2023浙教版科学小升初暑期“快人一步”培优讲义（十三）：物质的比热【word，含解析】

一、热量
（一）热量的定义
物体吸收或放出热的多少叫做热量，热量通常用符号Q表示。
(1)在热传递的过程中，热量会从温度高的物体传向温度低的物体，高温物体放出了热，温度降低；低温物体吸收了热，温度升高。
(2)一定质量的某种物质，吸收热量的多少跟温度升高的多少有关。温度升高越多，吸收的热量越多；反之，温度降低越多，放出的热量越多。例如用煤气灶将一锅水加热到50摄氏度和100摄氏度，加热到100摄氏度用的时间长，吸收的热量多。
(3)物体升高一定的温度，质量越大，吸收的热量越多；反之，物体降低一定的温度，质量越大，放出的热量越多。例如用煤气灶将锅水烧开比将半锅同温度的水烧开要用更长的时间，吸收更多的热量。
(4)对于同物体，质量越大，升高温度越多，则它吸收的热量越多。
（二）热量的单位
热量的单位是焦耳，简称焦，符号是J,它是为纪念英国科学家焦耳而命名的。更大的热量单位是千焦，符号为kJ。
【能力拓展】
热量是在热传递过程中，热转移的数量，所以热量是一个过程量，它存在于热传递的过程中，离开热传递谈热量是没有意义的，所以我们不能说“某物体含有或具有多少热量”，更不能比较两个物体热量的大小，只能说“物体吸收或放出了多少热量”。
热传递
①定义:热传递是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
②发生热传递的条件:热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生，并且将一直持续到温度相同为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态物体间是否接触无关。
③实质:热传递的实质就是热量从高温物体向低温物体转移的过程，这是能量转移的一-种方式。热传递转移的是能量，而不是温度。
④结果:高温物体向低温物体传递热量，故高温物体放出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度升高。热传递的最终结果是温度差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分间达到相同的温度。
二、比热
（一）实验探究:比较不同物质的吸热能力
(1)实验目的:让相同质量的水和砂石吸收相同的热量，比较它们温度升高的多少来研究它们吸热能力的差异。
(2)实验器材:两个相同的酒精灯、两只烧杯、两个铁架台(带铁夹)、两块石棉网、质量相同的水和砂石、两支温度计、秒表等。
(3)数据记录表
时间/分 0 2 4
水的温度/摄氏度 21 27 37
砂石的温度/摄氏度 21 24 48
(5)数据分析:温度升高较快的是砂石。要使水和砂石升高相同的温4度，需要加热时间较长的是水，吸收热量较多的是水。
(6)实验结论:质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。
（二）比热(也称比热容)
质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量并不相同，降低相同的温度，放出的热量也不相同。科学上把物质的这种特性叫做比热容，简称比热。
两个角度 物质的吸热本领 物质温度改变的难易程度
具体说明 比热大表示吸热本领强 比热大表示温度难改变
比热小表示吸热本领弱 比热小表示温度容易改变
解释 相同质量不同物质升高相同的温度，比热越大，吸收的热量越多，比热越小，吸收的热量越少 相同质量不同物质吸收相等的热量，比热越大，温度升高得越少 ,比热越小，温度升高得越多
（三）对比热的理解
(1)比热反映了物质吸热或放热的本领:比热越大，吸热或放热本领越强。即质量相同的不同物质升高(或降低)相同的温度，吸收(或放出)热量较多的，比热较大；吸收(或放出)热量较少的，比热较小。
(2)不同物质的比热般不同，同种物质(物态相同)的比热相同，其物理意义可从两个角度去理解。
（四）水的比热较大的应用
(1)由于水的比热较大，所以一定质量的水升高(或降低)一定温度，吸收(或放出)的热量较多，所以可以利用水作为冷却剂或用来取暖。
(2)由于水的比热较大，一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而本身的温度却改变不多，这点有利于调节气候。夏天，太阳照射到海面上，海水相对砂石来说升温较慢，所以住在海边的人并不觉得特别热；冬天，气温降低了，水和砂石相比，由于水的比热大，降温慢，所以住在海边的人并不觉得特别冷。
例1、甲、乙两个物体放在一起，甲物体吸收热量，乙物体放出热量，则（　　）
A．甲物体的比热大 B．乙物体的比热大
C．甲物体的温度低 D．乙物体的热量多
例2、如表是几种常见物质的比热容。某同学根据表中整数据结合所学知识得出了四个结论，其中正确的是（　　）
几种物质的比热容/[J/（kg ℃）]
水 4.2×103 铁 0.46×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
精油 2.1×103 干泥土 0.54×103
冰 2.1×103 水银 0.14×103
A．铁块和铜块升高相同的温度，铁块吸热多
B．同种物质在不同的状态下，其比热容一般不同
C．液体的比热容一定比固体的比热容大
D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类有关
例3、小明对三垟湿地公园内的气温和水温进行了观测，并将测得的数据绘制成如图所示曲线。据图可判断（　　）
A．实线代表水温，虚线代表气温，因为水的比热较大
B．实线代表水温，虚线代表气温，因为水的比热较小
C．实线代表气温，虚线代表水温，因为水的比热较大
D．实线代表气温，虚线代表水温，因为水的比热较小
例4、小金同学为比较水和砂石的比热容大小，在实验室中进行了如下实验：
（1）实验中，取两只相同100mL的烧杯，装入 　 　（选填“等质量”或“等体积”）的水和砂石，测出其温度；
（2）用两个完全相同的酒精灯进行加热，记录加热2分钟后的实验数据：
物质名称 加热前温度/℃ 加热后温度/℃ 加热的时间/min
水 24 74 2
砂石 24 274 2
加热2分钟，水所吸收的热量 　 　砂石所吸收的热量（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（3）由本实验数据可知，比热容比较大的物质是 　 　；
（4）实验过程中，小金发现砂石在受热时，上层和下层的砂石温差较大，可能会对实验结果造成一定干扰，请据此为本实验提供一个改进操作方法：　 。
1．为了比较水和煤油的比热容，小金做了如下实验：在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入质量相同、初温都是室温的煤油和水，在瓶口扎上气球，将它们同时浸入热水中，如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．本实验中能观察到甲瓶口的气球膨胀得大一些
B．将煤油和水加热到相同温度，煤油所需的加热时间更长
C．该实验能得出煤油的比热容比水小
D．水更适合做汽车发动机的冷却剂
2．如图是小明和小华同学探究沙子与水吸热升温快慢的实验装置，设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是(　　)
A．使用相同型号的温度计 B．取相同质量的沙子和水
C．采用完全相同的加热方式D．盛放沙子和水的容器相同
3.为了比较水和食用油吸热能力的大小，小华做了如图甲的探究实验：在2个相同的烧杯中分别装质量相同的食用油和水，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下。
温度升高10℃所用的时间/s 温度升高20℃所用的时间/s 温度升高30℃所用的时间/s
食用油 68 136 204
水 98 196 294
（1）实验中：有两个相同的酒精灯对其加热的目的是 　 　。
（2）分析表中的实验数据可知：质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，水吸收的热量 　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。如果加热相同的时间，质量相同的水和食用油， 　（选填“水”或“食用油”）的温度升得更高。
（3）小雨经过分析思考，将实验装置加以改进，如图乙所示。与图甲的实验装置相比，图乙的优点是：更容易控制 　 　相同，图乙的实验操作中存在一处错误：没有控制 　相同。
1．如图甲所示把 0℃牛奶放在热水中加热，经过一段较长时间，它们的温度随时间变化的 图像如图乙所示，下列说法中不正确的是（　　）
A．水和牛奶最后温度相同 B．水的温度变化比牛奶小
C．牛奶温度随时间的变化是均匀的 D．B 是牛奶温度变化的图像
2.根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是（　　）
物质 比热容[J/（kg ℃）] 物质 比热容[J/（kg ℃）]
水银 0.14×103 沙石 0.92×103
水 4.2×103 冰 2.1×103
A．制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小
B．北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性
C．由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D．由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好
3.为了探究不同液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验：在4只相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，如表是他们的实验记录。根据实验记录，回答下列问题。
烧杯号 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 300 20 30 12
2 水 150 20 30 6
3 煤油 300 20 30 6
4 煤油 300 20 25 3
（1）水和食用油吸热多少是通过 　 　来反映的。
（2）分析比较 （填烧杯号）号烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：在质量和升高温度相同时，不同物质吸收的热量不同。
（3）分析如表，综合可得出：物体温度升高时吸收热量的多少与 　 有关。
答案及解析
例1、C
解：因为热量从高温物体传到低温物体，即高温物体放出热量，低温物体吸收热量，故甲物体吸收热量，则甲的温度低；乙物体放出热量，乙物体的温度高。
故选：C。
例2、B
解：A、质量相等的铜块和铁块，升高相同的温度，铁块的比热容大，根据Q＝cmΔt可知，铁块吸热多，题目中缺少质量相同这个条件，故A错误；
B、比热容与状态有关，所以同种物质，在不同状态下其比热容一般不同，故B正确；
C、水银的比热容小于铜的比热容，液体的比热容不一定比固体的比热容大，故C错误；
D、比热容与物质种类和状态有关，故D错误。
故选：B。
例3、C
【解析】湿地公园的水和空气在同样吸放热条件下，因为水的比热容大，温度变化小，所以温度变化较小的虚线是水温的图线，故选项C符合题意。
例4、解：（1）根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的吸热能力相同，故在实验中应该控制水和砂石的质量相同；
（2）根据转换法，实验时采用相同的酒精灯加热是为了确保相同时间内水和砂石吸热相同，所以加热2分钟，水所吸收的热量等于砂石所吸收的热量；
（3）根据表格中的数据可知，水和砂石的质量相同，加热时间相同，砂石的温度升高的多，根据比较吸热能力的方法知水的吸热能力强，比热容大；
（4）实验过程中，小金发现砂石在受热时，上层和下层的砂石温差较大，是由于砂石的流动性差，受热不均匀造成的，为了使砂石受热均匀，实验过程中应该用搅拌器不断搅拌。
故答案为：（1）等质量；（2）等于；（3）水；（4）实验过程中用搅拌器不断搅拌。
1．B
【解析】
A．相同质量的煤油和水，吸收相同的热量，煤油温度升高的多，煤油的瓶口气球膨胀得大一些，故A正确，不符合题意；
BC．相同质量的煤油和水，吸收相同的热量，水的瓶口气球膨胀的小，表明水温度升高的少，说明水的比热容比煤油大，将煤油和水加热到相同温度，水的比热容较大，水所需的加热时间更长，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多，因此水更适合做汽车发动机的冷却剂，故D正确，不符合题意。
2．A
【解析】
A．实验中需要对沙子与水加热相同的时间，比较沙子和水升高的温度，没有必要使用相同型号的温度计，通过温度计比较温度的变化量，故A符合题意；
B．为了便于比较沙子和水升温快慢，实验时应取相同质量的水和煤油，故B不符合题意；
C．为保证沙子和水在相同时间内吸收的热量相同，应采用完全相同的加热方式，故C不符合题意；
D．为防止热量散失对实验的影响，应让盛放沙子和水的容器相同，故D不符合题意。
3.解：（1）食用油和水吸收热量的多少不便直接测量，可以通过测量加热时间的长短来比较吸热的多少。
这就应要求：采用相同的酒精灯加热，即可达到使油和水在相同的时间内吸收相等的热量。
（2）质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，水的加热时间长，故水吸收的热量多；
据上面的分析可知，水的比热容要大于食用油的比热容，故由公式Q＝cmΔt可知，相同质量的水和食用油，若加热时间相同，即表明所吸收的热量相同，由于食用油的比热容小，故食用油的温度变化大，其温度升得更高；
（3）小雨经过分析思考，实验装置乙，在同一酒精灯加热时，更能保证食用油和水吸收的热量相同，但是由图可知水和食用油的体积相同，由于水和食用油的密度不同，则水和食用油的质量不同；所以小雨忘记了一关键的因素，就是保证：保证水和食用油的质量不变。
故答案为：（1）使油和水在相同的时间内吸收相等的热量；（2）大于；食用油；（3）吸收的热量；食用油和水的质量。
1．C
【解析】
A．热传递的条件是有温度差，最后热平衡时两者的温度相同。水和牛奶最后温度相同，故A正确。
B．由图可以看出，水从高温降低到最后温度时温度变化量比牛奶从低温升高的最后温度时温度变化量对应的温度坐标轴上的长度小，即水的温度变化比牛奶小，故B正确。
C．牛奶温度随时间的变化是一段曲线，所以是不均匀的，故C错误。
D．将凉牛奶放入时，牛奶吸热、温度升高，水放热、温度降低，直至两者的末温相等，因此B是牛奶的温度变化图象，故D正确。
2.D
解：A、水银的比热容比较小，吸收相同的热量温度升得更高，可以更准确地测量物体的温度，故A正确；
B、水的比热容比较大，降低相同的温度时可以放出更多的热量，取暖效果更好，故B正确；
C、因为水比沙石的比热容大，在吸收和放出相同的热量时，水的温度变化值更小，沙石的温度变化值大，所以内陆地区比沿海地区的昼夜温差大，所故C正确；
D、虽然水比冰的比热容大，但冰在熔化成0℃的水的过程中会吸收热量，所以冷却的效果会更好。故D错误。
故选：D。
3.解：（1）用相同的加热器对液体加热，相等时间吸收的热量相等，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此加热时间可以反映物质吸收热量的多少。
（2）由表中1和3次实验数据可知，水与煤油的质量、升高的温度都相等而加热时间不同，水与煤油吸收的热量不同，由此可得：质量相同的不同物质升高相同的温度吸收的热量不同。
（3）由表中1、2次实验数据可知，水的质量不同而升高的温度相同，需要的加热时间不同，质量越大，需要的加热时间越长，水吸收的热量越多，由此可得：质量不同的同种物质升高相同的温度，吸收的热量与质量有关。
由3、4次实验数据可知，质量相同的没有升高不同的温度吸收的热量不同，由此可知物体吸收的热量与物体升高的温度有关；综合分析可知，物体温度升高时吸收热量的多少与物体质量、升高的温度、物质的种类有关系。
故答案为：（1）加热时间；（2）1、3；（3）物体质量、升高的温度、物质的种类。
2023浙教版科学小升初暑期“快人一步”培优讲义（十三）
物质的比热