第3节比热容
基础知识·细解读
知识点一 物体的吸热情况【重点】
1.对物体吸热和放热的理解
(1)同种物质构成的物体,吸收或者放出热量的多少,与物体质量的大小和温度变化的多少有关。
(2)物体由于吸收或者放出热量而使其温度变化的过程,实质是能量转移的过程。
2.实验:比较不同物质吸热的情况
【提出问题】
质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量是否相同
【实验器材及设计】
(1)器材
天平、停表、相同规格的温度计两个、适量的水和食用油、相同规格的烧杯两个、相同规格的电加热器两个等。
(2)设计(如图所示)
电加热器相同时间内放出的热量是一定的,当它浸没在液体中时,可以认为液体相同时间内吸收的热量相同。
【探究过程及分析】
(1)过程
①用天平称取食用油和水各100 g,分别放入两个相同的烧杯中,并按上图安装好实验器材。
②记录加热前液体的初温。
③用两个相同的电加热器分别给水和食用油加热。
④使水和食用油升高相同温度后,记录所需时间,并将相关数据填入表中。
实验 次数 物质种类 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 温度 变化/℃ 时间/min
1 水 100 15 45 30 10
2 食用油 100 15 45 30 5
(2)分析:通过表中数据可知,质量相同的水和食用油,升高相同的温度,水吸收的热量多。
【实验结论】
质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。
提醒
常考的实验装置
使用搅拌器的目的是使液体受热均匀,温度计的示数能准确反映液体温度的变化,实验过程中要不停地对所加热的液体进行搅拌。
【拓展】探究不同物质的吸热情况的实验所运用的思想方法
(1)控制变量法:本实验中,控制水和食用油的质量相同、升高的温度相同,探究物质的种类与吸收的热量之间的关系。
(2)转换法:通过加热时间的长短反映吸收热量的多少,加热时间越长,则物体吸收的热量越多。
【例1】在探究水吸收的热量与水的质量和水升高的温度是否有关的实验中,记录的实验数据如下。
实验 次数 质量 /kg 初温 末温 加热时间 /min 吸收热量
1 0.1 20 30 2
2 0.2 20 30 4
3 0.3 20 30 6
4 0.3 20 40 12
5 0.3 20 50 18
解决本类问题的关键是理解及应用控制变量法和转换法。
(1)在该实验中,记录加热时间有什么意义
。
(2)第 、 、 这三次实验,是探究水吸收的热量与水的质量是否有关。
(3)第3、4、5这三次实验是探究水吸收的热量与 是否有关。
(4)探究结论是:水吸收的热量与 有关,与 有关。
解析:(1)在该实验中,用加热时间长短间接反映水吸收热量的多少。
(2)分析第1、2、3次实验的数据,可知水升高的温度相同时,水的质量越大,需要加热的时间越长,吸收的热量越多,因此探究的是水吸收的热量与水的质量是否有关。
(3)分析第3、4、5次实验的数据,可知水的质量相同时,水升高的温度越高,需要加热的时间越长,吸收的热量越多,因此探究的是水吸收的热量与水升高的温度是否有关。
(4)由(2)(3)得出的结论:水吸收的热量与水的质量和水升高的温度都有关。
答案:(1)用加热时间长短间接反映水吸收热量的多少 (2)1 2 3 (3)水升高的温度 (4)水的质量水升高的温度
提醒
实验注意事项
实验时,温度计的玻璃泡要全部浸入液体中,且玻璃泡不能碰到容器的底部、容器壁和电加热器。
知识点二 比热容 【重点+难点】
1.定义
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫作这种物质的比热容。用符号c表示。
2.单位
比热容的单位是J/(kg·℃),读作“焦每千克摄氏度”。
3.物理意义
水的比热容为4.2×103/(kg·℃),表示1 kg的水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为4.2×103J
4.比热容表
几种物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 冰 2.1×103
酒精2.4×103 沙石约0.92×103
煤油2.1×103 铝 O.88×103
水银O.14×103 铜 O.39×103
物质不同,比热容也不同。可见,比热容是物质的特性之一,所以可以利用比热容
进行物质的鉴定。
提醒
比值定义法
比热容的定义采用的是比值定义法,与密度、速度、功率等定义方法相同。
【拓展】比热容是物质的一种特性,它与物质的种类和状态有关。同种物质,状态不同,其比热容也不同,例如水的比热容是冰的2倍。
5.水的比热容
(1)水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化要小些。
(2)现象与应用
①白天沿海地区比内陆地区升温慢,夜晚沿海地区温度降低也慢。因此,在一年之中,夏季时内陆比沿海炎热,冬季时内陆比沿海寒冷。
②水比热容大的特点,在生产、生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。
【例2】(四川自贡中考)关于物质的比热容,下列说法正确的是 ( )
A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关
BI同种物质质量越大比热容就越大
C.因为水的比热容较大,所以比较适合用水做冷却剂
D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变
解析:比热容是物质的一种属性,和物质的种类、状态都有关系,但和物质的质量没有关系,A、B、D选项均错误;水的比热容较大,与同质量的其他物质相比,在吸收相同热量时,温度的变化量较小,可以用来做冷却剂,C选项正确。
答案:C
生活物理
热岛效应
钢筋水泥都市给我们的生活带来方便的同时,也给我们带来诸多不便,比如都市气温往往比周围郊区要高3~5℃,这就是城市热岛效应,钢筋、水泥等物质的比热容较小是造成热岛效应的原因之一。
水的比热容大,可以作为散热介质。
知识点三 热量的计算【重点】
利用比热容计算热量的公式
提醒
一定要把温度变化量与初温、末温区别开来。题目中对于它们的说法是有差别的,如“升高到”“降低到”均指的是末温,而“升高了”“降低了”“升高”“降低”均指的是温度的变化量。
2.物质的吸热和放热公式及其理解
(1)公式:
(2)理解
公式中,c表示物质的比热容,表示物体的质量,表示物体原来的温度(初温),表示物体吸热(或放热)后的温度(末温),表示物体升高的温度,表示物体降低的温度。
(3)适用范围
公式适用于物态不发生变化时物体升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量的计算。如果过程中存在着物态变化,不能使用该公式。例如,冰熔化为水时,冰的温度(或冰水混合物的温度)没有变化,但需要从外界吸收热量,并且冰和水的比热容也不同。
【例3】目前利用地热的主要方法是地热发电和地热供暖,若有85℃的地热水,质量为400 t,经过散热器放热后的水温为35℃,则这些地热水放出了 J的热量。[(kg·℃)]
解析:由题意可知,地热水经过散热器后温度降低了。
根据放热公式可得(kg·℃)×4×105kg×50℃=8.4×1010J。
答案:8.4×1010
关键一点:计算热量时先确定物质是吸热还是放热,再选择相应的公式进行计算。
常考题型·巧突破
题型一 关于比热容命题的四个角度
角度1 比较不同物质吸热情况的实验探究
【例1】(山东聊城中考)在探究不同物质吸热的情况的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(2)用相同规格的电加热器加热甲和乙丽种液体,使它们升高相同的温度,通过 来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(3)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知 物质的比热容大。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
解析:(1)在探究物质吸热情况的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;(2)用相同规格的电加热器加热相同的时间,放出的热量是相等的,甲和乙吸收的热量也是相等的,所以物质吸收热量的多少是通过加热时间来反映的;(3)由表中实验数据可知,每加热1 min,甲升高4℃,乙升高8℃,即甲吸收的热量等于乙吸收的热量,甲升高的温度小于乙升高的温度,所以甲物质的比热容大。
答案:(1)相同 (2)加热时问 (3)甲
针对训练
探究比较不同物质的吸热情况的实验中,在两支相同的试管中分别加入水和沙,然后同时用同一酒精灯加热(如图所示),实验数据如下表:
材料 升高10℃所需时间/s 升高20℃所需时间/s 升高30℃所需时间/s
水 54 110 167
沙 11 23 36
(1)试管中加入的水和沙应保证 (选填“体积”或“质量”)相等;
(2)实验中,物质吸热的多少是通过 (选填“升高的温度”或“加热的时间”)来反映的;
(3)分析表中数据可知,水和沙两种物质比热容大的是 。
规律总结
探究物质吸热情况的实验中的控制变量法
探究物质吸热情况的实验需要应用控制变量法,根据控制变量法的要求分析问题。用相同的热源对液体加热,液体在相等时间内吸收的热量相等。质量相同的液体升高相同的温度,通过比较加热时间的长短来比较吸热的多少。
角度2 对比热容的理解
【例2】(四川巴中中考)下列是一些物质的比热容。
一些物质的比热容[单位:J/(kg·℃)]
水 4.2×103 冰 2.1×103
酒精 2.4×103 蓖麻油 1.8×103
甘油 2.4×103 沙石 0.92×103
煤油 2.1×103 铝 O.88×103
根据表中的数据,下列判断正确的是 ( )
A.1 kg铝的比热容是2 kg铝的比热容的
B.工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂,是利用水的比热容大的特性
C.物质的比热容与物质的状态无关
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化较大
解析:比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类有关,与物质的质量无关,所以1 kg铝的比热容和2 kg铝的比热容相同,A错误;水的比热容较其他物质的大,由知,相同质量的水和其他物质,升高相同的温度,水吸收的热量较多,所以冷却塔大多用水作为冷却剂,B正确;分析表中数据可知,水和冰是水的两种状态,比热容是不同的,说明比热容与物质的状态有关,C错误;由表中数据可知,根据知,质量相同的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化小,D错误。
答案:B
针对训练
(广西来宾中考)从比热容表中可知,水的比热容比煤油的大。用规格相同的两个试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网用相同热源同时对两试管均匀加热,实验后,画出如图所示的图象,其中能正确反映该实验情况的图象是 ( )
角度3 有关比热容的图象问题
【例3】(湖南衡阳中考)用两个相同的电加热器,分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时问变化关系的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.加热相同的时间,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度
C.力Ⅱ热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
解析:由题知,用两个相同的电加热器加热,在相同的时间内液体吸收的热量相等,故C错误;由图象可以看出,当加热时间相同,即吸收的热量相同时,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度,故B正确;由图象可以看出,升高相同的温度,乙加热的时间长,乙吸收的热量多,故D错误;根据可知,在质量相等、初温相同、吸热相同时,甲液体升高的温度较高,所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容,故A错误。
答案:B
针对训练
3.水具有比热容大的特点,下图现象中与此特点无关的是 ( )
A.用水冷却汽车发动机
空调房间放盆水可以增加湿度
C.海边的昼夜温差较小
D.冬天暖气设备用热水供暖
4.某市近年来大力整治城市环境,开发了湿地公园,修建人工湖,全力打造清凉都市。
请你用所学知识解释修建人工湖可以调节气温的主要原因。
规律总结
图象法在比热容问题中的应用
一般情况下横轴表示加热时间,纵轴表示温度。解答方法有两种:
(1)选取相同的加热时间,比较温度的变化,加热时间相同,温度变化小的比热容大;
(2)选取相同的温度变化,比较加热的时间,温度变化相同,加热时间长的比热容大。
角度4 水比热容大的应用
【例4】(湖南邵阳中考)烈日炎炎的夏季,白天海滩上的沙子热得烫脚,海水却很凉爽;傍晚,沙子很快凉了,但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件,沙子和海水的温度表现不一样的原因是 ( )
A.沙子的密度比海水的密度大
B.沙子的比热容比海水的比热容大
C.沙子的比热容比海水的比热容小
D.沙子的质量比海水的小
解析:海水的比热容比沙子的大,相同质量的海水和沙子,吸收或放出相同的热量,沙子温度变化大,海水温度变化小,故C符合题意。
答案:C
规律总结
把握两点。轻松运用比热容解释生活实际问题
(1)由位可知,在质量m和温度变化出相同时,比热容大的物质吸收(或放出)的热量多。
(2)由优位得可知,质量相等的不同物质吸收(或放出)相同的热量时,比热容大的物质温度变化小。
题型二 热量的计算
【例5】某中学为学生提供开水,用电加热器将200 kg的水从17℃加热至97℃,已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。
(1)电加热器内的水是放出热量,还是吸收热量
(2)电加热器内的水吸收或放出的热量是多少
【审题能力培养】
第一步:审读题目,明确物理情境。
用电加热器将水加热,所以这一过程水要吸热。
第二步:根据题干信息。提取已知条件,选取正确的物理公式。
由题意知水的质量m,水的比热容c,水的初温和末温,计算水吸收的热量应选取公式。
第三步:代入数据进行计算。
水吸收的热量(kg·℃)×200kg×(97℃-17℃)=6.72×107J。
答案:(1)吸收热量 (2)6.72×107J
针对训练
5.某太阳能热水器中装有质量为120 kg的水,在阳光的照射下,该热水器中水的温度从 10℃升高到60℃,求这些水吸收的热量。[水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)]
易误易混·精辨析
易错点:运用位进行计算时,对理解不清
【例题】已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),1kg、20℃的水吸收了2.1×105J的热量后,温度升高到 ℃。生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水,这是因为水的 大,所以在相同条件下水能带走较多的 ,冷却效果好。
正解由公式得所以
因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却发动机的效果好。
答案70 比热容 热量
【防错妙招】 应用进行相关计算时,需要把握以下两个关键点:
(1)温度“升高到”“降低到”是指物体的末温度,不是指温度的变化量。
(2)温度“升高了”“降低了”是指物体的温度变化量,大小等于物体初始温度与末温度之间差值的绝对值。
高效训练·速提能
【基础必做】
1.把一瓶酒精倒去一半,则剩下的酒精 ( )
A.比热容和密度均变为原来的一半
B.比热容变为原来的一半,而密度不变
C.密度变为原来的一半,而比热容不变
D.比热容和密度均不变
2.(上海中考)汽车发动机常用水做冷却剂,主要是因为水的 ( )
A.比热容较大 B.比热容较小
C.密度较大 D.密度较小
3.(四川攀枝花中考)质量和初温都相同的水和铜块,分别吸收相同的热量后将铜块投入水中(,不计热量损失),则 ( )
A.水的温度升高,铜块的温度降低,且水升高的温度和铜块降低的温度相同
B.水的温度降低,铜块的温度升高,且水降低的温度和铜块升高的温度相同
C.水的温度升高,铜块的温度降低,且水增加的内能和铜块减少的内能相同
D.水的温度降低,铜块的温度升高,且水减少的内能和铜块增加的内能相同
4.(湖北随州中考)质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器同时加热,加热过程中,温度随时间变化的图线如图所示。根据图线可知 ( )
A.甲液体的内能比乙的大
B.温度升高,液体分子运动变慢
c.甲液体的比热容比乙的大
D.乙液体的比热容比甲的大
5.(四川绵阳中考)将一温度为20℃、质量为4.2 kg的铁块的温度升高到80℃,需要吸收 的热量。然后将其放人一个装有温度为10℃、质量为1.15 k水的量热器(有效防止热量散失的仪器)中,最后水的温度将升高到 ℃。[忽略量热器吸热,=4.2×103J/(kg·℃),=0.46×103J/(kg·℃)]
6.小华和他爸爸住进一家宾馆,看见一个电热水壶,爸爸拿出一瓶矿泉水说,我这里有1 L(1 L=10-3m3)水,其温度为20℃,你能帮我算出这瓶水的质量以及将其加热到100℃所需要的热量吗 请你帮小华完成任务。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【能力锤炼】
7.(河北中考)小明用除颜色不同外,其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来,再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中,然后将两个瓶子放在太阳光下。过一段时间后,小明用温度计测量了两瓶中水的温度,发现包有黑纸的瓶中水的温度升高的较多。
请回答下列问题:
(1)黑纸的吸热性能比白纸的要 (选填“好”或“差”);
(2)两瓶中的水是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式使其内能增加的;
(3)已知包有黑纸的瓶中装有O.5 kg水。O.5kg的水温度升高20℃,需吸收 J的热量。[=4.2×103J/(kg·℃)]
8.小明在学习物质的比热容时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如下表所示,并在图乙中作出了沙子升高的温度随时间变化的图线。
加热时间/min 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
升高的 温度/℃ 水 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
沙子 4.3 7.9 15.2 18.4 21.5
(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为 ℃。
(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子 相同。
(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。
(4)沙子在1.0~1.5 min内升高的温度有明显异常,其主要原因是 。
(5)小明再用50 g水和100 g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度为横坐标,分别画出50 g水和100 g水的图象。它们都是过原点的直线,即。进一步分析,发现这两条直线的是值与对应水的 之比相等。
【素养提升】
下图所示是探究实验比较不同物质的吸热情况的实验装置。甲、乙两图中,除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外,其余都相同。
(1)完成该实验还需要 ,在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是 (选填“相同的”或“不同的”)。
(2)亚飞通过分析与思考后,将实验装置加以改进,如图丙所示。与图甲、乙所示的实验装置相比,图丙所示的实验装置的优点是更容易控制 相同;图丙的实验操作中存在一处错误是没有控制 相同。
现在越来越多的北方家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表:
材料 陶瓷地砖 塑料地板 木地板
聚乙烯 (PE—RT) 136.6W/m2 103.5W/m2 93.5W/m2
聚丁烯(PB) 125.7W/m2 96.9W/m2 90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为2×103kg,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量 [一4.2×103J/(kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80 m。,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关 请至少写出两点。
第3节比热容
常考题型·巧突破
1.(1)质量(2)加热的时间 (3)水
解析:(1)为了比较水和沙的吸热情况,必须保证水和沙的质量相等,用相同的热源加热。(2)用相同的热源加热,在相等的时间内,水和沙吸收的热量相等。因此,实验中,可以用加热时间的长短来反映物质吸热的多少。(3)质量相同的水和沙,用同一热源加热,在升高相同的温度时,通过二者加热时间的长短来反映吸热的多少。分析表中数据可知,在升高相同的温度时,水加热的时间长,故水的比热容大。
2.C解析:用规格相同的两个试管分别装上质量相同的煤油和水,用相同热源同时对两试管加热,相同时间两种液体吸收的热量相同,而A、B图中相同时间吸收的热量不同,故A、B错误。由于水的比热容较大,在质量相同、加热时间相同时,水温度升高得较少,故C正确,D错误。
3.B解析:因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却汽车发动机,A不符合题意。空调房间放盆水增加湿度,是利用水的蒸发,与比热容无关,B符合题意。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得海边昼夜温差小,C不符合题意。因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天暖气设备用热水供暖,D不符合题意。
4.因为水的比热容较大,相同质量的水和沙石比较,白天吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚放出相同的热量,水的温度降低得少。所以人工湖使得昼夜温差变小,能有效调节周围环境的气温。
5.2.52×107解析:水吸收的热量为(kg·℃)×120kg×(60℃-10℃)=2.52×107
高效训练·速提能
1.D解析:把一瓶酒精倒去一半后,质量变为原来的一半,但是密度和比热容是不会改变的,因为物质的密度和比热容与质量无关,故A、B、c错误,D 正确。
2.A解析:汽车发动机工作时产生大量的热量,这些热量如果不迅速转移,就可能损坏发动机,因此利用水的比热容大的特点把这些热量迅速吸收,使发动机的温度不会升得太高,故选A。
3.C解析:水的比热容大于铜块的,由可知,质量和初温都相同的水和铜块,当它们吸收相同的热量后,水的末温低,铜块的末温高。根据热传递的条件,将铜块投入水中后,热量由高温的铜块传给低温的水,故铜块的内能减少,温度降低,水的内能增加,温度升高,因不计热量损失,则水增加的内能和铜块减少的内能相等,故c正确,A、B、D错误。
4.D解析:两种液体虽然质量和初温相同,但是不同的物质,内能多少不能比较,A错误;物体温度升高,内能增加,分子无规则运动更剧烈,B错误;由可知,在质量相等、初温相同、吸收热量也相同的情况下,甲的温度升高得多,所以甲的比热容较小,乙的比热容较大,C错误,D正确。
5.1.1592×105 30 解析:铁块吸收的热量(kg·℃)×4.2kg×(80℃-20℃)=1.1592×105J;将铁块投入盛水的量热器中,达到热平衡时,铁块和水的末温相同,设此时的温度为f,铁块放出的热量等于水吸收的热量,即,,所以有,即(kg·℃)×1.15kg×(t-10℃)=0.46×103J/(kg·℃)×4.2kg×(80℃-t),解得
6.1kg 3.36×105J
解析:由可得,水的质量;水吸收的热量(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J。
7.(1)好 (2)热传递 (3)42 000
解析:(1)将两个瓶子放在太阳光下,过一段时间后,用温度计测量了两瓶中水的温度,发现包有黑纸的瓶中水的温度升高的较多,说明包有黑纸的瓶中水吸收的热量多,即黑纸的吸热性能比白纸的要好。
(2)两瓶中的水从阳光中吸收热量,是通过热传递的方式使其内能增加的。
(3)水吸收的热量/(kg·℃)×0.5kg×20℃=42000J。
8.(1)18.2 (2)吸收的热量 (3)见解析图。(4)沙子受热不均匀 (5)质量
解析:(1)由题图甲知,温度计的分度值为1℃,“20”在“10”的上方。所以显示的温度高于0℃,所以读数为18.2℃。(2)选用两个相同的酒精灯,分别给水和沙子加热,这样做的目的是使水和沙子在相同的时间内吸收的热量相同。(3)水升高的温度随时间变化规律的图线如下图所示。
(4)沙子受热不均匀会导致沙子升高的温度有明显异常。(5)根据。可知中的,则有.所以这两务直线的k值与对应水的质量之比相等,其比值为水的比热客。
9.(1)温度计相同的
(2)食用油和水吸收的热量食用油和水的质量
解析:(1)在探究中,需要测量的物理量是加热时间和升高的温度。当控制质量相同的水和食用油吸收相同的热量(加热时间相同)时,比较温度升高的多少,只需要同时开始加热,同时用温度计记录温度即可,所以实验还需要的器材是温度计;在加热条件相同时,在相同的加热时间内液体吸收的热量是相同的。(2)由于物体吸收或放出热量的多少跟物质的比热容、质量、温度的变化有关,所以在探究比较不同物质的吸热情况时,要注意应用控制变量法。
10.(1)3.36×108 J (2)2.592×107J (3)地面装饰层材料、散热管材料。
解析:(1)水吸收的热量/(kg·℃)×2×103kg×(45℃-5℃)=3.36×103J;(2)由题知,散热管材料为聚丁烯,用木地板,该家庭地面单位面积的散热功率,该供暖系统每小时的散热量;(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有 关外,还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层 厚度、供水温度、管间距离等有关。
第3节比热容
教材第13页【想想议议】
用水做输运能量的介质的好处有:(1)由于水的比热容比其他液体的比热容大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度,吸收(或放出)的热量较多,这样从燃料燃烧处吸收的热量较多,当进人暖气片中降温时放出的热量也较多;(2)水是洁净的物质,无色无味,利于环保;(3)水比其他液体廉价,且取用方便、安全。
生活中用水加热或散热的实例有:用热水袋取暖;汽车发动机用水做冷却剂;育秧苗时,傍晚向秧田里灌水,第二天早晨将秧田中的水放掉,有利于秧田保温等。
教材第14页【想想议议】
铝块吸收的热量为/(kg·℃)×2kg×(100℃-30℃)=1.232×105J。
物体升温时吸收热量的计算公式;物体降温时放出热量的计算公式
。
教材第14页【动手动脑学物理】
1.C解析:物体的比热容与物质的种类有关,与物体质量的大小、吸热或放热的多少等无关。
2.B解析:根据吸热公式可有,铝和铜的质量相同,吸收的热量相同,由于,所以。
3.由于沙子的比热容比水的比热容小,在吸收相同的热量时,与水同样质量的沙子的温度升得更高,所以在烈日当空的海边,沙子比海水温度高得多。
4.解:根据吸热公式得
/(kg·℃)。
5.解:/(kg·℃)。