温度升高的快,沙子的末温高,水的末温低,所以光脚走在海滩上会感觉到沙“烫脚”,走进海水中却感觉到海水非常凉爽。
(2)砂石吸收的热量为:
Q吸=c水mΔt=0.92×103J/(kg ℃)×1kg×10℃=9.2×103J。
26.(2022 大庆)“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1:4,砂石和水的密度之比为3:2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时,它们升高的温度之比为 8:3 。
【答案】8:3。
【解析】解:
砂石和水两个物体的体积相同,由ρ=可得,,
由Q吸=cmΔt可得,
砂石和水吸收相同的热量时升高的温度之比:。
27.(2022 怀化)如图所示为冬天人们常用的电热水袋,使用十分方便,充电加热后,能够放热较长时间,其内部液体主要成分是水,是因为利用了水的 比热容 较大;若该热水袋装有1kg的水,充电加热后温度为50℃,使用一段时间后温度降低到20℃,则此过程中放出的热量为 1.26×105 J。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】比热容;1.26×105。
【解析】解:(1)因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以电热暖手袋用水为介质;
(2)Q放=cm△t
=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(50℃﹣20℃)
=1.26×105J。
28.(2022 衡阳)百善孝为先,孝敬长辈可以从生活中的小事做起,冬天来临,小周用自己的零花钱给奶奶购买了一个暖手袋。根据使用说明,他将质量为0.5kg、温度为75℃的水装入暖手袋,使用一段时间后,水的温度降低到35℃。
(1)暖手袋里面装热水取暖,是利用了水 比热容 大的性质(选填“比热容”或“密度”),这里是通过 热传递 方式改变了水的内能(选填“做功”或“热传递”);
(2)求这段时间水放出了多少热量。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】(1)比热容;热传递。(2)8.4×104J。
【解析】解:(1)暖手袋里面装热水取暖,是利用了水比热容大的性质,这里是通过热传递方式改变了水的内能。
(2)水放出的热量为:Q放=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×(75℃﹣35℃)=8.4×104J。
29.(2022 呼和浩特)为了探究沙漠中与大海边昼夜温差的变化问题。小于同学取了两个完全相同的、比较大的玻璃器皿。分别装入质量、初温都相同的沙子和水。在阳光充足,温暖的地方进行暴晒。经过相同时间,发现两个玻璃器皿中的沙子和水,温度都发生了明显变化。你认为,沙子和水,谁的温度变化大?请用学过的物理知识说明原因。并回答开始探究的问题。
【解析】沙子的温度变化的比较大;水的比热容比沙子的比热容大,在阳光充足、温暖的地方进行暴晒,经过相同时间,吸收或放出相同热量,水的温度变化比沙小,沙子的温度变化比较大。
三.实验 比较不同物质吸热的情况(共5小题)
30.(2022 常州)小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 质量 相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是: 使沙子和水受热均匀 ,测得实验数据如表格所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 ﹣
水 18 19 21 23 25 27
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 52 ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点 错误 (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容 小于 (小于/等于/大于)水的比热容。
【答案】(1)质量;(2)使沙子和水受热均匀;(3)52;(4)错误;(5)小于。
【解析】解:(1)根据比较吸热能力的两种方法,应控制不同物质的质量相同,故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水;
(2)为了使沙子和水受热均匀,实验中应用玻璃棒不断搅拌;
(3)温度计每一个小格代表1℃,示数是52℃;
(4)实验中用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,水和沙子吸收的热量相同;有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点是错误的;
(5)根据表格中的数据可知,质量相同的水和沙子,加热相同的时间,吸收相同的热量,水的温度升高的慢,则水的吸热能力大,水的比热容大,沙子的比热容小于水的比热容。
31.(2022 广安)为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,可以通过比较 加热时间 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;
(2)加热到4min时,液体B的温度如图乙所示,此时温度计示数是 42 ℃;
(3)冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体 A (选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳;
(4)上述实验中,主要用到的科学探究方法有转换法和 控制变量 法。
【答案】(1)加热时间;(2)42;(3)A;(4)控制变量。
【解析】解:(1)实验中选用相同的加热装置,相同的时间内放出的热量相同,液体吸收的热量相同;
(2)温度计分度值为1℃,读数为42℃;
(3)由丙图可知吸收相同的热量,A的温度变化慢,说明A的比热容大;冬天要选比热容大的液体作为供暖物质,故选A;
(4)上述实验中,主要用到的科学探究方法有转换法和控制变量法。
32.(2022 包头)利用如图(a)所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
(1)实验时,选取质量 相等 、初温相同的甲、乙两种不同液体,用相同的酒精灯加热,加热时液体温度升高,这是通过 热传递 方式来增大内能的。
(2)根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图(b)所示,分析可知, 乙 液体的吸热能力更强。
(3)实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 不变 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)相等;热传递;(2)乙;(3)不变。
【解析】解:(1)探究物质吸热能力实验,实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中;用相同的酒精灯加热,加热时液体吸收热量,温度升高,是通过热传递的方式增大内能的;
(2)因质量相等的甲和乙两种液体,在升高相同温度时,乙的加热时间长,乙吸热多,所以乙的吸热能力强;
(3)热值是燃料的一种特性,不随质量的改变而改变,故酒精灯中剩余的酒精热值不变。
33.(2022 福建)在探究“不同物质吸热的情况”实验中:
(1)用相同的酒精灯加热质量相等的沙子和水,使它们升高相同的温度,通过比较 加热时间 来判断吸收热量的多少。
(2)加热10min后,测得水的温度如图,该示数为 48 ℃。
(3)多次实验后得到的数据如下表,分析可得:质量相等的水和沙子,升高相同的温度,水比沙子吸收更 多 的热量。
(4)根据实验结论推理:沿海地区昼夜温差比内陆地区更 小 。
升高的温度/℃ 5 10 15 20
加热水的时间/min 2.5 5 7.5 10
加热沙子的时间/min 1 2 3 4
【答案】(1)加热时间;(2)48;(3)多;(4)小。
【解析】解:(1)在本实验中,通过控制沙子和水的质量、升高的温度相同,利用相同的加热装置,加热时间越长,表示物质吸收的热量越多,即:通过比较加热时间来判断吸收热量的多少;
(2)由图可知该温度计的分度值为1℃,根据液柱的位置可知,此时温度计的示数为48℃;
(3)由表中数据可知,质量相等的水和沙子,升高相同的温度,加热水的时间大于加热沙子的时间,由此可知水比沙子吸收了更多的热量,即水的吸热能力强;
(4)根据实验结论可知,水的吸热能力比沙子的强,即在同样条件下,吸收或放出相同热量,水的温度变化比沙子的小,而沿海地区与内陆地区相比,水多,吸热能力强,所以沿海地区昼夜温差比内陆地区更小。
34.(2022 岳阳)图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
(1)两支试管里水和煤油的质量 相同 (填“相同”或“不同”)。
(2)相同时间内,水吸收的热量 等于 (填“大于”、“等于”或
“小于”)煤油吸收的热量。
(3)由图乙可知, 水 的吸热能力更强。
【答案】(1)相同;(2)等于;(3)水。
【解析】解:
(1)根据控制变量法,比较不同物质的吸热能力实验中,需用相同的加热装置,对质量相同、初温相同的水和煤油进行加热。
(2)比较不同物质的吸热能力实验中,用加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少,所以相同时间内,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
(3)分析图像乙可知,质量和升高温度相同,水加热时间长,根据比较吸热能力的方法,故水的吸热能力更强。
四.比热容的概念及其计算(共5小题)
35.(2022 滨州)小华同学用如图甲所示的装置给冰加热。根据实验记录的数据,他绘制了如图乙所示冰熔化时温度随时间变化的图象。小华又继续加热一段时间,观察到水沸腾时温度计的示数如图丙所示。下列说法正确( )
A.BC段表示冰的熔化过程,继续吸热温度保持不变,处于固液共存状态
B.比较AB段和CD段可知,AB段的比热容是CD段比热容的2倍
C.水的沸点是98℃,由此可以判断此时的大气压高于一个标准大气压
D.水沸腾时烧杯上方出现大量的“白气”,这些“白气”的形成属于汽化现象
【答案】A。
【解析】解:A、BC段表示冰的熔化过程,继续吸热温度保持不变,处于固液共存状态,故A正确;
B、CD段加热时间是AB段加热时间的两倍,则CD段吸收的热量是AB段的两倍,CD段温度变化10℃,AB段温度变化了10℃,被加热物质的质量不变,
根据Q=cmΔt可知,===,即CD段的比热容是AB段比热容的2倍,故B错误;
C、水的沸点为98℃,小于标准大气压下的100℃,说明当地气压低于标准大气压,故C错误;
D、水沸腾时烧杯上方出现大量的“白气”,白气是由气态变成液态形成的,这些“白气”的形成属于液化现象,故D错误。
(多选)36.(2022 潍坊)用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热,它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失,以下分析正确的是( )
A.t1 t2时间内,a、c吸收热量相同
B.t2 t3时间内,a的内能不变
C.b的比热容可能大于c的比热容
D.若a、b是同种物质,则b的质量小于a的质量
【答案】AC。
【解析】解:由图象知:
A、用相同的加热装置,t1 t2时间内,加热时间相同,所以a、c吸收热量相同,故A正确;
B、t2﹣t3时间内物质a处于熔化过程,温度虽然不变,但继续吸收热量,所以其内能增加,故B错误;
C、用相同的加热装置对b、c两种物质加热时,0﹣t3时间内两种物质吸收的热量相同,c物质升高的温度较小,但b、c物质质量不确定,由公式c=知,b的比热容可能大于c的比热容,故C正确;
D、如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cmΔt知,b的质量大于a的质量,故D错误。
37.(2022 无锡)用如图所示的两套相同装置探究不同物质吸热升温的现象,将相等质量的沙子和水分别
装入铝桶中,用温度计测出它们的初始 温度 ,点燃酒精灯加热,用玻璃棒 搅拌
沙子和水,观察到沙子升温比水快,由此,可以推得,质量相等的沙子和水,升高相同的温度, 水 吸收的热量多。
【答案】温度;搅拌;水。
【解析】解:探究不同物质吸热升温的现象,控制初温相同;加热时,用玻璃棒搅拌,使物体受热均匀;水的比热容比沙子大,所以相同质量的水和沙子,升高相同的温度,水吸收热量多。
38.(2022 黑龙江)两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体,使用相同的热源为其加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,若甲、乙两液体吸收相同的热量,则 甲 液体升高的温度较多;两者比较, 乙 液体更适合作汽车的冷却剂。
【答案】甲;乙。
【解析】解:(1)由图象可知,加热相同的时间,甲升高的温度大于乙升高的温度,由于采用同一热源加热,加热相同的时间时,甲、乙两液体吸收的热量相等,因此甲、乙两液体吸收相同的热量时,甲液体升高的温度高。
(2)由图象可知,在质量和温度升高度数相同时,乙加热的时间长,由于采用同一热源加热,加热的时间长的吸收的热量多,因此乙液体吸收的热量多,故乙液体更适合作汽车的冷却剂。
39.(2022 徐州)阅读短文,回答文后问题,
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物﹣t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做 热传递 ;
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是 C ;
A.速度
B.密度
C.功率
D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为 0.9q 。
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 3.5×103 J/(kg ℃)。
【答案】(1)热传递;(2)C;(3)0.9q;(4)3.5×103。
【解析】解:(1)物体向周围散热,内能减少,周围环境的内能增加,能量的形式没有发生变化,因此物体向周围散热属于热传递;
(2)由题目提供的信息可知,散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少;
A、速度的定义是单位时间内通过的路程,故A不符合题意;
B、密度的定义是单位体积某种物质的质量,故B不符合题意;
C、功率的定义是单位时间内做的功,与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量,故C符合题意;
D、效率的定义是有用的能量与总能量之比,故D不符合题意;
故选C;
(3)由题意可知,q=k(t物﹣t环)=k(30℃﹣20℃),解得:k=,
由于散热系数k与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,因此当当物体温度降低到29℃时,散热系数k不变,
则当物体温度降低到29℃时,散热快慢:q'=k(t物'﹣t环)=×(29℃﹣20℃)=0.9q;
(4)因为水和盐水的初温和末温都相同,即Δt水=Δt盐水=Δt,所以此时水和盐水的散热快慢相同,
则水和盐水放出热量之比:==,
由图可知,水和盐水的体积相同,因为Q放=cmΔt,所以有:==,
解得:c盐水= c水=×4.2×103J/(kg ℃)=3.5×103J/(kg ℃)。
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