《比热容》同步练习
1.? 用如图所示的装置,先后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液体比热容的大小,多次实验表明:要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,以下关于该实验的操作及分析错误的是( ) A.水比煤油的比热容大 B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了水和煤油受热均匀 C.实验中可以不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间 D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后.煤油比水升高的温度大
2.下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是( ) A.夏天.在地上洒水会感到凉快 B.北方楼房内的“暖气”用水作为介质 C.海边昼夜温差变化比沙漠中小 D.生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度
3.关于物质的比热容,下列说法中正确的是( ) A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关 B.同种物质质量越大比热容就越大 C.因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂 D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变
4.在一个标准大气压下,质量为1Kg、初温为30℃水,吸收2.1×104J的热量后,(水的比热容是4.2×103J/Kg?℃)末温是( ) A.50℃????B.5℃?????C.35℃????D.80℃
5.甲、乙两物体的比热容之比为2:3,它们升高相同温度吸收热量之比为3:1,则甲、乙两物体的质量之比为( ) A.9:2????B.2:9????C.1:2????D.2:1
6.用煤气灶烧水时,燃烧1kg的煤气,使100kg的水从20℃升高到70℃,则水吸收的热量是 ______ J,煤气完全燃烧放出的热量是 ______ J(q煤气=4.2×107J/kg)
7.某实验小组从下面的比热容表中了解了不同物质的比热容后,通过实验比较煤油和水的吸热本领,他们分别用两支相同的试管装上 ______ 相等的煤油和水,用相同的热源在相同的条件下分别对试管加热,并绘制了如图所示的液体温度随加热时间变化的图象,表示煤油的温度随加热时间变化关系的图象是 ______ (填“甲”或“乙”).
物质
比热容
煤油
2.1×103J/(kg?℃)
水
4.2×103J/(kg?℃)
8.2017年5月18日,我国在南海海域“可燃冰”试采成功,“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力.同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的 ______ 很大.以10倍的关系粗略计算,1kg“可燃冰”完全燃烧出的热量为 ______ J.(q煤气=4.2×107J/kg)
9.在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中: (1)在两个完全相同的烧杯中分别装入 ______ 、初温都相同的水和煤油(选填“质量”或“体积”). (2)实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和煤油 ______ 相同,然后比较 ______ 的方法来完成探究实验的. (3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象,如图所示,则 ______ 的吸热能力更强,因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容 ______ .(选填:“较大”或“较小”) (4)由图象可得煤油的比热容为 ______ J/(kg?℃)
答案与解析
【答案】 1.C????2.A????3.C????4.C????5.A????6.2.1×107;4.2×107 7.质量;乙 8.热值;4.2×108 9.质量;吸收的热量;升高的温度;水;较大;2.1×103
1. 解:A、相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化大的吸热能力弱,比热容小,水的比热容大于煤油的比热容,故A正确; B、实验中搅拌器的作用是:使液体受热均匀,故B正确; C、水和煤油的沸点不同,加热时间也不同无法比较比热容的大小,故C错误; D、由于煤油的比热容小,根据△t=,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量,煤油的温度比水的温度升高得大,故D正确. 故选C. (1)相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化大(小)的吸热能力弱(强); (2)用搅拌器搅拌,目的是使得液体受热均匀; (3)水和煤油的沸点不同,加热时间也不同,无法比较比热容的大小; (4)根据△t=,相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后.煤油比水升高的温度大 本题考查控制变量法的运用、搅拌器的作用、比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验. 2. 解: A、夏天在地上洒水感到凉快是利用了水的蒸发吸热,而不是利用水的比热容大的特点,故A符合题意; B、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以北方楼房内的“暖气”用水作为介质,故B不符合题意; C、沿海地区和沙漠地区相比,沿海地区水多,水的比热容大,在相同的吸放热条件下,水的温度变化小,冬暖夏凉,昼夜温差小;沙漠地区多砂石,砂石的比热容较小,在相同的吸热条件下,砂石的温度变化大,故C不符合题意; D、生物体内水的比例很大,有助于调节自身的温度,是利用了水的比热容大的特点,故D不符合题意. 故选A. 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,据此分析. 本题考查了蒸发吸热、水的比热容大的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点题目. 3. 解: A、比热容与物质的种类、状态有关,故A错误; B、比热容是物质的一种特性,和物体质量的大小没有关系,故B错误; C、水的比热容最大,和其它物质比较,降低相同温度吸收热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂,故C正确; D、比热容与物质的种类、状态有关,种类不同,状态不同,比热容一般不同,故D错误. 故选C. 比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系;比热容是反映不同物质吸放热能力强弱的一个物理量.水的比热容大,说明相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多. 此题考查的是我们对于比热容的理解,我们要知道比热容只与物质的种类和状态有关,与其它因素无关. 4. 解:由Q吸=cm△t得: △t===5℃, 水的终温:t=△t+t0=30℃+5℃=35℃. 故选C. 已知水的质量和水吸收的热量,根据吸热公式Q吸=cm△t求水的温度升高值,再计算水的末温. 本题考查了求水升高的温度,应用燃烧值公式与热量公式即可正确解题,解题时要注意水温度变化量和水的末温的区别. 5. 解:由Q=cm△t得: 甲、乙两物体的质量之比: ====. 故选A. 知道比热容、热量之比,升高相同的温度,根据Q=cm△t求出质量之比. 此题主要考查的是学生对热量计算公式的理解和掌握,注意不要把比值弄混淆,基础性题目.
6. 解: (1)水吸收的热量: Q吸=cm△t =4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(70℃-20℃) =2.1×107J; (2)1kg煤气完全燃烧放出的热量: Q放=mq=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J. 故答案为:2.1×107;4.2×107. (1)知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量; (2)知道煤气的质量和煤气的热值,利用Q放=mq计算煤气完全燃烧放出的热量. 本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大. 7. 解: (1)要研究水和煤油吸热本领的大小,除了选择相同的热源、相同的容器、相同的初温度外,还要保证两种液体的质量相同; (2)由图知,在质量相同、加热时间相同也就是吸收的热量相同时,由于水的比热较大,水温升高的较小,煤油温度升高幅度较大,即乙温度升高较大. 故答案为:质量;C. (1)不同物质吸收热量本领的大小,不仅与物体升高的温度多少有关,还与质量的大小有关,因此要保证两者质量相等; (2)水的比热容大于煤油的比热容,根据公式Q=cm△t,相同质量的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化较小. 此题考查的是我们对比热容物理意义的理解和应用.将物理规律以图象或统计图表的形式呈现,体现了数学学科的基础性和工具性,应该学会分析此类问题. 8. 解: (1)在同等条件下,包含质量相同,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的热值很大; (2)1kg煤气完全燃烧放出的热量: Q放=mq=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J, 1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量: Q放′=Q放×10=4.2×l07J×10=4.2×l08J; 故答案为:热值;4.2×108J. (1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫这种燃料的热值; (2)利用Q放=mq求出1kg煤气完全燃烧放出的热量,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的10倍,据此求1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量. 本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式掌握和运用,难度不大,是一道基础题.
9. 解:(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同和质量相同的水和煤油; (2)用相同的酒精灯加热,在相等时间内煤油和水吸收的热量相等,然后比较升高的温度的方法来比较不同物质吸热能力,升高温度越高,吸热能力越弱; (3)由图象可知,质量相等的煤油和水吸收相等热量,升温较快的是煤油;若使两者升高相同的温度,水需要加热更长的时间,水吸收的热量较多.因此可以得出结论:水吸热能力较强.因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容较大; (4)由图象可得加热相同的时间,吸收的热量相同,煤油升高的温度是水升高温度的2倍,根据Q=cm△t知,煤油的比热容是水比热容的, 即煤油的比热容为:c煤油=c水=×4.2×103J/(kg?℃)=2.1×103J/(kg?℃). 故答案为:(1)质量;(2)吸收的热量;升高的温度;(3)水;较大;(4)2.1×103. (1)物体吸收热量的多少与物体的质量有关,探究过程中需保证物体的质量相等; (2)质量相同的吸收相同的热量,吸热能力越强温度变化小. (3)分析图象分析水和煤油的温度变化情况,得出结论;质量相同的液体升高相同的温度吸收的热量越多,吸热能力越强. (4)使用相同的电加热器给水和煤油加热,可以保证相同时间两种液体吸收的热量相同,根据公式Q=cm△t可求煤油的比热容. 本实验采用了控制变量法,在研究设计多个量的问题时,为了研究某两个量间的关系,要控制除这两个量外的其它各量保持不变,这就是控制变量法,在实验中要注意控制变量法的应用,同时考查了转换法及描点法图象的画法,并能根据数据进行分析得出结论.
《比热容》
本节是第13章的第3节内容,是本章的重点,涉及到热量、质量、温度等物理量,同时也是关于热量计算的基础。比热容教学是一个较完整的科学探究,要重视让学生从情景中提出问题和进行猜想。新课标中热量公式是直接给出的,因此通过热量计算加强对热量公式的理解就显得尤为重要。
【知识与能力】
1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性,掌握比热容的单位。
2.能用热量的计算公式解决较简单的热量计算题。
【过程与方法】
1. 通过探究,比较不同物质的吸热能力;
2.阅读“气候与热污染”,了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解“热岛效应”。
【情感态度价值观】
1.在探究活动中体验科学探究的乐趣,培养实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。
2.在探究活动中培养学生合作精神。
【教学重点】
比热容的定义与应用。
【教学难点】
会利用公式Q=cm?t进行简单的吸、放热计算。
烧杯两个,各装等量的水和煤油,两支温度计,两个相同功率的电热器(热
得快),两个搅拌器。多媒体课件。
创设情景、引入新课
投影图片:夏日的海滩。
白天海滩上的沙子热得烫脚,而海水却非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,而海水却仍然暖暖的。同样的日照条件,为什么沙子和海水的温度不一样?
提出问题:为什么在同一时刻沙子和海水的温度却不一样?
猜想:沙子吸热升温比水快;沙子放热降温比水快。
体验生活:(1)烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗?
(2)把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗?
水在温度升高时吸收的热量,跟水的质量(m)有关,跟温度升高的度数(Δt)有关 。
进一步思考:如果质量相同的不同物质,升高相同温度时,它们吸收的热量是否也相同?
设计实验:1、如何使物质的温度升高?2、如果改变加热方式会不会影响实验效果?
信息快递:如果加热方法完全相同,就可以认为单位时间内物质吸收的热量相同。
如何比较两种物质吸热能力的差异?
方法一:保持质量相同,在加热时间(吸收热量)相同的情况下,观察物体升高的温度是否相同。
方法二:保持质量相同,物体升高相同的温度,观察所需要的时间(吸收热量)是否相同。
实验观察:质量相同,如果吸收相同的热量,谁升温更快?
质量相同,要升高相同的温度,谁需要的时间更长?
实验总结:这说明:质量相等的不同物质,在温度升高的度数相同时,吸收的热量不同。
所以,物体吸收的热量不仅与物体的质量、物体温度的变化有关,还与物质的种类有关。
如何表示不同物质在这种性质上的差别呢?
提出概念:比热容就是比较不同物质吸热能力大小的物理量。
一、比热容
经过科学测定,发现一般情况下,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时,吸收的热量不同.物质的这种性质,用物理量比热容来表示.
一定质量的某种物质,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。
比热容用符号 c 表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是 J / (kg · ℃) 。
解决问题:为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样?
因为海水与沙子受光照的时间完全相同,所以它们吸收的热量相同,但是海水的比热比沙子的比热大,所以海水升温比沙子慢;没有日照时,海水降温比沙子慢。
二、比热容的应用
质量相同的不同物质,可吸收或放出同样热量时,比热容较大的物质温度变化较小。因此,比热容大的物质对调节温度有很好的作用。
解释:1.同样的日照条件下,为什么中午的沙子比海水的温度要高?
2.我国吐鲁番盆地会出现“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”的现象,你能解释其中的原因吗?
想想议议:我国北方房中的“暖气”用水作为介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖。用水作为输运动能量的介质有什么好处?生活中、各种产业中,还有没有用水来加热或散热的情况?
三、热量的计算
比热容在数值上等于单位质量的某物质温度每升高1℃所吸收的热量。水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),它表示什么意思?
口答:
2kg的水温度升高1?℃需要吸收多少热量?
1kg的水温度升高2?℃需要吸收多少热量?
质量为m的水温度升高1?℃需要吸收多少热量?
质量为m的水温度升高△t需要吸收多少热量?
质量为m的某种物质(比热容为c)温度升高△t需要吸收多少热量?
小结:物体的质量为m,比热容为c,温度变化值为△t,物体在温度变化过程中吸收或放出的热量Q=cm△t。
例:一个水壶装满质量为4kg,温度为20℃的水,要将水烧开(1标准大气压),水需要吸收多少热量?
在利用Q=cm△t进行计算时要注意:
1.各个物理量的单位。质量单位用千克(kg),温度单位用℃。
2.△t是温度的变化值,既不是初温也不是末温,注意区分温度“升高到”和“升高了”。
3.物体吸热升温和放热降温的计算公式相同,注意温度的变化。
4.还可以利用公式变形计算
质量:;
比热容:;
温度变化:。
四、课堂小结:
1.通过这节课你学到了什么?
2.什么是比热容,它的单位是什么?怎么读?
3.水的比热容大在实际中有哪些应用?
4.热量的计算公式。
五、布置作业:
1.完成《动手动脑学物理》第3~5题。
2.课后调查“海陆风的形成原因”。
六、板书设计:
一、比热容(c)
1.定义:一定质量的某种物质,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.单位:焦每千克摄氏度,符号:J/(kg?℃)。
3.水的比热容:4.2×103 J/(kg?℃)
4.水的比热容的物理意义:
1 kg的水温度每升高(或降低)1 ℃,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
二、物质的比热容跟密度相似,也是物质的特性之一
1.比热容跟物体质量的大小,温度改变的多少,物体的形状、体积、位置等无关,它仅与物质的种类和状态有关。
2.比热容可以用来鉴别物质的种类。
三、热量的计算:Q=cmΔt
课件21张PPT。白天海滩上的沙子热得烫脚,而海水却非常凉爽;傍晚太阳西落,沙子很快凉了下来,而海水却仍然暖暖的。同样的日照条件,为什么沙子和海水的温度不一样? 为什么在同一时刻沙子和海水的温度却不一样?猜想沙子吸热升温比水快沙子放热降温比水快(1)烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗?(2)把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗? 水在温度升高时吸收的热量,跟水的质量(m)
有关,跟温度升高的度数(Δt)有关 。进一步思考如果质量相同的不同物质,升高相同温度
时,它们吸收的热量是否也相同?1、如何使物质的温度升高?信息快递如果加热方法完全相同,就可以认为单位时间内物质吸收的热量相同。2、如果改变加热方式会不会影响实验效果?方法一:保持质量相同,在加热时间(吸收热量)相同的情况下,观察物体升高的温度是否相同。方法二:保持质量相同,物体升高相同的温度,观察所需要的时间(吸收热量)是否相同。3、如何比较两种物质吸热能力的差异?4、主要仪器:相同的热源、天平、温度计、秒表质量相同,如果吸收相同的热量,谁升温更快?
质量相同,要升高相同的温度,谁需要的时间更长?从实验中发现:水和煤油 的吸热能力更强。 这说明:质量相等的不同物质,在温度升高的度数相同时,吸收的热量____(相同/不同)。不同水比热容就是比较不同物质吸热能力大小的物理量。 如何表示不同物质在这种性质上的差别呢? 所以,物体吸收的热量不仅与物体的质量、物体温度的变化有关,还与物质的种类有关。 经过科学测定,发现一般情况下,不同的物质,在质量相等、升高温度相同时,吸收的热量不同.物质的这种性质,用物理量比热容来表示. 一定质量的某种物质,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. 比热容用符号 c 表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是 J / (kg · ℃) . 1、什么是比热容水的比热容是:
c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃)
色拉油的比热容是:
c 油= 1.97×103 J/(kg·℃)尝试说出水的比热容的物理意义: 1 kg水温度升高或降低1 ℃吸收或放出的热量是4.2×103 J.D.比热容是物质的特性之一,可以用来鉴别物质……( ) 学会查物质的比热容表关于比热容,下面几种认识对不对?A.1 kg沙石,温度升高1 ℃,大概要吸收920 J的热量……( )B.液体的比热容都比固体大……( )C.同一种物质,比热容是相同的…( ) √√×√大 水的比热容比沙____,质量相等的水和沙子升高相同温度,水比沙子吸收的热量___ (多,少)。 质量相等的水和沙子吸收相同的热量,水比沙子升温___(快,慢)。多慢为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样? 因为海水与沙子受光照的时间完全相同,所以它们吸收的热量相同,但是海水的比热比沙子的比热大,所以海水升温比沙子慢;没有日照时,海水降温比沙子慢。 单位质量的某种物质,温度降低 1℃所放出的热量,与他温度升高 1℃所吸收的热量相等,数值上也等于它的比热容. 比热容是反映物质自身性质的物理量.不同的物质,比热容一般不同.水吸热升温比别的物质___(快,慢)。水的吸热能力比别的物质__(强,弱)。强慢(1)用水冷却汽车的发动机;(2)暖水袋;(3)中午,沙子很烫而水不烫;(4)傍晚往秧田里灌水,保护秧苗夜间不致受冻;(5)三峡水库区的气候受影响。 二、水的比热容较大的现象与应用 据有关专家预测,我国目前最大的三峡水电站建成之后,三峡库区的气候会受到一定的影响,夏天气温将比原来下降2℃左右,而冬天气温会比原来升高2℃左右。理论依据是什么?铝的比热容c质量m升高△t吸热Q0.88×103 J/(kg·℃)0.88×103 J/(kg·℃)0.88×103 J/(kg·℃)1kg2kg1 ℃1 ℃2kg2 ℃=Q0.88×103 J2×0.88×103 J2×2×0.88×103 Jcm△t如何计算物质吸收的热量? 如果以Q吸代表物体吸收的热量,c代表物质的比热容,m代表物体的质量,t0和t分别是物体加热前后的初温和末温,吸热公式为:Q吸=cm(t-t0) 如果要计算物体降温时放出的热量,公式会有什么不同?Q放=cm(t0-t) 三、热量计算公式 ∴ 由 Q放 = cm(t初温-t末温) ,可得:
Q放=0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃-20 ℃)
= 6.21×104 J答:这个钢件在冷却过程中放出6.21×104 J的热量.B2.将质量、初温分别相等的铁块和铝块(c 铁 < c 铝)放在沸水中煮一段较长的时间,则它们吸收的热量【 】 A.铁块和铝块吸收的热量一样多 B.铝块比铁块吸收的热量多 C.铁块比铝块吸收的热量多 D.条件不足,无法确定 D1.通过这节课你学到了什么?
2.什么是比热容,它的单位是什么?怎么读?
3.水的比热容大在实际中有哪些应用?
4.热量的计算公式。
课堂小结