第5课时 物质的比热容(2)
【基础巩固】
1.水的比热容是_______,一杯水变凉了,它的内能_______,比热容_______.
2.保温桶内装有质量为50 kg、温度为95℃的热水.过了一段时间后,桶内水的温度为85℃,那么水放出的热量为_______J,水的内能_______(选填“增加”、“不变”或“减少”).
3.铁比铜的比热容大,它表示在质量相同及温度变化相同的条件下,铁吸收或放出的热量比铜_______;在质量相同及吸热或放热相同的情况下,铜的温度变化比铁_______.
4.由比热容公式,判断下列哪种说法是正确的 ( )
A.物质的比热容跟它的质量成反比
B.物质的比热容跟它的热量成正比
C.物质的比热容跟它的温度变化成反比
D.比热容是物质的特性之一,跟热量、质量、温度的变化等因素都无关
5.下列情况中,哪一种水放出的热量最多( )
A.1千克水,温度从80℃冷却到40℃
B.2千克水,温度从50℃冷却到25℃
C.2千克水,温度从60℃冷却到35℃
D.3千克水,温度从50℃冷却到30℃
6.下列说法正确的是 ( )
A.水和冰的比热容相同
B.比热容大的物体吸收的热量不一定多
C.热水和冷水混合时如果没有损失,热水和冷水的温度变化相同
D.一桶水的热量比一杯水的热量多
7.一块金属,温度从30℃升高到50℃,吸收的热量为Q1,温度从90℃降低到70℃,放出的热量为Q2,则 ( )
A.Q1>Q2 B.Q18.下列说法中正确的是 ( )
A.没有吸热过程和放热过程,说热量是毫无意义的
B.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
C.两个物体升高相同的温度,吸收的热量也一定相同
D.热总是从含有热量多的物体传递给含有热量少的物体
9.质量相同的两个物体由于吸热而升温,若它们的比热容之比为1:2,升高的温度之比为3:2,则它们吸收的热量之比为 ( )
A.3:4 B.4:3 C.1:3 D.3:1
10.小明同学学习了比热容的知识后,联想到热水袋,设计了一种水暖背心,冬天将袋内灌满热水,穿在身上可暖胸背,他设计的原理是 ( )
A.水的比热容大,吸热本领强 B.水的比热容大,降温时放热多
C.水资源比较丰富 D.水的流动性强,穿起来柔软舒适
11.质量相等,初温相同的铜、铁、铝三种物质,放出相等的热量后,终温的高低是(c铝>c铁>c铜) ( )
A.铜最低 B.铁最低 C.铝最低 D.都相同
12.铝锅中盛有20℃的水,锅的质量为1 kg,水的质量为10 g,现要把这锅水加热到100℃,共需吸收多少热量?[c铝=880 J/(kg.℃),c水=4200J/(kg·℃)]
13.把冰块放在食品上面可以利用冰块吸热以保鲜食品,一块低温的冰吸收8.4×103 J的热量后,温度从-14℃升高到-4℃,试求这块冰的质量.[冰的比热容c=2.1×103 J/(kg·℃)]
14.质量为500 g的金属块,温度从100℃降低到20℃时,放出的热量为3. 52×104 J,这种金属的比热容是多少?
【拓展提优】
1.比热容是物质的一种特性.用同种物质制成的两个质量不等的物体,其比热容_______(选填“相同”或“不同”).质量均为1 kg的铜块[c铜=3.9×102 J/(kg.℃)]和铅块[c铅=1.3×102 J/(kg·℃)],如果吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为_______;若铜块温度升高了100℃,则它吸收了_______J的热.
2.甲和乙两个金属块的质量之比是3:1,当这两个金属块吸收了相同的热量后,它们升高的温度分别为20℃和15℃,则它们的比热容之比为_______.
3.甲、乙两物体的体积相同,甲的密度是乙的3倍,乙的比热容是甲的1/3,若它们吸收了相同的热量,它们升高的温度之比 ( )
A.1:9 B.3:1 C.9:1 D.1:1
4.100 g热水和50 g冷水混合后(不考虑热量损失),则 ( )
A.热水降低的温度等于冷水升高的温度 B.热水降低的温度小于冷水升高的温度
C.热水降低的温度大于冷水升高的温度 D.热水放出的热量大于冷水吸收的热量
5.将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,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
6.甲、乙两金属块都放人热水中,吸收相同的热量后,升
高了相同的温度,关于两者比热容和质量的关系,下列说法正确的是 ( )
A.当c甲>c乙时,m甲=m乙 B.当c甲C.当c甲>c乙时,m甲>m乙 D.当c甲m乙
7.当物体中存在温度差时,热量会从温度高的地方向温度低的地方传递.对于一长度为L、横截面积为S的均匀金属棒,当两端的温度差稳定为△T时,△t时间内从高温端向低温端传递的热量△Q满足关系式:△Q=;其中k为棒的导热系数,如图所示,长度分别为L1、L2,导热系数分别为k1、k2的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接,两金属棒各自另一端分别与温度为400 K、300 K的恒定热源良好接触.若L1:L2=1:2,k1:k2=3:2,则在稳定状态下,D处的温度为 ( )
A.375 K
B.360 K
C.350 K
D.325 K
8.在野外施工中,需要把质量为4.2 kg的铝合金构件温度从10℃升高到63℃或以上,现只有保温瓶中1.2 kg温度为90℃的热水可以利用,不计热损失,请设计一个加热构件的方案,同学甲设计的方案和运算如下:将铝合金构件直接放入90℃热水中,在不考虑热损失的前提下,热水放出的热量等于构件吸收的热量,根据热量计算公式:Q放=cm1(t1-t)、Q吸=cm2(t-t2),将数值代入计算,得出构件与热水在达到热平衡时的温度t=56.2℃,显然,这种方案不能使构件达到规定的温度.同学乙设计的方案是把90℃的热水分成等质量的两份,让构件先放入第一份90℃的热水中,达到热平衡后取出,再放入第二份90℃的热水中,再使构件与热水达到热平衡.通过计算表明,这一方案可使构件的最后温度达到61.7℃.问:
(1)怎样才能让构件达到63℃呢?请写出你的设计方案.
(2)若采用最佳加热方案,构件最后的温度可达69.5℃,这一结果启示我们,工业上也可以用这一方法用冷水来冷却某些构件,请简要说明这种最佳冷却方案.
9.“米线”是一种特色小吃,端上餐桌的有:一碗热汤,上面浮着一层油;一碟切成薄片的鲜肉;一碗已煮熟的米线,食客先把肉片放进汤内,稍候再加入米线.
现有以下资料:汤的初温为97℃,比热容为4.2×103 J/(kg·℃);肉片的质量为0.2 kg,初温为22℃,比热容为3.5×103 J/(kg·℃).基于健康缘故,肉片必须至少在大于80℃的汤中保持2 min,在这2 min时间里,由于向外界散热整体温度将下降约2℃.问:
(1)碗中油层的作用是什么
(2)为实现上述的温度要求,碗中汤的质量应满足什么条件?
参考答案
【基础巩固】
1.4.2×103 J/(kg·℃) 减少 不变2.2.1×106 减少 3.多 大 4.D 5.D 6.B 7.C 8.A 9.A 10.B 11.A 12.3430400 J 13.0.4 kg 14.0.88×103 J/(kg.℃)
【拓展提优】
1.相同 1:3 3.9×104 2.1:4 3.A 4.B 5.C 6.D 7.A
8.(1)把热水均分成三份(超过三份的其他具体份数或许多份也可以),让构件先放入第一份热水中,构件与热水达到热平衡后取出,放入第二份热水中,再使构件与热水达到热平衡后取出,放入第三份热水中,再次使构件与热水达到热平衡,这样可以使构件温度达到63℃. (2)用冷水对构件进行流水喷淋(或用流水法进行),因为这样能充分地利用资源,使物体间内能更有效地转移,最大限度地实现降温.
9.(1)减慢蒸发,从而减慢热量的散失. (2)至少需要汤0.67kg.