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2022华师大版九上科学7.2比热容(2)学案
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[学习目标]:
1、知道热量的计算公式;
2、能利用比热容公式进行简单的热量计算。
一、知识点梳理:
1、 物体温度升高时所吸收的热量公式:Q吸=____________ 。
2、物体温度降低时所放出的热量公式:Q放=____________ 。
3 、c表示____________ ,m表示质量,t0表示____________ ,t表示____________。如果用Δt表示升高或降低的温度,即用Δt表示t-t0或t0-t,那么物体吸收或放出的热量可以写成:
Q= 。
说明:
①比热容跟密度一样,也是物质的一种特性,它不随物质 的改变而改变,也不随物质吸收(或放出)热量的多少以及 的变化而变化。
②对于同一种物质,比热容的值还与物质的 有关,同一物质在同一状态下的比热容是一定的,但在不同状态时,比热容是不相同的。如:水的比热容是 ,而冰的比热容是 。
二、例题讲解:
例题1、对于下列公式的分析,其中说法正确的是( )
A.由公式c=Q/cmΔt可知,物质比热容与热量、质量、温度有关
B.由公式q=Q放/m可知,热值是由热量和质量共同决定的
C.由公式I=U/R可知,导体中的电流与两端电压成正比,与导体电阻成反比
D.由公式Q=I2Rt可知,电流越大,电热越多
例题2、甲、乙两物体质量都为1kg,丙物体质量为2kg,三个物体温度都升高1℃,吸收热量如图所示,以下说法正确的是( )
A.乙的比热容与丙的相等
B.甲的比热容比乙的大
C.甲的温度升高1℃,需吸收2000J的热量
D.甲、乙的温度都降低1℃,乙比甲放出的热量多
(例题2图) (例题3图) (例题4图)
例题3、用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为( )【c水=4.2×103J/(kg ℃)】
A.5.04×105J B.4.2×105J
C.2.52×105J D.条件不足,不能计算
例题4、用两个相同的“热得快”,分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的关系如图所示。结合图像判断,前10min内,甲液体吸收的热量 乙液体吸收的热量,甲液体的比热容 乙液体的比热容(前两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。如果乙液体是水,则甲液体的比热容为 J/(kg ℃)【c水=4.2×103J/(kg ℃)】。
例题5、质量为500g的水,温度从15℃升高到35℃。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)如果这些热量是由温度从835℃降低到35℃的铁块来供给的,则铁块质量是多少?
[已知c水=4.2×103J/(kg·℃),c铁=0.45×103J/(kg·℃),计算结果保留两位小数]
例题6、工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却。最后与水达到共同的温度[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103J/(kg·℃),c合金钢=0.42×103J/(kg·℃)]。求:
(1)此刀具在火炉中吸收了多少热量?
(2)淬火后水的温度为多少摄氏度?
三、随堂练习:
1、甲、乙两种物体质量相同而比热容不同,当它们升高相同温度时,则( )
A.比热容小的吸收热量多 B.比热容大的吸收热量多
C.初温低的吸收热量多 D.甲、乙吸收的热量一样多
2、甲、乙两物体的比热容之比为2∶3,吸收热量之比为3∶1,它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为( )
A.9∶2 B.2∶9 C.1∶2 D.2∶1
3、用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间t的变化如表中所示。由数据比较两种液体的比热容( )
时间t/min 0 1 2 3 4 5
甲的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
乙的温度/℃ 20 25 30 35 40 45
A.c甲 >c乙 B.c甲 =c乙 C.c甲 <c乙 D.无法确定
4、甲、乙两物体质量都为1kg,丙物体质量为2kg,三个物体温度都升高1℃,吸收热量如图所示。以下说法正确的是( )
A. 乙的比热容与丙的相等
B. 甲的比热容比乙的大
C. 甲的温度升高1℃,需吸收2000J的热量
D. 甲、乙的温度都降低1℃,乙比甲放出的热量多
(第4题图) (第5题图)
5、质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它们温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 甲物质的沸点一定是80℃,乙物质的沸点一定是40℃
B. 0~6min甲比乙吸收的热量多
C. 8~10min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D. 甲的比热容大于乙的比热容
6、用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋的温度降低,内能减少,这是通过____________ 方式改变鸡蛋的内能。如果水的质量是1kg,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量是 J。
7、有一个饮料包装盒,上面标明容量500mL,若饮料密度ρ=0.9×103kg/m3,则它装满该饮料的质量为____________ g;若饮料的比热容为4.0×103J/(kg·℃),则该饮料的温度升高5℃需要吸收____________J的热量。
8、工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却,最后与水达到共同的温度[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103J/(kg·℃),c合金钢=0.42×103J/(kg·℃)]。求:
(1)此刀具在火炉中吸收了多少热量?
(2)淬火后水的温度为多少摄氏度?
四、课后巩固:
1、经常下厨的小关发现,同时用相同的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
2、甲、乙两个物体初温相同,甲的比热容大,乙的质量小,把它们同时放入同一个冰箱内冷却,经过一段时间( )
A.甲物体放出的热量多 B.乙物体放出的热量多
C.甲、乙两物体放出的热量一样多 D.以上情况都有可能
3、由比热容的公式c=Q/m(t-t0),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. 以上说法均不对
4、小天用电热水壶将1千克20℃的水加热至70℃,在这个过程中,下列分析正确的是[c水=4.2×103J/(kg·℃)]( )
A. 水吸收的热量为2.1×105J
. 电热水壶消耗的电能全部转化为水的内能
C. 水的温度升高,它的内能减小
D. 水的温度升高,它的比热容变大
5、某学生用两个相同的热源分别对质量为m1,比热为c1的甲物质和质量为m2、比热为c2的乙物质加热,并根据实验测得的数据分别画出甲、乙两物质的温度随加热时间变化的图线,如图所示。根据图线情况,作出如下推断,其中不正确的是( )
A.若m1=m2,则c1<c2 B.若m1<m2,则c1>c2
C.若c1=c2,则m1<m2 D.若c1>c2,则m1<m2
(第5题图) (第6题图)
6、用相同的电加热器分别对体积相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图所示是A和B的温度随加热时间变化的图象。已知液体A和B的密度之比为5:4,两种液体末温均未达到它们的沸点。下列说法正确的是( )
A.A的比热容和B的比热容之比为1:2
B.A的比热容和B的比热容之比为8:5
C.加热相同的时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.要使A和B升高相同的温度,B吸收的热量更多
7、水和干泥土的比热容之比是5∶1,质量之比是1∶2,吸收的热量之比是3∶2,则水和干泥土升高的温度之比是( )
A. 5∶3 B. 3∶5 C. 15∶4 D. 15∶1
8、现有同种材质的甲、乙两金属球,它们的质量和温度都相同。将甲球投入一杯热水中,充分混合后,水的温度降低了t1;取出甲球,将乙球投入同一杯热水中,充分混合后,又使水的温度降低了t2(混合过程中无热损失)。则( )
A. t1=t2 B. t1>t2 C. t1<t2 D. 无法判断
9、夏天,晒了一天的海滩,发现砂子比海水温度高,说明 。质量均为1kg,初温均为20℃的甲、乙两种液体,经同一加热器加热相同时间后,甲液体升温到50℃,乙液体升温到80℃.那么甲液体的比热容 (选填“大于”、“小于”)乙液体的比热容,若其中一种液体是水,那么另一种液体的比热容是 J/(kg ℃)。(c水=4.2×103J/(kg ℃))
10、用两个相同的“热得快”分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化关系的图像如图所示。根据图像可知,甲液体的比热容____________(填“大于”“小于”或“等于”)乙液体的比热容。如果乙液体是水,那么质量为500g、初温为20℃的乙液体吸收9.45×104J的热量时,乙液体的温度升高了____________ ℃。(气压为1个标准大气压)
(第10题图) (第11题图)
11、将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图甲所示),通过____________方式改变牛奶的内能。图乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图像,则牛奶在加热过程中吸收的热量为____________J。[c牛奶=2.5×103J/(kg·℃)]
12、上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”。为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活。下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息:
太阳照射时间/h 太阳能转换为水的内能的效率 热水器最大水容量/L
10 50% 100
水升高的温度/℃ 水的比热容/J·(kg·℃)-1 水的密度/(kg·m-3)
60 4.2×103 1.0×103
注:1L=10-3m3
请根据上表信息,通过计算回答问题。
(1)热水器中水的质量为____________kg。
(2)热水器中的水需吸收的热量为 J。
(3)热水器平均1h所接收的太阳能约为____________J。
13、如图a所示,用加热器给初温均为20℃的甲、乙液体加热(m甲<m乙),两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度—加热时间的图像,如图b。
(1)某时刻温度计示数如图a所示,此时乙的温度为 ℃。
(2)甲液体第30s的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第35s的内能。
(3)小明根据图b中0~30s图像及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。你认为小明的说法是否正确?你的判断依据是什么? 。
参考答案:
一、知识点梳理:
1、 cm(t-t0) 2、 cm(t0-t) 3、比热容 初温 末温 cmΔt
说明:①质量 温度 ②状态 4.2×103J/(kg·℃) 2.1×103J/(kg·℃)
二、例题讲解:
例题1、C
解析:A、比热容是物质本身的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量无关,故A错误;B、燃料的热值是指单位质量某种燃料 完全燃烧时放出的热量,热值只与燃料的种类有关,与质量没有关系,故B错误;C、根据公式I=U/R可知,导体中的电流与两端电压成正比,与导体电阻成反比,故C正确;D、电流通过导体产生的热量与电流大小、导体的电阻以及通电时间有关,在不确定导体电阻和通电时间的情况下,电流越大,电热不一定越多,故D错误。
例题2、B
解析:由题和图可知,甲、乙两物体质量都为1kg,丙物体质量为2kg,三个物体温度都升高1℃,甲吸收的热量多,乙、丙吸热相同;乙、丙吸热相同,升高温度相同,质量不同,根据Q=cmΔt可知,比热容不同;甲、乙质量相同,升高温度相同,甲吸热多,根据Q=cmΔt可知,甲的比热容大于乙的比热容;甲的温度升高1℃,需吸收3000J的热量;甲、乙的质量相同,温度都升高或降低1℃,甲的比热容大,故甲吸热或放热多。
例题3、C
解析:由图象可知:用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,水温度升高60℃需要20min,物质甲温度升高60℃需要10min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q水吸=2Q甲吸。由热量计算公式Q=cm△t得:c=Q/cmΔt,所以c水=2c甲。又因为c水=4.2×103J/(kg ℃),所以c甲=2.1×103J/(kg ℃),甲物质10min升高了60℃,Q甲吸=c甲m甲△t甲=2.1×103J/(kg ℃)×2kg×60℃=2.52×105J。
例题4、等于;小于;2.1×103。
解析:(1)由图象可以看出:在相等时间内,液体甲温度变化量大,则甲液体温度升高较快;而两个加热器相同、加热时间相等时,两种液体吸收的热量也相等,由公式Q吸=mc△t可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,温度升高快的液体比热容小,所以甲的比热容小于乙的比热容;
(2)由图可知,两液体都从0℃加热到60℃时,甲需要20min,而乙需要10min,即甲需要的时间是乙的两倍,那么吸收的热量2Q甲=Q乙,根据Q吸=cm△t且两液体的质量相等得:△t===,则c甲=c乙=2.1×103J/(kg ℃)。
例题5、(1)4.2×104J (2)0.12kg
解析:(1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(35℃-15℃)=4.2×104J。
(2)由题意可知,铁块放出的热量Q放=Q吸=4.2×104J,根据Q放=cm(t0-t)得铁块的质量m铁==≈0.12kg。
例题6、(1)3.4272×105J (2)36℃
解析:(1)Q合吸=c合金钢m合金钢Δt=0.42×103J/(kg·℃)×1kg×(836℃-20℃)=3.4272×105J。
(2)合金钢和水产生热传递,不计过程中的热量损失,则Q合放=Q水吸。
把Q=cmΔt代入两边,得:c合金钢m合金钢(t0合金钢-t)=c水m水(t-t0水),
0.42×103J/(kg·℃)×1kg×(836℃-t)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(t-20℃),t=36℃,
则淬火后水的温度为36℃。
三、随堂练习:
1、B 2、A 3、A 4、B 5、C 6、热传递 4.2×104 7、450 9×103
8、(1)100 (2)2.52×107 (3)5.04×106
四、课后巩固
1、B 2、A 3、D 4、A 5、B 6、B 7、B 8、B
9、水的比热容大;大于;2.1×103 10、小于 45 11、热传递 1.25×104
12、(1)100 (2)2.52×107 (3)5.04×106
13、(1)58 (2)小于 (3)正确; 由题意可知,0~30s甲、乙液体所吸收的热量Q吸相同,由图可知,温度变化Δt也相同,因为m甲<m乙,所以c甲>c乙 。
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