第十三章 内能
第3节 比热容
1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
2.通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。
3.尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。
4.会进行简单的吸热放热计算。
一、比热容：
1.定义：单位质量的某种物质，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，叫做这种物质的比热
容。
2.符号：c；
3.公式：
4.单位：焦每千克摄氏度；单位符号：J/(kg·℃)；
5.物理意义：物体吸热或放热能力；（物体比热容越大，吸热能力 越强 ）
（1）水的比热容是c水＝4.2×103J/(kg·℃)；
（2）物理意义为： 1kg的水，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J 。
6.说明：
（1）比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
（2）水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为 水的比热容大 。
（3）比较比热容的方法：
①质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。
②质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢（低），比热容大。
二、热量计算：
1.热量的计算公式：Q＝cm△t
①温度升高时用：Q吸＝cm（t－t0）
②温度降低时用：Q放＝cm（t0－t）
③只给出温度变化量时用：Q＝cm△t
Q：热量——焦耳（J）；
c：比热容——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）
m：质量——千克（kg）；
t：末温——摄氏度（℃）； t0：初温——摄氏度（℃）
知识点一：比热容
【探究重点】一、比热容
1、定义：一定质量的某种物质,在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比。
2、比热容用c表示，单位：焦/（千克 摄氏度），符号：J/（kg·℃）。
3、物理意义：表示物体吸热或放热能力的强弱。
4、水的比热容为4.2×J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×J。
5、比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等无关。
【例题精讲】（2023 连云港）沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（ ）
A．水的内能多，沙石的内能少
B．水的导热性好，沙石的导热性差
C．水的比热容大，沙石的比热容小
D．水吸收的热量多，沙石吸收的热量少
【答案】C
【思路点拨】因为沙子的比热容比水的小，白天，相同质量的不同物质，吸收相同的热量后，比热容小的温度升高的多；夜晚，相同质量的不同物质放出相同的热量后，比热容小的温度下降的多，气温较低，据此回答产生这种气候的原因。
【解析】因为沙子的比热容较小、水的比热容较大，白天，吸收热量后，沙子的温度升高的多，气温较高；夜晚，放出热量后，沙子的温度下降的多，气温较低；所以沿海地区昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大。
故选：C。
【点评】本题是“比热容知识”的一个应用，我们要学会使用所学物理知识来解释我们生活中的有关现象。
【巩固训练】（2023 苏州）在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（ ）
A．发生在白天，且陆地温度较高
B．发生在白天，且海水温度较高
C．发生在夜晚，且陆地温度较高
D．发生在夜晚，且海水温度较高
【答案】D
【解析】水的比热容比泥土、沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风；晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升，风从陆地吹向海面，形成陆风，由图可知，此时地面附近的空气从陆地吹向海洋，形成陆风，故出现如图所示风向时，通常发生在夜晚，且海水温度较高。故选：D。
知识点二：、热量的计算
【探究重点】
1、公式：，其中为“温度的变化量”。
2、热平衡方程：发生热传递时，若不计热量损失，则有。
【例题精讲】（2023 恩施州）冬季，某供热系统中有10kg水，当温度降低1℃时，可给房间放热（ ）
A．4.2×102J B．4.2×103J C．4.2×104J D．以上都不对
【答案】C
【思路点拨】已知水的比热容、质量和降低的温度，利用Q＝cmΔt计算水放出的热量。
【解析】10kg水温度降低1℃时，水放出的热量为Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×1℃＝4.2×104J，故C正确、ABD错误。故选：C。
【点评】本题考查热量公式的运用，难度不大。
【巩固训练】（2023 眉山）日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的 大。在标准大气
压下，质量为5kg水温度从30℃升高20℃，吸收热量 J。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】比热容；4.2×105。
【解析】日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的比热容大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸收的热量较多；（2）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×20℃＝4.2×105J。故答案为：比热容；4.2×105。
1．（2023 乾安县三模）质量相等的铜块和铁块（C铜＜C铁）吸收了相等的热量后相互接触，则（ ）
A．会发生热传递，热由铜块传给铁块
B．会发生热传递，热由铁块传给铜块
C．不会发生热传递
D．条件不足，无法判断
【答案】D
【解析】
Q吸＝cmΔt，铜块和铁块质量相同，吸收的热量相同，比热容大的物体，升高的温度少；c铁＞c铜，铁块升高的温度少，∵铜块和铁块初温大小不知，铁块和铜块的末温不能确定，二者接触，不能确定热传递方向。故选：D。
2．（2023 单县三模）利用如图甲所示，使用相同规格的电加热器和烧杯分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图象如图乙所示，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），下列说法正确的是（ ）
A．要完成实验探究，应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油
B．利用图乙中图像的数据，可计算出食用油的比热容为2.8×103J/（kg ℃）
C．比较第2min和第3min的吸热情况，在第2min时a吸收的热量比b多
D．吸热能力较强的是a，a是水，它更适合作冷却剂
【答案】B
【解析】A、根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故应在两个相同的烧杯中加入质量（水和食用油密度不同，根据m＝ρV，体积相同的水和食用油质量不同）和初温均相同的水和食用油，故A错误；
BD、根据转换法，使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少。根据图乙可知，升高20℃，a、b的加热时间分别为2min和3min（a、b吸热之比为2：3），根据比较吸热能力的方法，b的吸热能力强，b为水，它更适合作冷却剂；根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），可得食用油的比热容为：
c＝×4.2×103J/（kg ℃）＝2.8×103J/（kg ℃）；
故B正确；D错误；
C、根据转换法，2min时a吸收的热量与b一样多，故C错误。故选：B。
3．（2023 连平县二模）图中美食的烹饪过程包含的物理知识，正确的是（ ）
A．煎：煎锅一般用铁制造，利用铁的比热容大
B．炒：通过做功的方式使牛肉和河粉的内能增加
C．蒸：通过热传递，使鲈鱼蒸熟
D．拌：搅拌盐等配料，能加快分子的热运动
【答案】C
【解析】A、煎锅一般用铁制造，因为铁的导热性好，故A错误；
B、炒菜通过热传递的方式使牛肉和河粉的内能增加，故B错误；
C、通过热传递，使鲈鱼蒸熟，故C正确；
D、搅拌盐等配料，不能加快分子的热运动，故D错误。故选：C。
4．（2023 兴庆区校级一模）下列关于比热容说法正确的是（ ）
A．比热容是物质本身的性质，与质量、吸收或放出的热量均无关
B．比热容跟物体吸收或放出的热量有关
C．物体的质量越大，它的比热容越大
D．比热容的单位是J/kg
【答案】A
【解析】ABC、比热容是物质本身的一种特性，跟物体质量、吸收或放出热量的多少无关，故BC错误，A正确；
D、比热容的单位是J/（kg ℃），故D错误。故选：A。
5．（2023 南通一模）下列图中箭头表示空气流动的方向。炎热晴朗的夏夜，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．
【答案】B
【解析】水的比热容比泥土、沙石的比热容大，晚上，气温下降时，海水的温度下降得慢、陆地的温度下降得快，则大海上方的温度高一些，热空气上升，而陆地上方的温度低一些，冷空气会下降，所以风从陆地吹向海面，故B正确。
故选：B。
6．（2022秋 鲁甸县期末）如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。（水和沙子质量相等）下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组装
B．图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为零
C．图乙中，温度计的示数为41℃
D．图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱
【答案】D
【解析】A、要用酒精的外焰加热，故甲中，组装实验装置时应按自下而上的顺序组装，故A错误；
B、一切物体在任何温度下都有内能，加热前水和沙子的内能不为零，故B错误；
C、图乙中，温度计的分度值为1℃，示数为39℃，故C错误；
D、根据图丙可知，加热相同的时间，质量相同的水和沙子，水升温慢，沙子比水的吸热能力弱，故D正确。
故选：D。
7．（2023 茶陵县模拟）教育部发布了《义务劳动教育课程标准（2022年版）》，其中根据不同学段制定了“整理与收纳”“家庭清洁、烹饪、家居美化等日常生活劳动”等学段目标，于2022年秋季学期开始执行。下列关于厨房中的物理知识说法正确的是（ ）
A．炒菜是通过做功的方式改变菜的内能的
B．煲汤时，汤沸腾以后继续加热，汤的温度升高
C．饭菜做熟后香味飘满整个厨房，这是因为分子在不停地做无规则运动
D．用相同的热源给质量相同的水和油加热，油升温快是因为油的比热容较大
【答案】C
【解析】A．炒菜时，菜会从温度高的锅上吸收热量，这是通过热传递的方式来改变菜的内能，故A错误；
B．把汤汁加热至沸腾后，继续加热，根据液体沸腾时温度的特点，汤汁的温度不变，故B错误；
C．饭菜做熟后香味飘满整个厨房，是扩散现象，说明分子都在不停地做无规则运动，故C正确；
D．质量相同的水和油，用相同的热源加热相同的时间，吸收的热量相同，油吸热升温较快，是因为油的比热容小，故D错误。故选：C。
8．（2023 古浪县校级模拟）用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图是甲和乙的温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．甲的比热容与乙的比热容之比为2：3
B．甲的比热容与乙的比热容之比为1：2
C．甲和乙都加热10分钟，甲吸收热量比乙吸收热量多
D．甲和乙升高相同的温度，甲吸收热量较多
【答案】B
【解析】（1）由图象可知，吸收热量相同时（即加热时间相同），甲的温度变化为Δt甲＝40℃，乙的温度变化为Δt乙＝20℃，
由Q吸＝cmΔt得c＝，因Q吸、m均相同，则c甲：c乙＝Δt乙：Δt甲＝20℃：40℃＝1：2，故A错误、B正确。
（2）用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热时，在相同的时间10min内电热器产生的热量相等，不计热量损失，则甲、乙吸收的热量相等，故C错误；
（3）由图象可知，甲、乙升高相同的温度，加热乙的时间长，则乙吸收的热量多，故D错误。
故选：B。
9．（2023 庐阳区校级三模）餐饮行业的燃料常用植物油燃料，它有明火点不燃、无异味、无黑烟积碳等优点，热值为5.04×107J/kg，至少完全燃烧 kg的植物油燃料可以将100kg的水升温60℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】0.5。
【解析】水吸收的热量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×60℃＝2.52×107J；
由Q放＝mq得完全燃烧植物油燃料的最小质量为：
m＝＝＝＝0.5kg。
故答案为：0.5。
10．（2023 浑南区三模）教育部发布了《义务劳动教育课程标准（2022年版）》，家庭清洁、烹饪等9月起纳入学段目标。炒菜是通过 的方式改变菜的内能的，向锅中分别加入同样多的水和油，加热时发现油升温快，这是因为 较小。
【答案】热传递；比热容。
【解析】炒菜时，菜会从温度高的锅上吸收热量，这是通过热传递的方式来改变菜的内能；质量相同的水和油，用相同的热源加热相同的时间，吸收的热量相同，油吸热升温较快，是因为油的比热容小。
故答案为：热传递；比热容。
11．（2023 启东市二模）为探究固体熔化时的温度变化规律，小圆在绝热容器内装入1kg某固体物质，其温度为﹣15℃。把一个发热功率恒定的电加热器放入容器内的固体物质中，接通电源开始加热并计时。加热器在5min内放出的热量为8×103J，由实验数据可得如图示的图线。
（1）在10～20min，容器内物质的分子动能 ，内能 （均填“变大”、“不变”或“变小”）；
（2）由图像可知，该物质是 （填“晶体”或“非晶体”）；
（3）该物质液态时的比热容是 J/（kg ℃）。
【答案】（1）不变；变大；（2）晶体；（3）3.2×103。
【解析】（1）由图像可知在10﹣20min，容器内物质温度不变，所以该物质分子动能不变；这段时间内，该物质吸收热量，内能变大；
（2）由图像可知该物质在一段时间内吸收热量温度保持不变，所以该物质是晶体；
（3）由图像可知该物质在液态时的温度由﹣5℃加热到0℃需要加热的时间为30min﹣20min＝10min，
由于在绝热容器内加热，则该物质吸收的热量Q吸＝Q放＝×8×103J＝1.6×104J，
物质液态时的比热容是：c＝＝＝3.2×103J/（kg ℃）。
故答案为：（1）不变；变大；（2）晶体；（3）3.2×103。
12．（2023 徐州三模）在“探究水和食用油吸热升温现象”的实验中，小明猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关，为了验证猜想，同组的同学经过讨论，制定了两个方案：
a：让研究对象升高相同的温度，然后比较它们吸收热量的多少。
b：让研究对象吸收相同的热量，然后比较它们升高温度的高低。
（1）实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯、秒表、适量的水和食用油，为了完成实验，还需要的测量工具是 。
（2）两方案中水和食用油吸热多少是通过 来反映的。
（3）根据实验数据，在图中画出食用油和水的温度随时间变化的图像。
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 食用油 20 25 29 34 38
水 20 21 22 23 24
（4）思路点拨图像可知，对于质量相等的食用油和水，若使两者升高相同的温度，则 吸收的热量较多。
【答案】（1）天平；（2）加热时间；（3）；（4）水。
【解析】（1）根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的吸热能力相同，实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯、秒表、适量的水和食用油，为了完成实验，还需要的测量工具是天平。
（2）根据转换法，两方案中水和食用油吸热多少是通过加热时间来反映的；
（3）根据实验数据，在图中找出对应的点连线，如下所示：（黑线表示食用油的温度随时间变化的图像；红线表示水的温度随时间变化的图像）
（4）思路点拨图像可知，对于质量相等的食用油和水，若使两者升高相同的温度，水加热时间长，则水吸收的热量较多。
故答案为：（1）天平；（2）加热时间；（3）；（4）水。
四．计算题（共2小题）
13．（2023 西青区一模）某太阳能热水器装有100kg，20℃的冷水，经过一天，水温升高到60℃，若用效率为20%的燃气灶对这些水加热，达到同样的效果需要2kg的燃气。求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气的热值。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】见试题解析内容
【解析】
（1）水吸收的热量：
Q 吸＝cm水Δt
＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（60℃﹣20℃）
＝1.68×107J；
（2）由η＝＝20%得燃气完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝8.4×107J；
由Q放＝m燃气q得燃气的热值：
q＝＝＝4.2×107J/kg。
答：（1）水吸收的热量为1.68×107J；
（2）燃气的热值为4.2×107J/kg。
14．（2023 天宁区校级一模）如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）该太阳能热水器的效率。
【答案】（1）水吸收的热量为2.1×107J；（2）该太阳能热水器的效率为37.5%。
【解析】（1）水吸收的热量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×50℃＝2.1×107J；
（2）热水器吸收8h太阳的太阳能：E＝8h×7.0×106J/h＝5.6×107J，
该太阳能热水器的效率：η＝＝＝37.5%。
答：（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）该太阳能热水器的效率为37.5%。
1．（2023 福建）城市中修建人工湖和湿地公园，可以调节气温，这主要是利用水的（ ）
A．密度较大 B．沸点较高 C．比热容大 D．流动性好
【答案】C
【解析】人工湖和湿地公园能调节气温，是因为水的比热容比较大，由Q＝cmΔt可知在质量和吸收（或放出）的热量相同时，水升高（或降低）的温度少，使得周围的温度变化不明显，所以会起到调节气温的作用；调节气温与沸点、密度、流动性等没有关系，故只有选项C正确。故选：C。
2．（2023 兰州）为了比较A、B两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息，下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两液体在0～8min内吸收的热量之比为2：1
B．A、B两液体的比热容之比为1：2
C．B液体的吸热能力比A液体的强
D．A液体比B液体更适合作发动机的冷却液
【答案】D
【解析】A、用相同的加热器加热，在相同时间内，加热器放出的热量是相同的，则两种液体吸收的热量是相同的，所以在0～8min内，A、B两液体吸收的热量是相同的，故其吸收的热量之比为1：1，故A错误；
B、由图像可知，在0～8min内，A液体温度升高了ΔtA＝40℃﹣20℃＝20℃，B液体温度升高了ΔtB＝30℃﹣20℃＝10℃，根据c＝可得，A、B两液体的比热容之比为：
＝＝＝＝＝2：1，故B错误；C、由B知，B液体的比热容比A液体的比热容小，所以B液体的吸热能力比A液体的弱，故C错误；
D、由于A液体的比热容比B液体的比热容大，根据Q＝cmΔt，在质量和升高的温度相同时，A液体吸收的热量比B液体吸收的热量多，故A液体比B液体更适合作发动机的冷却液，故D正确。故选：D。
3．（2023 常德）下表是一些物质的比热容[单位J/（kg ℃）]，根据表中数据和生活现象，下列判断中正确的是（ ）
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
砂石 约0.92×103 铜 0.39×103
A．不同种类的物质，比热容一定不同
B．比热容与物质物质的状态无关
C．质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的末温更低
D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大
【答案】D
【解析】A、煤油和冰是不同的物质，但它们的比热容是相同的，故A错误；
B、物质的比热容与物质的状态有关，如水和冰的比热容不同，故B错误；
C、由Q吸＝cm（t﹣t0）知，质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜的比热容小，铜块的末温更高；
D、沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，由Q＝cmΔt可知，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小，故D正确。
故选：D。
4．（2023 广州）以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低；那么，初温相同的甲、乙放出相同热量，（ ）
A．甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B．甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C．甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D．无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大
【答案】B
【解析】根据题意可知，甲、乙的初温相同，吸收相同热量后，甲的末温比乙的低，这说明甲的温度变化较小，则初温相同的甲、乙，放出相同的热量后，甲的温度变化小，所以甲的末温高；由于不知道甲、乙的质量大小关系，根据c＝可知，无法判定甲、乙比热容的大小，故B正确。故选：B。
5．（2023 宜昌）在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（ ）
A．a液体比热容小
B．b液体是水
C．0～3min内a液体吸收的热量少
D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少
【答案】D
【解析】ABD、由图可知，将水和另一种液体都从15℃加热到35℃，b需要加热3min，a需要加热6min，说明b液体吸收的热量少、a液体吸收的热量多，则a的吸热能力强、比热容大，故a液体是水，故AB错误、D正确。C、使用相同的加热器，在相同的加热时间内吸收的热量相等，则0～3min内a、b液体吸收的热量相等，故C错误，故选：D。
6．（2023 扬州）下列与比热容有关的生活现象，描述正确的是（ ）
A．沙漠地区昼夜温差小
B．汽车发动机常用水做冷却剂
C．在太阳光的照射下，干泥土比湿泥土升温慢
D．“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
【答案】B
【解析】A．沙漠地区的砂石多，白天太阳照射，砂石吸收热量，由于砂石的比热容小，因此温度变化大，气温升得很高；晚上，砂石放出热量，由于砂石的比热容小，因此温度变化大，气温降得很低，故会出现早晚温差大的现象，故A错误；
B．水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，因此汽车发动机常用水做冷却剂，故B正确；
C．水的比热容较大，所以湿泥土的比热容比干泥土要大一些；在阳光照射下吸热相同，由Δt＝可知，湿泥土升温慢一些，干泥土的温度升高得更快，故C错误；
D．因为沙子的比热容较小，白天，吸收热量后，沙子的温度升高的多，气温较高；夜晚，放出热量后，沙子的温度下降的多，气温较低；由此可知沙漠地区白天黑夜的温差大，产生了“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象，故D错误。故选：B。
（多选）7．（2023 潍坊）图甲所示为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至55℃左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列思路点拨正确的是（ ）
A．该晶体材料的熔点为55℃
B．在BC段，该晶体材料的内能保持不变
C．在AB段，该晶体材料的分子热运动变剧烈
D．该晶体材料的比热容为0.88×103J/（kg ℃）
【答案】CD
【解析】
AB、根据图示可知，晶体在BC段吸收热量，内能变大，温度不变，为熔化过程，熔点为50℃，故AB错误；
C、在AB段，该晶体材料的温度升高，分子热运动变剧烈，故C正确；
D、根据Q＝cmΔt可知，该物质的比热容为：c＝＝＝0.88×103J/（kg ℃），故D正确。故选：CD。
8．（2023 牡丹江）小明家的热水器装有50kg水，将水由20℃加热到60℃，水需要吸收的热量是 J。小明用去一部分水，热水器中水的比热容 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的 。
【答案】8.4×10 ；不变；比热容大。
【解析】
（1）这些水从20℃加热到60℃需要吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（60℃﹣20℃）
＝8.4×106J；
（2）比热容是物质的一种特性，与温度无关，与物态有关，所以加热水的过程中，水的比热容不变；
（3）由Q＝cmΔt可知，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的物质温度变化量小，由此可知沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的比热容比砂石的比热容大。故答案为：8.4×10 ；不变；比热容大。
9．（2023 乐山）利用相同电加热器分别给质量相同的水和食用油加热，如图所示，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）使液体内能增大。实验表明加热相同时间，食用油温度上升得比水快，这是因为食用油的比热容比水 （选填“大”或“小”）。
【答案】热传递；小。
【解析】食用油和水的内能增加是通过热传递方式改变的。加热相同时间，食用油温度上升得比水快，这是因为食用油的比热容比水小。故答案为：热传递；小。
10．（2023 鞍山）小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案：将A、B两种液体分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
（1）组装器材时应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装；
（2）实验时，选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过 方式来增大液体内能的；
（3）此实验通过 （选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来反映液体吸收热量的多少；
（4）加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为 ℃；
（5）根据实验数据小明绘制出的温度﹣时间图象如图丙所示，则液体 （选填“A”或“B”）更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
【答案】（1）自下而上；（2）质量；热传递；（3）加热时间的长短；（4）33；（5）B。
【解析】（1）要用酒精灯的外焰加热，故组装器材时应按照自下而上的顺序依次安装；
（2）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，实验时，选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过热传递方式来增大液体内能的；
（3）根据转换法，此实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少；
（4）温度计分度值为1℃；加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为33℃；
（5）根据绘制出的温度﹣时间图象知，升高相同的温度，B加热时间长，B的吸热能力强，比热容大，根据Q＝cmΔt，在质量和降低的温度相同时，B放热多，液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
故答案为：（1）自下而上；（2）质量；热传递；（3）加热时间的长短；（4）33；（5）B。
11．（2023 上海）5kg的水温度由40℃下降到20℃，放出的热量Q放为多少？[c水＝4.2×103焦/（千克 ℃）]
【答案】5kg的水温度由40℃下降到20℃，放出的热量Q放为4.2×105J。
【解析】
水放出的热量：
Q放＝c水m（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J。
答：5kg的水温度由40℃下降到20℃，放出的热量Q放为4.2×105J。
12．（2019 潍坊）一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母λ表示。在标准大气压下，用一个热效率为40%的酒精炉为热源，将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水，共燃烧了14g酒精，酒精的热值为3×107J/kg。求：
（1）冰熔化过程中吸收的热量；
（2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰。
【解析】（1）14g酒精完全燃烧放出的热量：
Q放＝qm′＝3×107J/kg×0.014kg＝4.2×105J，
由η＝可得，冰熔化成水共吸收热量：
Q吸＝Q放×η＝4.2×105J×40%＝1.68×105J；
（2）则冰的熔化热：
λ冰＝＝＝3.36×106J/kg。
答：（1）冰熔化过程中吸收的热量为1.68×105J；
（2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰为3.36×106J/kg。第十三章 内能
第3节 比热容
1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。
2.通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。
3.尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。
4.会进行简单的吸热放热计算。
一、比热容：
1.定义：单位质量的某种物质，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，叫做这种物质的比热
容。
2.符号：c；
3.公式：
4.单位：焦每千克摄氏度；单位符号：J/(kg·℃)；
5.物理意义：物体吸热或放热能力；（物体比热容越大，吸热能力 越强 ）
（1）水的比热容是c水＝4.2×103J/(kg·℃)；
（2）物理意义为： 1kg的水，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J 。
6.说明：
（1）比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
（2）水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为 水的比热容大 。
（3）比较比热容的方法：
①质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。
②质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢（低），比热容大。
二、热量计算：
1.热量的计算公式：Q＝cm△t
①温度升高时用：Q吸＝cm（t－t0）
②温度降低时用：Q放＝cm（t0－t）
③只给出温度变化量时用：Q＝cm△t
Q：热量——焦耳（J）；
c：比热容——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）
m：质量——千克（kg）；
t：末温——摄氏度（℃）； t0：初温——摄氏度（℃）
知识点一：比热容
【探究重点】一、比热容
1、定义：一定质量的某种物质,在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比。
2、比热容用c表示，单位：焦/（千克 摄氏度），符号：J/（kg·℃）。
3、物理意义：表示物体吸热或放热能力的强弱。
4、水的比热容为4.2×J/(kg·℃)，它表示的物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×J。
5、比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等无关。
【例题精讲】（2023 连云港）沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（ ）
A．水的内能多，沙石的内能少
B．水的导热性好，沙石的导热性差
C．水的比热容大，沙石的比热容小
D．水吸收的热量多，沙石吸收的热量少
【巩固训练】（2023 苏州）在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（ ）
A．发生在白天，且陆地温度较高
B．发生在白天，且海水温度较高
C．发生在夜晚，且陆地温度较高
D．发生在夜晚，且海水温度较高
知识点二：、热量的计算
【探究重点】
1、公式：，其中为“温度的变化量”。
2、热平衡方程：发生热传递时，若不计热量损失，则有。
【例题精讲】（2023 恩施州）冬季，某供热系统中有10kg水，当温度降低1℃时，可给房间放热（ ）
A．4.2×102J B．4.2×103J C．4.2×104J D．以上都不对
【巩固训练】（2023 眉山）日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的 大。在标准大气
压下，质量为5kg水温度从30℃升高20℃，吸收热量 J。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
1．（2023 乾安县三模）质量相等的铜块和铁块（C铜＜C铁）吸收了相等的热量后相互接触，则（ ）
A．会发生热传递，热由铜块传给铁块
B．会发生热传递，热由铁块传给铜块
C．不会发生热传递
D．条件不足，无法判断
2．（2023 单县三模）利用如图甲所示，使用相同规格的电加热器和烧杯分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图象如图乙所示，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），下列说法正确的是（ ）
A．要完成实验探究，应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油
B．利用图乙中图像的数据，可计算出食用油的比热容为2.8×103J/（kg ℃）
C．比较第2min和第3min的吸热情况，在第2min时a吸收的热量比b多
D．吸热能力较强的是a，a是水，它更适合作冷却剂
3．（2023 连平县二模）图中美食的烹饪过程包含的物理知识，正确的是（ ）
A．煎：煎锅一般用铁制造，利用铁的比热容大
B．炒：通过做功的方式使牛肉和河粉的内能增加
C．蒸：通过热传递，使鲈鱼蒸熟
D．拌：搅拌盐等配料，能加快分子的热运动
4．（2023 兴庆区校级一模）下列关于比热容说法正确的是（ ）
A．比热容是物质本身的性质，与质量、吸收或放出的热量均无关
B．比热容跟物体吸收或放出的热量有关
C．物体的质量越大，它的比热容越大
D．比热容的单位是J/kg
5．（2023 南通一模）下列图中箭头表示空气流动的方向。炎热晴朗的夏夜，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．
6．（2022秋 鲁甸县期末）如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。（水和沙子质量相等）下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组装
B．图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为零
C．图乙中，温度计的示数为41℃
D．图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱
7．（2023 茶陵县模拟）教育部发布了《义务劳动教育课程标准（2022年版）》，其中根据不同学段制定了“整理与收纳”“家庭清洁、烹饪、家居美化等日常生活劳动”等学段目标，于2022年秋季学期开始执行。下列关于厨房中的物理知识说法正确的是（ ）
A．炒菜是通过做功的方式改变菜的内能的
B．煲汤时，汤沸腾以后继续加热，汤的温度升高
C．饭菜做熟后香味飘满整个厨房，这是因为分子在不停地做无规则运动
D．用相同的热源给质量相同的水和油加热，油升温快是因为油的比热容较大
8．（2023 古浪县校级模拟）用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图是甲和乙的温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．甲的比热容与乙的比热容之比为2：3
B．甲的比热容与乙的比热容之比为1：2
C．甲和乙都加热10分钟，甲吸收热量比乙吸收热量多
D．甲和乙升高相同的温度，甲吸收热量较多
9．（2023 庐阳区校级三模）餐饮行业的燃料常用植物油燃料，它有明火点不燃、无异味、无黑烟积碳等优点，热值为5.04×107J/kg，至少完全燃烧 kg的植物油燃料可以将100kg的水升温60℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
10．（2023 浑南区三模）教育部发布了《义务劳动教育课程标准（2022年版）》，家庭清洁、烹饪等9月起纳入学段目标。炒菜是通过 的方式改变菜的内能的，向锅中分别加入同样多的水和油，加热时发现油升温快，这是因为 较小。
11．（2023 启东市二模）为探究固体熔化时的温度变化规律，小圆在绝热容器内装入1kg某固体物质，其温度为﹣15℃。把一个发热功率恒定的电加热器放入容器内的固体物质中，接通电源开始加热并计时。加热器在5min内放出的热量为8×103J，由实验数据可得如图示的图线。
（1）在10～20min，容器内物质的分子动能 ，内能 （均填“变大”、“不变”或“变小”）；
（2）由图像可知，该物质是 （填“晶体”或“非晶体”）；
（3）该物质液态时的比热容是 J/（kg ℃）。
12．（2023 徐州三模）在“探究水和食用油吸热升温现象”的实验中，小明猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关，为了验证猜想，同组的同学经过讨论，制定了两个方案：
a：让研究对象升高相同的温度，然后比较它们吸收热量的多少。
b：让研究对象吸收相同的热量，然后比较它们升高温度的高低。
（1）实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯、秒表、适量的水和食用油，为了完成实验，还需要的测量工具是 。
（2）两方案中水和食用油吸热多少是通过 来反映的。
（3）根据实验数据，在图中画出食用油和水的温度随时间变化的图像。
加热时间/min 0 1 2 3 4
温度/℃ 食用油 20 25 29 34 38
水 20 21 22 23 24
（4）思路点拨图像可知，对于质量相等的食用油和水，若使两者升高相同的温度，则 吸收的热量较多。
四．计算题（共2小题）
13．（2023 西青区一模）某太阳能热水器装有100kg，20℃的冷水，经过一天，水温升高到60℃，若用效率为20%的燃气灶对这些水加热，达到同样的效果需要2kg的燃气。求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气的热值。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
14．（2023 天宁区校级一模）如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收7.0×106J的太阳能，若热水器吸收8h的太阳能，可以使质量为100kg的水温度升高50℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的热量；
（2）该太阳能热水器的效率。
1．（2023 福建）城市中修建人工湖和湿地公园，可以调节气温，这主要是利用水的（ ）
A．密度较大 B．沸点较高 C．比热容大 D．流动性好
2．（2023 兰州）为了比较A、B两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息，下列说法中正确的是（ ）
A．A、B两液体在0～8min内吸收的热量之比为2：1
B．A、B两液体的比热容之比为1：2
C．B液体的吸热能力比A液体的强
D．A液体比B液体更适合作发动机的冷却液
3．（2023 常德）下表是一些物质的比热容[单位J/（kg ℃）]，根据表中数据和生活现象，下列判断中正确的是（ ）
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103
砂石 约0.92×103 铜 0.39×103
A．不同种类的物质，比热容一定不同
B．比热容与物质物质的状态无关
C．质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的末温更低
D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大
4．（2023 广州）以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低；那么，初温相同的甲、乙放出相同热量，（ ）
A．甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B．甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C．甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D．无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大
5．（2023 宜昌）在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（ ）
A．a液体比热容小
B．b液体是水
C．0～3min内a液体吸收的热量少
D．升高相同的温度时，b液体吸收的热量少
6．（2023 扬州）下列与比热容有关的生活现象，描述正确的是（ ）
A．沙漠地区昼夜温差小
B．汽车发动机常用水做冷却剂
C．在太阳光的照射下，干泥土比湿泥土升温慢
D．“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
【答案】B
（多选）7．（2023 潍坊）图甲所示为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至55℃左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列思路点拨正确的是（ ）
A．该晶体材料的熔点为55℃
B．在BC段，该晶体材料的内能保持不变
C．在AB段，该晶体材料的分子热运动变剧烈
D．该晶体材料的比热容为0.88×103J/（kg ℃）
8．（2023 牡丹江）小明家的热水器装有50kg水，将水由20℃加热到60℃，水需要吸收的热量是 J。小明用去一部分水，热水器中水的比热容 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的 。
9．（2023 乐山）利用相同电加热器分别给质量相同的水和食用油加热，如图所示，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）使液体内能增大。实验表明加热相同时间，食用油温度上升得比水快，这是因为食用油的比热容比水 （选填“大”或“小”）。
10．（2023 鞍山）小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案：将A、B两种液体分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
（1）组装器材时应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装；
（2）实验时，选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过 方式来增大液体内能的；
（3）此实验通过 （选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来反映液体吸收热量的多少；
（4）加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为 ℃；
（5）根据实验数据小明绘制出的温度﹣时间图象如图丙所示，则液体 （选填“A”或“B”）更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
11．（2023 上海）5kg的水温度由40℃下降到20℃，放出的热量Q放为多少？[c水＝4.2×103焦/（千克 ℃）]
12．（2019 潍坊）一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母λ表示。在标准大气压下，用一个热效率为40%的酒精炉为热源，将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水，共燃烧了14g酒精，酒精的热值为3×107J/kg。求：
（1）冰熔化过程中吸收的热量；
（2）在标准大气压下，冰的熔化热λ冰。
