第2课时 比热容的应用和计算
基础主干落实
1.比热容的应用:
常见物质中, 水 的比热容最大,可以在夜间防止秧苗冻坏、取暖、 调节气候 。
2.热量的计算:
(1)吸热公式: Q吸=cm(t2-t1) ;
(2)放热公式: Q放=cm(t1-t2) 。
重点案例探析
重点 热量的计算
【典题】(2024·贵阳月考)在一个标准大气压下,一质量为2 kg的金属块,被加热到500 ℃后,立即投入到质量为1 kg,温度为20 ℃的冷水中,不计热量损失,最终水的温度升高了30 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)水吸收的热量。
(2)金属块的比热容。
(3)取出金属块后,给水继续加热,水又吸收了1.05×105 J的热量,求水的末温。
解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×30 ℃=1.26×105 J;
(2)水的末温度为:t=Δt+t0水=30 ℃+20 ℃=50 ℃,
根据题意可知,金属块放出的热量与水吸收的热量相等,即Q吸=Q放=1.26×105 J,
由Q放=cm(t0-t)得金属块的比热容:
c金===0.14×103 J/(kg·℃)。
(3)由Q吸=cmΔt可得水升高的温度:Δt'===25 ℃,
t'=t+Δt'=50 ℃+25 ℃=75 ℃。
【点拨】
(1)Q=cm·Δt公式的变形:
①求质量:m=。
②求比热容:c=。
③求变化的温度:Δt=。
(2)明确几个温度的含义:升高(降低)是指变化的温度Δt,升高到(降低到)是指物体的末温t。
A层·基础必会
考点一 利用比热容解释简单现象
1.(2024·贵阳月考)夏天的中午在湖边玩耍时,会发现湖边的沙石烫脚、湖水比较凉,这是因为太阳辐射时间相同时,相同质量的沙石和湖水吸收的热量相等,由于湖水的比热容比沙石的 大 ,所以沙石的温度升高得比湖水的高。
2.郭同学有一次买了早餐没有来得及吃,下了第一节课她发现饼子已经“凉”了,但豆浆却还有些“热”,是因为豆浆的 比热容 大,放出相同的热量,温度降低得慢。
3.(2024·遵义期中)遵义市天鹅湖景区是国家AAA级旅游景区,美丽的天鹅湖能够对周边地区的气温起到一定的调节作用。这是为什么
答:因为水的比热容较大,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,使得昼夜的温差小,因此天鹅湖能够对周边地区的气温起到一定的调节作用。
考点二 热量的计算
4.(2024·黔东南期中改编)在房屋装修时,很多家庭选择安装暖气。暖气大多用水作为散热剂,有质量为50 kg的水流过暖气,温度下降2 ℃,放出的热量是 4.2×105 J。
5.质量为2 kg的某种物质温度从20 ℃升高到70 ℃时,吸收的热量是9.2×104 J,该物质的比热容是 0.92×103 J/(kg· ℃)。
6.(2024·黔东南期末)已知砂石的比热容为0.92×103 J/(kg·℃),若质量为200 g初温为20 ℃的砂石吸收了7.36×103 J的热量,那么砂石的温度会升高到 60 ℃。
7.保温瓶内装有一定质量的水,温度从99 ℃降低到84 ℃时,放出6.3×104 J的热量,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃)。求保温瓶内装有水的质量为多少
解:水的温度从99 ℃降低到84 ℃,则Δt=t-t0=99 ℃-84 ℃=15 ℃,
保温瓶内装有水的质量为:m===1 kg。
易错点 求水的温度变化时未考虑水的沸点
8.一个标准大气压下,质量为2 kg、初温为25 ℃的水吸收6.72×105 J的热量后,其温度为 100 ℃ 。
纠错:水在标准大气压下的沸点为100 ℃,并且沸腾时温度不变。
B层·能力提升
9.“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1∶4,砂石和水的密度之比为3∶2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时,它们升高的温度之比为 8∶3 。
10.把1 kg的水从70 ℃开始加热至沸腾,温度随时间变化的图像如图,则水需要吸收的热量是 1.176×105 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
11.(2023·凉山中考)小华在探究“不同物质的吸热能力”时,用相同的电加热器对质量均为1 kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示,分析图像可知:水在5 min内吸收的热量为 3.15×104 J,液体的比热容为 2.7×103 J/(kg·℃)。
12.请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。
答:
13.如图所示为一种电脑水冷系统。水冷系统是指使用液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比具有安静、降温稳定、对环境依赖小等优点,采用水冷系统比常见的风冷系统降温效果好得多。请你用所学的物理知识解释水冷比风冷降温效果好的原因。
答:因为水的比热容较大,质量相等的水和空气,升高相同的温度,根据Q=cmΔt可知,水吸收的热量多,所以水冷比风冷的降温效果好。第2课时 比热容的应用和计算
基础主干落实
1.比热容的应用:
常见物质中, 的比热容最大,可以在夜间防止秧苗冻坏、取暖、 。
2.热量的计算:
(1)吸热公式: ;
(2)放热公式: 。
重点案例探析
重点 热量的计算
【典题】(2024·贵阳月考)在一个标准大气压下,一质量为2 kg的金属块,被加热到500 ℃后,立即投入到质量为1 kg,温度为20 ℃的冷水中,不计热量损失,最终水的温度升高了30 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)水吸收的热量。
(2)金属块的比热容。
(3)取出金属块后,给水继续加热,水又吸收了1.05×105 J的热量,求水的末温。
【点拨】
(1)Q=cm·Δt公式的变形:
①求质量:m=。
②求比热容:c=。
③求变化的温度:Δt=。
(2)明确几个温度的含义:升高(降低)是指变化的温度Δt,升高到(降低到)是指物体的末温t。
A层·基础必会
考点一 利用比热容解释简单现象
1.(2024·贵阳月考)夏天的中午在湖边玩耍时,会发现湖边的沙石烫脚、湖水比较凉,这是因为太阳辐射时间相同时,相同质量的沙石和湖水吸收的热量相等,由于湖水的比热容比沙石的 ,所以沙石的温度升高得比湖水的高。
2.郭同学有一次买了早餐没有来得及吃,下了第一节课她发现饼子已经“凉”了,但豆浆却还有些“热”,是因为豆浆的 大,放出相同的热量,温度降低得慢。
3.(2024·遵义期中)遵义市天鹅湖景区是国家AAA级旅游景区,美丽的天鹅湖能够对周边地区的气温起到一定的调节作用。这是为什么
考点二 热量的计算
4.(2024·黔东南期中改编)在房屋装修时,很多家庭选择安装暖气。暖气大多用水作为散热剂,有质量为50 kg的水流过暖气,温度下降2 ℃,放出的热量是 J。
5.质量为2 kg的某种物质温度从20 ℃升高到70 ℃时,吸收的热量是9.2×104 J,该物质的比热容是 J/(kg· ℃)。
6.(2024·黔东南期末)已知砂石的比热容为0.92×103 J/(kg·℃),若质量为200 g初温为20 ℃的砂石吸收了7.36×103 J的热量,那么砂石的温度会升高到 ℃。
7.保温瓶内装有一定质量的水,温度从99 ℃降低到84 ℃时,放出6.3×104 J的热量,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃)。求保温瓶内装有水的质量为多少
易错点 求水的温度变化时未考虑水的沸点
8.一个标准大气压下,质量为2 kg、初温为25 ℃的水吸收6.72×105 J的热量后,其温度为 。
纠错:水在标准大气压下的沸点为100 ℃,并且沸腾时温度不变。
B层·能力提升
9.“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是由砂石与水的比热容不同造成的。已知砂石和水的比热容之比为1∶4,砂石和水的密度之比为3∶2。当相同体积的砂石和水吸收相同的热量时,它们升高的温度之比为 。
10.把1 kg的水从70 ℃开始加热至沸腾,温度随时间变化的图像如图,则水需要吸收的热量是 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
11.(2023·凉山中考)小华在探究“不同物质的吸热能力”时,用相同的电加热器对质量均为1 kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示,分析图像可知:水在5 min内吸收的热量为 J,液体的比热容为 J/(kg·℃)。
12.请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。
13.如图所示为一种电脑水冷系统。水冷系统是指使用液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比具有安静、降温稳定、对环境依赖小等优点,采用水冷系统比常见的风冷系统降温效果好得多。请你用所学的物理知识解释水冷比风冷降温效果好的原因。
