第十三章 内能
第3节 比热容
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_______和_______乘积之比,叫做这种物质的比热容。
2.物理意义:表示物体吸热或放热能力的物理量。
3.比热容是物质的一种_______。物质的比热容大小与物质的种类、状态_______,与质量、体积、温度、密度、吸放热、形状等_______。
二、实验探究:比较不同物质的吸热能力
1.科学方法:_______法和转换法(以加热时间的多少来表示吸收热量的多少)。
2.除了图中的器材还需要_______。
3.实验时应当在杯内分别装入质量_______水和煤油。
4.根据实验数据画出的图像可知c甲_______c乙。
三、比热容的应用
水的比热容为________J/(kg·℃)。水可以调节气温、取暖、作制冷剂、散热,是因为水的比热容_______。
四、计算热量的公式
Q吸=___________,Q放=cm(t0–t)。
五、热平衡方程
不计热损失
Q吸=Q放
质量 温度变化量 特性 有关 无关
控制变量 停表 相等 <
4.2×103 大
cm(t–t0)
一、比热容
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,叫做这种物质的比热容。表示不同物质吸热(或放热)能力的物理量
单位 J/(kg·℃)
公式 Q吸=cm(t–t0),Q放=cm(t0–t);可以简写为Q=cmΔt
特点 1.物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般不同;因此,可以用比热容的不同来(粗略地)鉴别不同的物质 2.同一种物质的比热容一般不随质量、形状的变化而变化。如一杯水与一桶水,它们的比热容相同 3.对同一种物质,比热容大小与物态有关,例如水的比热容与冰的不同
水比热容大的应用 调节温度 1.使沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;形成海陆风 2.农民在秧田里灌一些水,使秧苗的温度变化不大,对秧苗起来保护作用
作冷却剂或取暖 1.汽车的发动机、发电厂的发电机的冷却系统用水作为冷却液 2. 冬季供暖用的散热器、暖水袋
【例题1】 由Q=cm(t-t0)可得c=,关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
C.若质量增大一倍,则比热容减至一半
D.无论质量多大,比热容都一样
参考答案:D
试题解析:比热容是物质本身的一种特性,在状态和物质种类一定时,比热容大小与物体吸放热、温度变化大小、质量多少都没有关系,故选D。
二、热量的计算应注意的问题
1.正确理解公式Q=cmΔt中各量的物理意义。
2.注意物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、质量和温度的变化量三个因素有关系,而与物体的温度没有关系。
3.同一公式中的各物理量的单位必须统一。
4.公式只适用于无状态变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。
5.注意温度“升高了”、“升高到”、“降低了”、“降低到”等不同的说法,要正确辨别。
6.正确理解公式的意义,应注意:表示物质的比热容可以用吸收(或放出)的热量与质量、变化的温度的乘积的比值表示,同种物质在同种状态下这个比值是一定的,不同物质的比值不同。
7.涉及比热容的问答说明题的表述,通常借助公式Q=cmΔt来说理更严密。
【例题2】 相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,已知c铜A.铜上升的温度较高
B.铝上升的温度较高
C.铜和铝上升的温度相同
D.条件不足,无法判断
参考答案:A
三、公式法与比例法的综合应用
运用公式法解热量的计算题时,注意首先要判断是吸热过程还是放热过程,并找出所求物理量,然后再列出相应的公式,代入已知物理量的数值,最后进行数学计算并求出结果,例如用铝壶烧水,应求铝壶、水两个物体吸收热量的总和。由此可见,在解答物理习题时,要认真仔细地审题,考虑问题应从实际出发,做到全面周密。
运用比例法解题时,一般遵循以下步骤:
1.列出各物体吸(放)热的方程式,涉及求比热容之比、质量之比、温度差之比的还要进行公式变形;
2.针对所求量之比列出比例式;
3.代入已知数据,计算得出结果;
4.对题目中的要求加以分析。
【例题3】 水的比热容是煤油比热容的2倍,若水和煤油的质量之比为1∶2,吸收的热量之比为2∶3,则水和煤油升高的温度之比为
A.3∶2 B.4∶3 C.2∶3 D.3∶4
参考答案:C
四、控制变量法和转换法在探究物质的吸热能力中的应用
在探究不同物质吸热情况实验中,应用控制变量法。试验中,应控制水和食用油(或其他物质)的质量、初温相同,通过升高相同的温度比较加热时间,或加热相同的时间比较升高温度的大小。在探究不同物质的吸热情况的实验中,将不同物质的吸热能力的比较转换成升高温度的大小进行比较。将吸收热量的多少转换成相同的电加热器加热时间的长短(或温度计示数的高低),都运用转换法。
【例题4】 在“探究水和煤油比热容大小”的实验中:
(1)小强和小明用一套器材做加热水和煤油的实验,如图甲所示。在组装器材时应先调节__________(填“A”、“B”)的高度,调节它的高度是为了____________________________ 。
(2)组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油,分别用同一个酒精灯进行加热,并用玻璃棒不断搅拌,加热相同的时间,比较水和煤油?____________________ ,得出结论。要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是__________________ 。
(3)在对实验进行反思时,他们认为原方案有需要两次加热,耗时长等缺点,因此改进方案并设计了图乙所示的装置。与原方案相比,该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是________________答出一个即可)。
(4)它们在相同时间内升温不同的原因是__________________________________。
(5)下列现象可用比热容知识来解释的是___________ 。
A.夏天在教室洒水,感到凉爽
B.金属勺装有塑料手柄
C.沙漠地区昼夜温差较大
参考答案:(1)A 用酒精灯外焰加热 (2)升高的温度 秒表(计时工具) (3)①用“水浴法”,受热更均匀,不需搅拌(②两实验同时进行,便于同时比较水和煤油升温快慢 ③原方案两次加热,酒精灯火焰不易控制完全相同,现方案同一热源加热确保相同时间内热量相等) (4)比热容(或吸热本领)不同 (5)C
1.沿海地区昼夜温差较小,而内陆地区的昼夜温差较大,甚至出现“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”的现象,这主要是因为
A.海水的比热容大,沙石的比热容小
B.海水的密度小,沙石的密度大
C.海水的内能多,沙石的内能少
D.海水吸收的热量少,沙石吸收的热量多
2. 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所示。根据图线可知
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,两种液体吸收的热量相同
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
D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
3.一瓶酒精用去三分之二,则剩余酒精的密度、比热容
A.密度、比热容减小为三分之一
B.两个量都不变
C.两个量都变为原来的三分之一
D.密度不变、比热容变为原来的三分之一
4.小阳从一些常见物质的比热容表中分析归纳出了几个结论,其中正确的是
水 4.2×103 水银 0.14×103 玻璃 0.84×103 钢铁 0.46×103
冰 2.1×103 酒精 2.44×103 木材 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 沙石 0.92×103 铝 0.88×103 铅 0.13×103
蓖麻油 1.8×103 干泥土 0.84×103
A.在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
B.不同物质的比热容都不一样
C.物质的比热容与物质的形态有关
D.水银的比热容太小,不宜用来做温度计中的液体
5.蒸馒头的师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头时,为了避免手被烫伤,要先用手蘸一下凉水,他这样做的主要道理是
A.利用凉水是热的不良导体,把手和热馒头分开
B.利用凉水温度低,能快速降低蒸笼内水蒸气的温度
C.利用凉水蒸发要吸热,能降低水的温度
D.利用凉水先对手进行冷却,同时又由于水的比热容较大,避免手被烫伤
6. 一定质量的冰熔化成水的过程中,下列判断正确的是
A.内能不变,比热容不变 B.内能不变,温度不变
C.比热容不变、温度不变 D.比热容变大、内能增加
7.湿地具有美化环境、调节气候等功能。从物理学的角度分析:湿地能调节空气的湿度,是因为大量水_______(填写物态变化的名称)可以提高空中水蒸气的含量;湿地能调节空气的温度,是因为水的_________大。
8.用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋的温度降低,内能减少,这是通过_____的方式改变鸡蛋的内能;如果水的质量是1 kg,初温为20 ℃,鸡蛋取出时水温为30 ℃,水吸收的热量是_______J。(c水=4.2×103J/(kg·℃))
9.将一个温度为20 ℃质量为4.2 kg的铁块的温度升高到80 ℃,需要吸收____J的热量。然后将其放入一个装有温度为10 ℃质量为1.15 kg的水的量热器中,最后水的温度将升高到_____℃。(忽略量热器吸热,c水=4.2×103 J/(kg·℃),c铁=0.46×103 J/(kg·℃))
10.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),将4 kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容是____J/(kg·℃);初温为30 ℃、质量为2 kg的水吸收2.1×105 J的热量后温度将升高到______℃。
11.水的比热是________J/(kg?℃)。装有50L水的太阳能热水器,在阳光照射下,水温从20 ℃上升到50 ℃,该热水器中水吸收的热量是_________kJ。
12. 为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,并设计了如下实验步骤:
A.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;
B.用两支温度计分别测出水和煤油的初温;
C.在烧杯中,分别用功率相同的电热器,加热时间相同;
D.用温度计分别测出水和煤油的末温。
小聪认为:
(1)步骤A存在的错误是:在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;应改为____________;
(2)步骤C,加热时间相同是为了使水和煤油___________;
(3)步骤B和D是为了得出水和煤油的 _______________;
(4)实验中搅拌器的作用是:使液体 __________________;
(5)实验中发现煤油的温度比水的温度升高得___________(选填“快”或“慢”),这表明___________吸热本领更强。
13. 在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热。记录相关数据,并绘制出如图所示的图象。(不计热量损失)
(1)实验时,选用初温和_______均相等的甲、乙两种液体。
(2)加热10 min,甲吸收的热量_______乙吸收的热量;甲液体A点的质量________B点的质量(以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。甲液体的沸点是_____℃。乙液体的比热容是甲液体比热容的______倍。
14. 质量为2 kg,初温为20 ℃的水,当吸收了2.1×105 J的热量后,温度升高到多少摄氏度?
15.一杯酒精用掉一半,剩下一半的酒精的质量、密度、比热容的情况是
A.质量、密度、比热容不变
B.质量和密度变为原来的一半,比热容不变
C.质量变为原来的一半,密度和比热容不变
D.质量变为原来的一半,密度、比热容不变
16. 质量相同的甲、乙两种物质从固态开始同时加热,它们在相同时间内吸收的热量相等,加热时间都为20分钟,它们的温度随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是
A.甲是非晶体,乙是晶体
B.甲的比热容大于乙的比热容
C.在5~15 min内,乙的内能增大
D.在10~20 min内,甲是固液共存状态
17. 根据表中数据,下列判断正确的是
A.不同物质的比热容不可能相同
B.在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
C.因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大
D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
18.(2017·山东省临沂市临沐县青云镇中心)有质量为100 g的某种液体,从20 ℃升温至90 ℃,吸收的热量是29 400 J,这种液体的比热容是多少?而另一根钢钉的质量是20 g,从1 000 ℃的红热状态冷却至25 ℃,会放出多少热量?[c钢=0.46×103J/(kg·℃)]
19. 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
20. 甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,以下说法正确的是
A.乙的比热容与丙的相等
B.甲的比热容与乙的大
C.甲的温度升高1 ℃,需吸收2 000 J的热量
D.甲、乙的温度都降低1 ℃,乙比甲放出的热量多
21. 小明根据下表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.同种物质发生物态变化后,比热容不变
C.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高
D.2 kg 的水温度升高 50 ℃,吸收的热量是 4.2×105 J
22. 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
23. 如图为某物质熔化时温度随加热时间变化而变化的图象(加热装置的功率不变),从图中能得到的正确信息是
A.该物质为晶体,熔点为0 ℃
B.熔化过程持续了4 min
C.该物质在AB段的比热容比在CD段小
D.该物质在B、C段两点时温度、内能都相同
24. 水与酒精是我们日常生活中最常见的两种物质。下表列出了它们在标准大气压下的部分物理特征数据,请你参照这些特征分析:让质量及初温都相等的水和酒精冷却,待它们放出相等的热量后再倒在一起混合。下列哪个判断是错误的
物质 密度[kg/m3] 比热容(J/(kg·℃) 凝固点[℃] 沸点[℃]
水 1.0×103 4.2×103 0 100
酒精 0.8×103 2.4×103 -117 78
A.在混合过程中,热将从酒精传递给水
B.均匀混合后,混合液的凝固点将比水的凝固点低些
C.均匀混合后,混合液的密度将比水的密度小些
D.均匀混合后,混合液的比热容将比水的比热容小些
25. 生活中热现象随处可见,下列说法中不正确的是
A.在远处前闻到花的香味,是分子无规则运动的结果
B.冬天很冷的时候搓手就感到暖和,是用做功的方式改变内能
C.夏天在河岸边觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热,是因为水的比热容大
D.使用高压锅更容易把食物煮熟,是利用了液体沸点随气压增大而降低的原理
26. 在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的。这是因为 的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时, 的温度升高得更快的缘故。
27. 质量和初温相同的甲乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后甲的温度大于乙的温度,则甲液体的比热容 乙液体的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”)。如果乙液体的质量为1 kg,初温为20 ℃,加热一段时间后温度升高到50 ℃,吸收的热量为1.26×105 J,则乙液体的比热容为 J/(kg·℃)。
28. 图1是“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。两个相同的烧杯中分别装有质量相等的水和食用油。
(1)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等时间内 。
(2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和 。
(3)图2中能合理反映该实验结果的图象是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
29. 小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均0.5 kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出: (选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 ,这种液体在0~15 min内放出的热量为 。
30. 世界卫生组织倡导大家饮用烧开后的水。用天然气灶烧水的过程是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方法改变谁的内能。在标准大气压下,将5 kg初温为20 ℃的水烧开,需吸收热量 J[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]
1.A【解析】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;由此可知内陆地区白天黑夜的温差大,产生了早穿皮袄午穿纱的现象,因此,A符合题意。
2.A【解析】根据下面的图象可知:质量相同的甲乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,根据公式Q吸=cm(t–t0),质量、升高的温度一定时,吸收的热量和物质的比热容成正比,甲吸收的热量多说明甲的比热容大,所以A正确;根据下面的图象可知:质量相同的甲乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,所以B错误;同一热源加热,相同的时间内甲乙两种液体吸收的热量就是相同的,所以C错误;根据下面的图象可知:质量相同的甲乙两种液体加热相同的时间,乙的温度升高值更大,所以D错误;图象如下:故选A。
3.B【解析】密度、比热都是物质的一种特性,它们的大小与物体的质量和体积均无关系,所以选项ACD错误,B正确。
5.D【解析】手沾水后,在遇到高温的馒头时,手上的水要汽化,水汽化时要吸热,同时又由于水的比热容较大,这样可以避免手的烫伤,故选D。
6.D【解析】一定质量的冰熔化成水的过程中,吸收热量,内能增加,温度不变,物态发生了变化,由于比热容与物质的种类和物质所处的状态有关,当冰熔化成水后,比热容变大。故ABC错误,D正确。
7.汽化 比热容
【解析】湿地含有水,水会不停地汽化(蒸发),变成水蒸气,散在空气中,所以可以提高空气中水蒸气的含量,调节空气湿度;因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石泥土比较,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,能有效调节周围环境的气温。
8.热传递 4.2×104
【解析】用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋放出热量、温度降低,是通过热传递的方式改变内能的;水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(30 ℃﹣20 ℃)=4.2×104 J。
9.115 920 34
【解析】由吸热公式Q吸=cmΔt可得,铁块需要吸收的热量Q吸=cmΔt=0.46×103 J/(kg·℃)×4.2 kg×(80 ℃–20 ℃)=115 920 J。根据热平衡方程Q吸=Q放,水吸收的热量等于铁块放出的热量。设最后水的温度将升高到t ℃,则c水m水(t–10 ℃)=c铁m铁(80 ℃–t)解得:t=34 ℃,最后水的温度将升高到34 ℃。
11.4.2×103 6 300
【解析】水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),水的体积:V=50 L=50×10﹣3 m3,水的质量:m=ρv=1×103 kg/m3×50×10﹣3 m3=50 kg;水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(50 ℃﹣20 ℃)=6.3×106 J=6 300 kJ。
12.(1)在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的水和煤油 (2)吸收相等的热量 (3)升高的温度 (4)受热均匀 (5)快 水
【解析】(1)根据控制变量法,要保持不同物质的质量相同,应改为:在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的水和煤油;
(2)根据转换法,加热时间相同是为了使水和煤油吸收相等的热量;
(3)步骤B和D是为了得出水和煤油升高的温度相同;
(4)实验中搅拌器的作用是:使液体受均匀;
(5)实验中发现煤油的温度比水的温度升高快,根据比较吸热能力的第2种方法,这表明水吸热本领更强。
13.(1)质量 (2)等于 小于 60℃ 2
【解析】(1)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,应选用初温和质量均相等的甲、乙两种液体。
(2)用相同的加热器同时加热,加热时间相同,甲吸收的热量等于乙吸收的热量。甲液体吸收热量温度不变,A点的内能小于B点的内能。甲液体温度达到60 ℃时,吸收热量温度不变,所以甲液体的沸点是60 ℃。根据图象可知,甲加热10 min温度的变化量等于乙加热20 min温度的变化量,即,,并且,由可得, ,所以。
14.当吸收了2.1×105J的热量后,温度升高到45℃.
【解析】由题意可知,m=2 kg,t0=20 ℃,Q吸=2.1×105 J,c=4.2×103 J/(kg·℃),
由可得,水升高到的温度:
。
答:当吸收了2.1×105 J的热量后,温度升高到45 ℃。
15.D【解析】质量是指物体所含物质的多少;一杯酒精用去一半后,其质量将减半。酒精的密度、比热容,表示酒精的某种特性,是从不同的角度来描述酒精的特性,一般不发生变化;综上所述,一杯酒精用去一半,则剩下的酒精密度、比热容不变。故ABC错误,D正确。
17.D【解析】由表可知,煤油和冰的比热容相同,故A错误。在阳光照射下,因为干泥土的比热容比湿泥土的比热容小,吸收相同的热量升温较快,故B错误。沿海地区水多,内陆地区水少、沙石多。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和砂石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;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C错误。质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,由于铝的比热容比铜的比热容大,铝块吸收的热量多,故D正确。
18.4.2×103J/(kg·℃) 8 970 J
【解析】这种液体的比热容是:;
铁钉放出的热量:Q放=c钢m钢(t2–t1)=0.46×103 J/(kg·℃)×0.02 kg×(1 000 ℃–25 ℃)=8 970 J。
19.C【解析】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。比热容与物质的种类、状态有关,故A错误;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;水的比热容最大,和其他物质比较,升高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;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。
21.D【解析】水银的比热容比砂石小,选项A错误;水结成冰后比热容变小,选项B错误;由于水的比热容大,白天吸收相同的热量后,温度变化小,故海水温度比沙滩低,选项C错误;由Q吸=cmΔt求得2 kg 的水温度升高 50 ℃,吸收的热量是 4.2×105 J,选项D正确。故本题正确选项是D。
22.A【解析】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;因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,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;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;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;故应选A。
23.AC【解析】由图象可知,BC段持续加热,温度保持不变,所示是晶体,0 ℃温度保持不变,开始熔化,所以熔点是0 ℃;熔化过程是BC段,持续了3 min;相同时间,AB段、CD段吸收热量相同AB段温度变化比较快,所以AB段比热容较小;从B—C持续吸热,温度虽然不变,但吸热会使内能增加,影响内能的因素不只是温度还跟物体状态等有关系;故应选AC。
24.A【解析】由于水的比热容大于酒精的比热容,当质量相同,放出的热量也相同时,水的末温高,所以热从水传到酒精,故A错误;水的凝固点是0 ℃,掺入酒精后混合液的凝固点要低于0 ℃,凝固点会降低,故B正确;水和酒精混合后,混合液的密度将比水的密度小些,比酒精的密度大一些,故C正确;由于水的比热容大于酒精的比热容,所以水和酒精混合液的比热容将比水的比热容小些,比酒精的比热容大一些,故D正确。
26.海水 沙子
【解析】质量相同的不同物质,吸收相同的热量时,比热容大的温度变化小。故在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的。这是因为海水的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时,沙子的温度升高得更快的缘故。学.科.网
27.小于 4.2×103
【解析】由题可知,同一加热器加热时间相同时,即两种液体吸收的热量相同,甲的温度升高得快;根据Q吸=cm△t可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,比热容小的物质升温快;所以,甲的比热容小,乙的比热容大;由Q吸=cm(t﹣t0)得,乙液体的比热容:
。
28.(1)吸收的热量相同 (2)加热器 (3)乙
【解析】(1)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等时间内吸收的热量相同;(2)为准确测量液体的温度,温度计的玻璃泡应充分与被测液体接触,实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和加热器;(3)相同质量的水和食用油在吸收相同的热量时(加热时间相同),因水的比热容大,由Q吸=cm△t可知,水的温度变化小,故题图2中能合理反映该实验结果的图象是乙。
29.甲 2.1×103 J/(kg·℃) 4.2×104 J
【解析】时间相等时,两种液体放出的热量相等,由题图示可以看出,乙液体的温度降低得快,甲液体温度降低得慢;利用热量的计算公式Q吸=cm△t可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小;所以,甲液体的比热容大,所以若A、B两种液体中,一种液体是水,则这种液体一定是甲液体,由题图可知:液体的初温是60 ℃,放热15分钟后甲液体的末温是40 ℃,则水放出的热量:Q放=c水m水(t水﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×m×(60 ℃﹣40 ℃);由题知,而水和液体的质量相同,即m水=m乙,c水m水△t=c乙m(60 ℃﹣20 ℃)=4.2×103J/(kg·℃)×m×(60 ℃﹣40 ℃),解得c乙=2.1×103 J/(kg·℃);读题图可得,乙在15 min内由60 ℃降低到20 ℃,降低的温度是60 ℃﹣20 ℃=40 ℃,所以乙放出的热量Q放=cm△t=2.1×103J/(kg·℃)×0.5 kg×40 ℃=4.2×104 J。
30.热传递 1.68×106
【解析】(1)用天然气灶烧水的过程是通过热传递的方法改变水的内能。
(2)水吸收的热量。