12.3 研究物质的比热容
【课时衔接】
1.(热值的物理意义)汽油的热值为4.6×107 J/kg,表示1 kg 汽油完全燃烧放出的热量为
J。一辆汽车的汽油用掉一半后剩下汽油的热值为 J/kg。
2.(热值的相关计算)为了减少大气污染,可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤,完全燃烧2 kg秸秆煤可放出 J热量。(q秸秆煤=2.1×107 J/kg)
【基础通关】
3.在物理学中,用比热容表示物质的 ,在数值上等于单位质量的某种物质,温度 。用符号 表示,单位是 ,读作“ ”。
4.（教材变式练） 对质量为5 kg的水加热,使它的温度升高80 ℃,水吸收的热量是 J,在加热过程中水的比热容 (选填“会”或“不会”)发生变化。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
5.炎热的夏天,在太阳的照射下,海滨浴场沙滩上沙子的温度升高、内能增大,这是通过
的方式改变内能的。而海水的温度明显低于沙滩的温度,其原因是 。
【素养提升】
6.依据表格中的数据,下列说法正确的是 ( )
物质 比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103
煤油 2.1×103
砂石 约0.92×103
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.质量相等的水和砂石放出相等的热量,水的温度降低得较少
C.水的比热容表示水的温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J
D.水和煤油吸收相等的热量,煤油温度升高得较多
7.（素养拓展练）下列图中箭头表示空气流动的方向。夏日晴朗的白天,我市老坝港海边的陆地与海面之间空气循环流动的示意图表示正确的是 ( )
A B
C D
8.如图所示,这是质量为100 g的某物质温度随加热时间的变化图像,前10 min它吸收的热量是7.2×103 J。求该物质的比热容。
参考答案
1.4.6×107 4.6×107
2.4.2×107
3.吸、放热性能 升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量 c J/(kg·℃) 焦每千克摄氏度
4.1.68×106 不会
5.热传递 水的比热容大
6.B
7.D
8.解:由图像可知,该物质10 min升高的温度:
Δt=50 ℃-20 ℃=30 ℃
由Q吸=cmΔt得,该物质的比热容:
c===2.4×103 J/(kg·℃)
212.3 研究物质的比热容(巩固训练)
【课时衔接】
1.(比热容的运用)汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却液,是因为水的 较大。
2.(比热容公式物理意义的理解)对于公式c=,下列理解正确的是 ( )
A.物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关
B.比热容是物质的特性,与Q、m、Δt无关,但可以用c=计算
C.由公式知:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收热量多的比热容小
D.比热容表示物质的吸热能力,吸热能力越强,c越小
【基础通关】
3.质量、初温相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,同时放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比 ( )
A.c甲最大 B.c乙最大
C.c丙最大 D.c甲=c乙=c丙
4.（真情境）为创建宜居城市,江西寻乌大力加强城市建设,一河两岸工程和黄岗山公园的打造,不仅为人们提供了良好的休闲散步场所,还很好地调节了两岸的气温,这是利用了水的 大;白天相同质量的水和土壤比较,吸收相同的热量,水的温度变化 (选填“大”或“小”)。
【素养提升】
5.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值是4.4×107 J/kg。用天然气灶将一壶5 kg的水从20 ℃加热到64 ℃时,水吸收的热量是 J。若天然气灶燃烧放出热量的一半被水吸收,则需要消耗 g天然气。水壶中的水用去一半后比热容 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
6.将0 ℃的水和等质量的80 ℃的水混合,则混合后水的温度是 ℃;若将0 ℃的冰和等质量的80 ℃的水相混合,结果发现,冰全部熔化成了水,但水的温度维持在0 ℃,这个现象说明 。(不计热量损失)
7.（素养拓展练）现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热,根据它们各自吸收的热量和末温度,在升高的温度——吸收的热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图所示,则甲、丙之间的比热容c和质量m的大小关系正确的是 ( )
A.m甲>m丙 c甲>c丙
B.m甲>m丙 c甲
D.m甲
A.A的比热容与B的比热容之比为2∶1
B.A的比热容与B的比热容之比为2∶3
C.同样加热t时间,B吸收的热量比A吸收的热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收的热量较多
9.某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和煤油加热,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如下数据:
物质 次数 质量 m/kg 升高的温度 Δt/℃ 加热的时间 t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
3 0.2 20 8
煤油 4 0.1 10 1
5 0.2 10 2
6 0.2 20 4
(1)分析第1、2次或第4、5次实验数据,可以得出初步结论:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的 有关。
(2)分析第1、4次或第2、5次实验数据,可以得出初步结论: 。
(3)比较 次实验数据,可知物体升温时吸收的热量与物体升高的温度有关。
10.（素养拓展练）国庆节后,天气转凉,气温逐渐降低,小明喝牛奶前,需要用热水烫一下加温,如图所示。小明用60 ℃的热水加热200 g的袋装牛奶,使牛奶的温度由15 ℃升高到45 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃)。若不计包装袋吸热及其他热损失,问:
(1)牛奶吸收的热量是多少焦
(2)加热牛奶至少需要多少千克60 ℃的热水 (保留小数点后1位)
参考答案
1.比热容
2.B
3.C
4.比热容 小
5.9.24×105 42 不变
6.40 熔化吸热
解析:0 ℃的水和80 ℃的水,质量相等,不计热量损失,所以Q吸=Q放,即cm(t-t01)=cm(t02-t),所以t-t01=t02-t,t=(t02+t01)=×(80 ℃+0 ℃)=40 ℃;将0 ℃的冰和等质量的80 ℃的水混合,冰要吸热,但发现,冰全部熔化成了水,但水的温度维持为0 ℃,说明冰在熔化的过程中吸热。
7.C
8.A
9.(1)质量
(2)质量相等的不同物质,在升高相同的温度时,吸收的热量是不同的,吸热的多少和物质的种类有关
(3)第2、3次或第5、6
10.解:(1)牛奶的质量:m牛奶=200 g=0.2 kg
牛奶吸收的热量:
Q吸=c牛奶m牛奶(t-t1)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(45 ℃-15 ℃)=1.5×104 J
(2)若不计包装袋吸热及其他热损失,热水放出的热量Q放=Q吸=1.5×104 J,
由Q放=c水m水(t2-t)得至少需要热水的质量:
m水==
≈0.238 kg。
2
