第十三章
内能
第3节
比热容
自主预习
1.阅读课本11页的实验,回答下列问题:
(1)该试验中为什么使用相同规格的加热器?还需要控制哪些变量?
(2)怎样比较两种物质吸收热量的多少?
(3)用什么方法或者通过记录什么数据来比较水和食用油的吸热能力?
2.根据比热容计算物体吸收热量的公式:
。
3.为什么沿海城市的昼夜温差比内陆地区的昼夜温差小?
即学即练
A级
1.比热容是物质的一种属性,其符号为____。水的比热容是__________________,它的物理意义是_____________
___________________________.
2.关于物质的比热容,下列说法中正确的是(
)
A.一物体切去一半后,剩下部分的比热容减为原来的一半
B.吸收热量多的物质,比热容一定大
C.质量相同的不同物质,吸收相同热量后,温度高的物质比热容大
D.比热容是物质的一种特性,通过测定比热容可以鉴别物质
3.在我国北方农村,农民常在菜窖里储存几桶水,是因为(
)
A.水的比热容比较大,气温升高时放出的热量较多,使储存的蔬菜不容易冻坏
B.水的比热容比较大,气温降低时放出的热量较多,使储存的蔬菜不容易冻坏
C.水的比热容比较大,气温降低时吸收的热量较少,使储存的蔬菜不容易冻坏
D.水的比热容比较大,气温升高时放出的热量较少,使储存的蔬菜不容易冻坏
4.
妈妈用热水给小雪加热250
g的袋装牛奶,为了使这袋牛奶的温度由12
℃升高到42
℃,妈妈至少要用60
℃的热水多少千克?[已知水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.5×103
J/(kg·℃),不计热量损失]
B级
5.
质量相等的甲、乙两种液体,温度相同、用两盏完全相同的酒精灯分别加热,记录的温度与时间变化的曲线如图1,可知c甲______c乙.(填“>”“<”或“=”)
6
图1
6.甲、乙两个物体的质量之比是2∶3,比热容之比是1∶2,当它们升高的温度相同时,吸收的热量之比是(
)
A.1∶3
B.3∶1
C.3∶4
D.4∶3
7.如图2,某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给液体甲和乙加热.
液体
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热的时间t/min
1
0.1
5
1
甲
2
0.1
10
2
3
0.2
10
4
4
0.1
10
1
乙
5
0.1
20
2
6
0.2
20
4
图2
(1)分析第1、4次,第2、5次或第3、6次实验数据,某同学认为:加热相同的时间时,乙升高的温度高一些,这说明乙吸收的热量多一些.这位同学的判断是否正确?请说明理由.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)分析第2、3次或第5、6次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,物质的_____越大,吸收的热量就越______(填“多”或“少”).
(3)通过比较第2、4次实验数据可知,液体吸收的______多少与液体的种类有关,______(填“甲”或“乙”)的吸热能力更强.
当堂达标
A级
1.下列说法中,铁的比热容发生了变化的是(
)
A.把铁块放在火上烧红
B.把铁块锻打成铁片
C.把铁块碎成铁屑
D.把铁块熔化成铁水
2.
水具有比热容大的特点,从而被广泛应用.下列现象的原因及其应用实例与水的比热容大无关的是(
)
A.海边的昼夜温差较小
B.夏天在室内地面上洒水降温
C.冬天暖气设备用水供暖
D.用水冷却汽车发动机
B级
物质
比热容[J/(kg·℃)]
水银
0.14×103
水
4.2×103
沙石
0.92×103
冰
2.1×103
3.下表是几种物质的比热容,对此,下列说法中正确的是(
)
A.不同物质比热容一定不同
B.体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容小
C.水比沙石的比热容大,故沙漠地区昼夜温差比沿海地区小
D.水比冰的比热容大,故0
℃的水比0
℃的冰冷却食品效果好
4.课后练习最后一题
课后提升
A级
1.夏天,人们喜欢到海边度假.白天,海风拂面,带来丝丝凉意,夜间却不会很凉.而沙漠的夏天昼夜温差可达50
℃.对这种现象的解释,正确的是(
)
A.太阳照射沙漠地区的时间较长
B.海边有风而沙漠地区可能没有
C.海水的比热容比沙石的比热容大
D.太阳直射沙漠地区,斜射海边
2.
今年五一,吴力在父母的协助下,从早上8:00开始每隔半小时分别对株洲市文化园的气温和园内人工湖的水温进行了测量,图4是他根据记录的数据绘成温度t1随时间t2变化的图线.据图3可以判断(
)
图3
A.实线是水温图线,虚线是气温图线,因为水的比热容较大
B.实线是水温图线,虚线是气温图线,因为水的比热容较小
C.实线是气温图线,虚线是水温图线,因为水的比热容较大
D.实线是气温图线,虚线是水温图线,因为水的比热容较小
3.一杯水由80
℃降至20
℃放出的热量为Q1,它由30
℃升高到70
℃吸收的热量为Q2,则(
)
A.Q1<
Q2
B.
Q1>
Q2
C.
Q1=
Q2
D.无法比较
4.在标准大气压下,将0.2
kg水从25
℃加热至沸腾需吸收的热量是[c水=
4.2×103
J/(kg·℃)](
)
A.2.1×103
J
B.6.3×103
J
C.2.1×104
J
D.6.3×104
J
5.
新疆“那拉提草原”是闻名全国的旅游景区.夏天,当你赤脚在烈日当空的小河边游玩,你会发现:岸上的小石头热得烫脚,而河水却是冰凉的,这是因为(
)
A.水比小石头的温度变化大
B.水比小石头的比热容大
C.水比小石头吸收的热量小
D.水比小石头的比热容小
6.质量和温度相同的铜块和水,使它们分别放出相同的热量后,将铜块迅速投入水中后,它们的内能变化正确的是(
)
A.铜块的内能减小,水的内能增大
B.铜块的内能增大,水的内能减小
C.铜块和水的内能都增大
D.铜块和水的内能都减小
7.干泥土的比热容是0.84×103
J/(kg·℃),水的比热容是4.2×103
J/(kg·℃),2
kg的干泥土从40
℃降温至20
℃,放出的热量是_________J;这些热量可使2
kg的水从20
℃升温至______℃.
8.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图像如图4所示.根据图像可知,甲液体的比热容_______(填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容.质量为500克、初温为20
℃的甲液体温度升高到90
℃,吸收的热量为_______焦.[甲液体的比热容为1.8×103
J/(kg·℃)]
图4
9.已知铝的比热容是0.88×103J/
(kg·℃),它表示
依据上述比热容的物理意义,请计算:把质量为5kg、温度为20℃的铝块加热到100℃,铝块吸收的热量为多少?
B级
10.把质量是100g的铁块放在火炉里相当长的时间后,取出来立即投入到盛有200g水的杯子里,水的温度由15℃升高到59℃,不计杯子吸热和散失到空气中的热量,求炉火的温度。
11.随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“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:
装饰层材料散热管材料地面
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE-RT)
136.6
W/m2
103.5
W/m2
93.5
W/
m2
聚丁烯(PB)
125.7
W/
m2
96.9
W/
m2
90.0
W/
m2
(1)若该地暖系统的总水量为2×103
kg,将全部的水从5
℃加热至45
℃,水至少需要吸收多少热量 [c水=4.2×103
J/
(kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80
m2,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,你认为还与哪些因素有关 请至少写出两点.
A级
1.C
4.2×103
J/(kg·℃)
使1kg的水温度升高1℃吸收的热量4.2×103
J
2.D
3.B
4.
0.248kg
B级
5.
<
6.
A
7(1)不正确
相同的电加热器加热相同的时间吸收的热量一样多
(2)质量
多
热量
甲
A级
1.D
2.B
B级
3.A
4.
538.2
J
A级
1.C
2.C
3.B
4.D
5.B
6.B
7.
3.36×104
J
24
8.小于
6.3×104
9.
使1kg的铜温度升高1℃吸收的热量是0.88×103
J
3.5×105
J
B级
10.
762.3℃
11.(1)3.36×108
J
(2)2.59×107
J
(3)室内温度等合理即可
单元测试
一、选择题
1.关于物体的内能,下列说法正确的是(
)
A.温度为0℃的物体的内能为零
B.物体具有内能,也可以同时具有机械能
C.温度高的物体比温度低的物体内能多
D.物体运动状态时的内能多于静止状态时的内能
2.下面事例中,通过热传递方式改变物体内能的是(
)
A.双手相互摩擦,手会变暖和
B.用热水袋焐手,手会变暖和
C.反复弯折铁丝,弯折处变热
D.气体被压缩,温度升高
3.在小刚的物理学习笔记中记录了下列几句话,你认为正确的是(
)
A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B.吸收热量多的物体比热容一定大
C.温度高的物体向外放出的热量一定多
D.质量相同的水和煤油吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度
4.物体是由大量分子组成的,一切分子都在做无规则热运动。下列现象可以说明分子是在不停地做无规则热运动的是(
)
A.现在好多人都戴着PM2.5口罩出行
B.风吹叶动红旗展
C.堆煤的墙角时间长了墙也变黑了
D.在热带广阔洋面上容易形成一种强烈热气旋——台风
5.下列有关热现象的说法中,正确的是(
)
A.分子间既有引力又有斥力,分子间的距离越大作用力也越大
B.机械能与内能有关
C.地震后疾病防控消毒时空气中散发一股浓浓的药味,是药物分子的扩散现象
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但功和热量是不同的物理量,单位也不同
6.
关于温度、热量、内能以下说法正确的是(
)
A.对物体加热,物体的温度一定升高
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.物体的温度为0
℃,其内能也为零
D.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递
图1
图2
图3
7.分别在冷水和热水中同时注入一滴墨水,5
s后的现象如图1所示,该现象说明(
)
A.只有热水的分子在做热运动
B.热水有内能,冷水没有内能
C.温度越高,分子运动越剧烈
D.扩散只能在液体中发生,不能在气体、固体中发生
8.如图2为某一天中央电视台天气预报的截图.图中显示的四个地方,内陆地区的温差比沿海地区的温差大,造成这种差别的主要原因是(
)
A.水的比热容比泥土、砂石的比热容大
B.水的内能比泥土、砂石的内能大
C.水的密度比泥土、砂石的密度小
D.水的温度比泥土、砂石的温度低
9.如图3所示,在大口厚玻璃瓶内装入少量的水,并滴入几滴酒精,塞紧塞子后,用气筒往瓶内打气.当塞子跳出时,看到瓶内有白雾出现.下列关于该实验的分析错误的是(
)
A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功
B.往瓶内打气时,瓶内气体内能减小
C.瓶塞跳出时,瓶内气体温度降低
D.瓶塞跳出时,瓶内气体对外做功
10.如图4所示,两表面磨平的铅块紧密接触后可吊起台灯,这说明
A.分子间存在斥力
B.分子间存在引力
C.分子间存在间隙
D.分子在不停地做无规则运动
图4
二.多选题
11.关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是(
)
A.物体的温度不变,它的内能可能改变
12B.两个物体温度相同,它们不发生热传递
C.物体温度越高,所含热量越多
D.0℃的冰与0℃的水内能相等
12.《舌尖上的中国2》聚焦于普通人的家常菜,让海内外观众领略了中华饮食之美。如图所示,通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识,认识正确的是(
)
山东煎饼
藜蒿炒腊肉
蒸榆钱饭
香葱拌豆腐
A.
煎:煎锅一般用铁制造,主要是利用了铁的比热容大
B.炒:主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C.蒸:是通过热传递和高温水蒸气液化放热,使榆钱饭蒸熟
D.拌:香葱和豆腐要拌着才能入味,说明分子在做无规则运动
13.下面关于热现象的说法,正确的是(
)
A.物体温度升高一定是吸收了热量
B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.冰在融化时温度不变内能增加
D.汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较大
14.两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图5所示,根据图像可知(
)
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,甲液体吸收的热量多
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
图5
D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
图4
15.关于温度、热量、内能三个物理量的认识,下述说法正确的是
A.温度是不能“传递和转移”的,常用单位是“摄氏度”
B.内能是能量的一种形式,物体的温度不变但其内能可能变化
C.热量是指热传递过程中内能转移的多少,温度高的物体热量就多
D.温度和内能是物体具有的,而热量不是物体所具有的
三、实验题
16.如图6所示,设相同时间内物质吸收的热量相同,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是
图
(填“甲”或“乙”).这是因为c冰
(填“>”“<”或“=”)c水,所以相同时间内
(填“冰”或“水”)升温更快.
图6
17.如图7是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置.
图7
(1)为了得到质量相同的水和干砂子,需要的器材是__________________;
(2)为了比较水和干砂子的温度变化情况,需要的器材是_______________;
(3)实验中利用相同的酒精灯加热,为了使水和干砂子吸收相同的热量,你的做法:_________________________________________;
(4)实验分析:
①实验时,观察到砂子的温度升高得较快,这说明了___________________________;
②为了使砂子和水升高相同的温度,在①的基础上,你认为应该进行的操作是___________________________;通过对实验现象的分析,你又可以得出的结论是_______________________________________
;
③换用其他物质做实验,仍可得出类似②中的结论,由此你的实验结论________________________________
.为了表示物质在这种性质上的差异,而引入物理量_______________
.
18.小明为比较“不同物质的吸热能力”设计了如下的实验方案:将质量相同的水和煤油分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热水和煤油,实验装置如图8所示,实验时每隔一段时间同时测量水和煤油的温度.
图8
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(图甲中):先调整固定________的位置,再调整固定________的位置.(填“A”或“B”)
(2)下表是小明记录的数据,由表格可知,小明是通过观察比较_________的多少,来比较水和煤油的吸热能力的,小明得出的结论是_________________________________
.
物质
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热的时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
(3)若水的比热度为4.2×103
J/(kg·℃),请你计算出第一次实验中,水吸收的热量是_______________
J.
四、解答题
19.一定质量的水温度升高了50
℃,吸收的热量是2.1×106J,求水的质量是多少?[c水=4.2×103
J/(kg·℃)]
20.太阳能热水器是通过吸热板把太阳辐射能转化为水的内能的装置.某学校兴趣小组对投射到地面上的太阳辐射功率进行了一次估测(太阳的辐射功率是指单位时间内投射到地面上的太阳辐射能).他们测得小明家太阳能热水器的吸热板面积是2.5
m2,水箱里水的质量是200
kg,并测得太阳光正对吸热板照射875
s,水箱里的水温升高了1
℃.若太阳辐射能转化为水的内能的效率是60%,c水=4.2×103
J/(kg·℃).请你计算:
(1)在此时间内,水箱里的水吸收的热量;
(2)投射到每平方米吸热板上的太阳辐射功率.
选择题
1.B
2.B
3.D
4.C
5.C
6.D
7.C
8.A
9.B
10.B
二、多选题
11.AB
12.CD
13.CD
14.AB
15.ABD
三、
16.乙
>
冰
17.(1)天平
烧杯
(2)温度计
(3)加热相同的时间(4)①沙子的比热容比水大
②分别将初温相同的沙子和水加热到相同的温度,记录加热的时间
升高相同的温度,水的吸收的热量多
③升高相同的温度,水吸收的热量大于其他物体
比热容
18.(1)
BA
(2)加热时间
水的吸热能力高于煤油的吸热能力
(3)4.2×103
四、解答题
19.
10kg
20.(1)8.4×105J
(2)640w
即学即练
当堂达标
课后提升