4.4
物质的比热
目录:
4.4.1
比热定义辨析及传热条件
4.4.2
比热在生活中的应用
4.4.3
利用比热进行简单分析(XY轴图形)
4.4.4
比热实验探究题
习题:
4.4.1
比热定义辨析及传热条件
1、温度不同的两个物体之间发生热传递时,热会从温度高的物体传向温度低的物体。
2、热量:物体吸收和放出热的多少叫做热量。符号:Q,单位焦耳,简称焦,符号为J。
物体温度升高时吸收的热量多少与温度升高多少、质量的大小和物质的比热(物质的种类)有关。
注意:“热量”是个过程量,只有在热传递的过程中,才有“热量”这个概念。吸收或放出热量的多少与温度变化的多少有关,而与物体本身温度的高低无关。
1.在下列几种情况下,比热容会发生变化的是(??
)
A.20℃的水变成4℃的水???B.一块钢板压制成钢锅???C.水结成冰???D.把开水倒入冷水中
【答案】C
【解析】比热容是物质本身的一种性质,与热量、升高的温度和物质的质量无关,只与物质的种类和状态有关。
【解答】A.20℃的水变成4℃的水,水的种类和状态都没有变化,因此比热容不变,故A不合题意;?
B.一块钢板压制成钢锅,只是形状发生改变,但比热容不变,故B不合题意;?
C.水结成冰,状态发生改变,因此它的比热容改变,故C符合题意;
D.把开水倒入冷水中,水的种类和状态不变,因此比热容不变,故D不合题意。
2.关于比热,下列说法中,正确的是(??
)
A.只要升高相同的温度,比热较大的物质吸收的热量一定多???B.温度较低的物质比热较小
C.比热是物质的一种特性,它反映物质吸热或放热本领的大小??D.物体的质量越大,它的比热越大
【答案】C
【解析】根据公式Q=cm△t可知,物体温度升高时吸收热量的多少与物质的比热容、质量和升高的温度有关;
比热容是物质的一种性质,与质量、热量和温度的变化量无关,只与物质种类有关;
只有质量相同的物体,升高相同的温度,比热容大的吸收的热量才多,没有指明质量的关系,故A错误;
比热容是物质的一种性质,与质量、热量和温度的变化量无关,只与物质种类有关,故B、D错误;
比热是物质的一种特性,它反映物质吸热或放热本领的大小,故C正确。
3.对于热量的认识,下列说法正确的是( C )
A.温度高的物体放出的热量多,温度低的物体放出的热量少
B.温度高的物体含的热量多,温度低的物体含的热量少
C.在热传递过程中,同一物体温度改变越大,吸收或放出的热量就越多
D.质量大的物体比质量小的物体含的热量多
4.已知铜的比热比铝小,质量和初始温度都相同的铜和铝,放出相同的热量后相互接触,热量( B )
A.一定从铜传到铝
B.一定从铝传到铜
C.不会发生热传递
D.不能确定是否发生热传递
5.关于比热的概念,下列说法错误的是( C )
A.单位质量的某种物质,温度升高1
℃所吸收的热量,叫做这种物质的比热
B.单位质量的某种物质,温度降低1
℃所放出的热量,也叫做这种物质的比热
C.某种物质吸收或放出的热量越多,比热也越大,比热与热量有关
D.各种物质都有自己的比热,它是物质的特性之一
4.4.2
比热在生活中的应用
水的比热的应用:
①用冷水冷却物体(冷却剂)
②热水供暖----冬天的散热器用热水取暖
③调节气候作用----沿海地区昼夜温差变化不大
1.(2020七上·苍南期末)水是一种比热较大的物质,下列生产和生活中与水的这种特性没有关系的是(
?)
A.炎热的夏天,地面上洒水降温
B.育秧时,夜晚向秧田里灌水
C.用水作为机车发动机的冷却液
D.暖气管用循环热水来供热
【答案】A
【解析】A.炎热的夏天,喷洒在地面上的水吸收空气的热量变成水蒸气,发生蒸发现象,可以降温,与比热无关,故A符合题意;
B.晚上气温下降时,水会向外放热。由于水的比热容较大,因此可以放出很多热量,从而保证秧苗不被冻坏,故B不合题意;
C.由于水的比热容很大,因此从发动机经过时可以吸收很多的热量,从而为发动机降温,故C不合题意;
D.水的比热容很大,同样质量的水下降相同的温度会放出更多的热量,因此适于冬季供热,故D不合题意。
2.在生产和生活中,常用液体作“散热剂”和“冷却剂”,正确的选择是(??
)
A.散热剂用比热较大的液体,冷却剂用比热较小的液体
B.散热剂用比热较小的液体,冷却剂用比热较大的液体
C.两种都用比热较大的液体
D.两种都用比热较小的液体
【答案】C
【解析】“散热剂”是向外散热,“冷却剂”是吸收热量;相同质量的物质降低(或升高)相同的温度时,放出(或吸收)热量越多的物质散热(或冷却)效果越好。在物理学中,比热容就是表示物质吸放热本领大小的,因此两种都用比热较大的液体。
3.(2019七上·天台期末)水的比热容大,这种特性使它在生活和生产中有着十分广泛的应用。下列应用中不属于利用这种特性的是(
??)
A.晚上向秧田里灌水?
???B.夏天在地上洒水降温
C.汽车发动机用水作为冷却剂??D.冬天让热水流过散热器来取暖
【答案】B
【解析】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。蒸发要吸热,有降温制冷的作用。
A、晚上向秧田里灌水,是利用水的比热容较大,夜晚放出相同的热量时,水的温度降低的少,不会冻坏秧苗,故A不符合题意;
B、夏天在地上洒水降温,是利用水蒸发时吸热能降低周围空气的温度,故B符合题意;
C、汽车发动机用水作为冷却剂,是水的比热容大的应用,升高相同的温度时,质量相同的水吸收的热量多,故C不符合题意;
D、冬天让热水流过散热器来取暖,是水的比热容大的应用,降低相同的温度,水出的热量多,故D不符合题意。
4.(2019七上·柯桥月考)如图为一座人体青铜雕塑,反映的是古代人打造铁艺的场景。纯铁具有银白色金属光泽,硬度较大,有良好的导电性和导热性,铁在1535℃时,会由固态变为液态,铁在潮湿的空气里容易生锈,铁在纯净的氧气中能燃烧。
(1)上述描述中属于铁的化学性质的是________;
(2)上图中这桶水是用来冷却烧红的铁器的,因为水的比热容大冷却效果好。人们也常常用水的这一特征为生产、生活服务。下列事例中与这一特征有关的是?????
。
A.让热水流过散热器来取暖
B.在大的河流上建水电站,用水发电
C.晚上向秧田里灌水,防止秧苗受冻
D.汽车发动机用水循环冷却
【答案】(1)铁在潮湿的空气中容易生锈,铁在纯净的氧气中能燃烧
(2)A,C,D
【解析】(1)物理性质,即物质不需要发生化学变化就表现出来的性质。例如颜色、状态、气味熔点、沸点、硬度、密度、导电性、溶解性、延展性;化学性质,即物质在发生化学变化时表现出来的性质。比如稳定性、可燃性、氧化性、还原性、酸碱性。
(2)分析各个选项,哪个与比热容有关,哪个就是正确选项。
【解答】(1)上面描述中属于铁的化学性质的是:铁在潮湿的空气中容易生锈,铁在纯净的氧气中能燃烧;
(2)A.因为水的比热容大,根据公式Q=cm△t可知,相同质量的水降低相同的温度能够放出更多的热量,因此可以用于散热器取暖,故A符合题意;
B.在大的河流上建水电站,利用的是水的重力势能,故B不合题意;
C.晚上向稻田里灌水,因为水的比热容大,所以水在降温时放出大量的热,故C符合题意;
D.因为水的比热容大,根据公式Q=cm△t可知,相同质量的水升高相同的温度能够吸收更多的热量,因此可以用于用水循环冷却,故D符合题意。
5.(2020七上·吴兴期末)近年来,我国在持续推进海绵城市的建设,使城市既有“面子”更有“里子”。为了比较水和干泥土的比热容,小明做了如下实验:在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入室温温度下的水和干泥土,在瓶口扎上气球,将它们一同浸入热水中,装置如图所示。
(1)实验中还要控制塑料瓶中水和干泥土的________相等。
(2)本实验通过观察到________,表明水的比热容比干泥土大。
(3)海绵城市建设增大了水域和绿地面积,能有效地缓解城市升温较快的问题,请解释:为什么增大水域面积可以缓解城市升温?________。
【答案】(1)质量
(2)装有干泥土的(乙)瓶子上的气球膨胀得比装水的(甲)瓶子上的气球更大
(3)因为水的比热容比泥土、建筑材料大,在吸收相同热量时,水升高的温度要小,可以起到为城市降温的作用,所以可以缓解城市升温。
【解析】比热容是热力学中常用的一个物理量,表示物体吸热或散热能力。比热容越大,物体的吸热或散热能力越强。它指单位质量的某种物质升高或下降单位温度所吸收或放出的热量。其公式为:
c=Q/(m·△T)
【解答】(1)由比热容的计算公式c=Q/(m·△T)可知实验中除了要控制其他条件相同外,还要控制塑料瓶中水和干泥土的质量相等。
(2)水的比热容比干泥土大,说明相同质量的水和干泥土在相同条件下,水的温度变化比干泥土小,因此装有装有干泥土的瓶子上的气球膨胀得比装水的瓶子上的气球更大。
(3)海绵城市建设增大了水域和绿地面积,能有效地缓解城市升温较快的问题。这是因为水的比热容比泥土、建筑材料大,在吸收相同热量时,水升高的温度要小,可以起到为城市降温的作用,所以可以缓解城市升温。
4.4.3
利用比热进行简单分析(XY轴图形)
比热容:
①定义:单位质量的某种物质,温度每升高(或降低
)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容(简称比热)。
②单位:焦/(千克·℃)
③水的比热是4.2×103焦/(千克·℃)。表示1千克水温度升高1摄氏度需要吸收4.2×103焦的热量。
④比热是物质的特性之一,同种物质在不同状态时比热值不同。
⑤比热越大,不容易升温,也不容易降温。
比热小,吸收相同的热量时,升高的温度大,升温快,降温也快。如沙土
比热小,升高相同的温度时,吸收的热量少。
比热大,吸收相同的热量时,升高的温度小,升温慢,降温也慢。如水
比热大,升高相同的温度时,吸收的热量多。
1.质量相等、初温相同的水和酒精,分别用两个相同的加热器加热,加热过程中温度随时间的变化图线如图所示,关于a、b两种液体的鉴别结论正确的是( C )
A.a的比热大,是水
B.a的比热大,是酒精
C.b的比热大,是水
D.b的比热大,是酒精
2、两个相同的容器分别装有甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则( B )
A.若甲、乙两种液体的质量相同,则甲的比热容大于乙的比热容
B.若甲、乙为同种液体,则乙液体的质量较大
C.若甲、乙两种液体的质量相同,加热相同的时间,甲液体吸收的热量多
D.若甲、乙为同种液体,则液体的温度变化与它们的质量成正比
3.(2019七上·余杭期末)从比热容表中可知,水的比热容比煤油的大,用规格相同的两个试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网用相同热源同时对两试管均匀加热,实验后,画出如图所示的图象,其中能正确反映该实验情况的图象是(
???)
A.?B.
C.??D.
【答案】C
【解析】(1)相同的热源,即时间相同时,吸收相同的热量,也就是通过加热时间的长短,可以知道吸收热量的多少;
(2)当吸收相同的热量时,根据公式Q=cm△t比较水和煤油升高温度的大小关系。
【解答】水和煤油使用相同的热源加热,因此加热时间相同时,二者吸收热量的大小相等,故A、B错误;
根据公式Q=cm△t可知,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量时,水的比热容大,那么水升高的温度小,故C正确,而D错误。
4.(2018七上·绍兴月考)现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体,其中甲.乙为质量相等的不同液体,乙.丙为质量不等的同种液体.若对这三种液体分别加热,则可根据它们吸收的热量和升高的温度,在温度一热量图象上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,由此图象得出下列结论:①丙的比热比甲的比热大.②丙的比热比甲的比热小.③丙的质量比甲的质量大.④丙的质量比甲的质量小.这些结论中正确的是(
?)
A.只有①正确??B.只有②正确??C.只有①.④正确??D.只有②.③正确
【答案】D
【解析】根据吸热公式Q=cm△结合已知条件,利用图像提供的温度信息分析它们比热容之间的大小关系,和质量的大小关系。
【解答】如图,甲、乙是质量相等的不同液体,在吸热相同的情况下,乙末温高,根据公式Q=cm△t可知,乙的比热容比甲小;因为乙、丙是同种液体,那么它的比热容相同,所以丙的比热容比甲的比热容小,故①错误,②正确;
根据图像可知,当吸收相同的热量时,丙的末温低,根据公式Q=cm△t可知,如果丙和乙的质量相等,那么丙比乙的质量大;又因为甲、乙是质量相等的液体,所以丙比甲的质量大,故③正确,④错误。
综上所述,②③正确。
5.小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示.实验中,水和另种液体在相同时间内放出的热量相等.分析图象可以得出:________物质为水,另一种液体的比热容为________J/(Kg?℃)
【答案】甲;2.1×103
【解析】(1)选同样的加热时间,甲和乙吸热相同,根据温度变化的多少判断,温度变化多的比热容小,温度变化少的比热容大,据此分析判断.
(2)根据甲、乙两种液体的比热容的大小判断出哪一种液体是水,由题知,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,相同时间水和液体放出的热量不相同.而水和液体的质量相同,根据吸热公式求液体的比热容
(1)时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图示可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;
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,
由图可知:液体的初温是20℃,加热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℃).
(2)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=2.1×103J/(kg?℃).
6.(2019七上·天台期末)某同学为了比较家中某品牌的牛奶和豆浆吸热本领的大小,做了图甲所示的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的牛奶和豆浆,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录见下表。
加热时间(分)
0
2
4
6
8
10
温度(℃)
牛奶
20
25
30
35
40
45
豆浆
20
30
40
50
60
70
(1)除了天平,该实验中还需要用到的测量工具有________。
(2)由表中数据可知:牛奶和豆浆升高相同的温度,豆浆吸收的热量________(选填“大于”、“等于”或“小于”)牛奶吸收的热量。
(3)该同学利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图像,如图乙所示。表示牛奶的温度随时间变化的图像是________。
【答案】(1)温度计和秒表(2)小于(3)B
【解析】(1)根据实验要求可知:需要控制质量不变、需要测量温度的变化、需要用加热时间来反映吸收热量,从而可确定所需器材;(2)升高相同的温度时,通过比较加热时间的关系,可知牛奶和豆浆的吸热关系;(3)根据质量相同的牛奶和豆浆,升高相同的温度时,牛奶加热时间长。
【解答】(1)该实验需要控制质量不变,用到天平测量质量,需要观察温度的变化,用到温度计测量温度;实验中通过加热时间来表示物体吸收热量的多少,用到秒表来记录时间;
(2)由表中数据可知:牛奶和豆浆都升高10℃时,牛奶需要加热4min,豆浆需要加热2min,因此牛奶和豆浆升高相同的温度,豆浆吸收的热量小于牛奶吸收的热量;
(3)根据质量相同的牛奶和豆浆,升高相同的温度时,牛奶加热时间长,则图象B表示牛奶的温度随时间变化的图像。
4.4.4
比热实验探究题
探究物体温度升高时吸收热量的多少与什么因素有关,实验设计(控制变量法):
①不同物质,相同的质量,吸收相同的热量(加热相同的时间),比较升高的温度。
②不同物质,相同的质量,升高相同的温度,比较吸收的热量(加热时间)。
吸收热量的多少通过加热时间来表示(注:吸收热量多少与加热时间没有关系),加热的仪器要控制相同(加热仪器相同目的:单位时间内吸收热量相同)。
1.(2019七上·嘉兴期末)某小组用相同的酒精灯在做“比较水与砂石吸收热量时的温度变化”实验时,使用了如图所示的装置。下列对该实验的分析,错误的是(??
)
A.应该控制水和砂石的质量相同
B.物质的温度升高的快,说明其比热大
C.加热时间相同,说明两种物质吸收的热量基本相同
D.要使水和砂石升高相同的温度,水需要加热的时间更长
【答案】B
【解析】(1)使用相同的酒精灯,那么相同的时间内放出相同的热量,就可以将热量的多少转换成时间的长短;
(2)根据公式Q=cm△t可知,当吸热和质量相同时,温度升高的快,说明比热容小;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当质量和升高温度相同时,比热容大的吸收热量多,加热时间长。
【解答】A.水和沙石的质量会影响加热时间的长短,因此应该控制水和砂石的质量相同,故A正确不合题意;
B.物质的温度升高的快,说明其比热小,故B错误符合题意;
C.加热时间相同,说明两种物质吸收的热量基本相同,故C正确不合题意;
D.
要使水和砂石升高相同的温度,
水的比热容大,吸收的热量多,加热时间长,故D正确不合题意。
2.(2017·湖州竞赛)如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。下面有关该实验的叙述正确的是(?
)
A.酒精灯里的酒精一定要控制体积相等
B.烧杯中的水和煤油一定要控制体积相等
C.需要控制酒精灯加热时间相等?????D.水和煤油吸热多少是通过温度计示数来反映的
【答案】C
【解析】“比较水和煤油吸热升温特点”需要控制水和煤油的质量相等,因为水和煤油的密度是不同的,体积相同时,质量是不同的。要解决本题,首先应当深刻理解吸收热量的公式Q=cm△t。
【解答】依题意,为了比较水和煤油吸热升温的特点,根据吸收热量的公式Q=cm△t可知,实验需要采用控制变量法,控制水和煤油的质量,故在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油是不合理的,应当装入等质量的水和煤油,故A、B错误;需要控制酒精灯加热时间相等,故C正确;温度计示数反映的是温度的变化,不是热量的变化,故D错误。
3.(2020七上·吴兴期末)为了探究“液体在加热过程中温度随时间变化的规律”,小乐用水进行了如图甲所示实验,并根据水温的变化绘制了图乙中的曲线a。
(1)从曲线a可知,在沸腾过程中,水的温度特点是________。
(2)小欢也用水完成了上述实验并得到图乙中的曲线b,则________(填“小乐”或“小欢”)的实验所用水的质量较大。
(3)小欣用与小乐等量的另一种液体也做了上述实验并得到图乙中的曲线c,则该液体的比热比水______。
【答案】(1)保持不变
(2)小欢
(3)小
【解析】比热容是热力学中常用的一个物理量,表示物体吸热或散热能力。比热容越大,物体的吸热或散热能力越强。它指单位质量的某种物质升高或下降单位温度所吸收或放出的热量。其公式为:
c=Q/(m·△T)
【解答】(1)水在沸腾后,水温保持不变。
(2)由比热容的公式:c=Q/(m·△T)可知在相同时间下,水的质量越大,温度升高的越慢,由图可知曲线b温度升高的慢,因此小欢实验用的水质量大。
(3)小欣用与小乐等量的另一种液体也做了上述实验并得到图乙中的曲线c。由图乙可知,相同的时间,曲线c温度升高的块。由比热容公式:c=Q/(m·△T)可知小欣实验所用的该液体比热比水小。
4.(2019七上·杭州期末)为比较水和煤油的吸热能力,某小组作了如下图甲的实验,实验结果见下表。
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
(1)给烧杯中的液体加热,应在烧杯底部垫________,以防止受热不均匀导致烧杯底部炸裂。
(2)加热过程中水和煤油吸收热量的多少是通过________来判断的。
(3)通过分析实验数据,能够得出的结论是:________。
【答案】(1)石棉网
(2)加热时间的长短
(3)水的吸热能力比煤油强(合理即可,质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)
【解析】(1)给烧杯中的液体加热时,烧杯的底部应垫放石棉网;(2)相同的热源,加热时间相同时,吸收的热量相同;(3)分析表中数据找出相同的量和不同的量,分析析得出吸热与变化量的关系。
【解答】(1)给烧杯中的液体加热时,应在烧杯的底部垫石棉网,使烧杯受热均匀,防止炸裂;
(2)该实验采用了转换法,即加热过程中水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的;
(3)通过分析实验数据知,质量相同的水和煤油升高相同温度,加热时间不同,故能够得出的结论是:水的吸热能力比煤油强(合理即可,质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)。
5.(2019七上·长兴期末)小明在探究“沙子和水谁的吸热本领大”时,将质量和初温相同的沙子和水分别装在两个相同的烧杯中,用两个完全相同的酒精灯对其加热(如图甲、乙),根据实验数据画出沙子和水的温度随加热时间变化的图像(如图丙、丁),请回答:
(1)分析图像可知:丙、丁中表示沙子的图像是________;质量相同的沙子和水,升高相同的温度时,沙子吸收的热量________(填“大于”或“小于”)水吸收的热量;
(2)下列能用上述实验结果解释的是________
A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B.用盐水腌蛋,一段时间后重会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D.夏天给教室洒水,感觉凉爽
【答案】(1)丙;小于(2)A
【解析】(1)图像中横轴表示时间,纵轴表示温度;分别找到丙图和丁图中加热2min时温度的变化量,确定哪个温度的变化量大;根据可知,温度的变化越小的比热容越大,它肯定是水;
根据公式判断沙子和水吸收热量的大小关系即可;
(2)分析各个现象中的物理知识,哪个利用比热容知识哪个就是正确选项。
【解答】(1)当加热2min中,丙中温度上升50℃,丁中温度上升10℃,那么丙图中的温度变化大;根据可知,丙图中物质比热容大,即丙就是沙子;质量相同的沙子和水,升高相同的温度时,沙子吸收的热量小于水吸收的热量;
(2)A.沿海地区和内陆地区同时吸热,水的比热容大,白天温度上升的小,晚上温度下降的少,因此沿海地区昼夜温差小,故A符合题意;
B.用盐水腌蛋,一段时间后变咸,说明分子在不停的做无规则运动,故B不合题意;
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色,说明发生扩散现象,故C不合题意;
D.夏天给教室洒水,感觉凉爽,因为水蒸发吸热,故D不合题意。
6.(2020七上·临安期末)在“探究水和食用油吸热能力”的实验中,小金同学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,制订了两个方案:
方案一: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。
方案二: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________。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过________来反映的。
(3)为了验证猜想,小金做了如下实验:在2个相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油,用两个规格相同的电加热器进行加热,下表是他的实验记录。根据实验记录可以知道:小金选择________(填“方案一”“方案二”)进行实验。
加热时间min
0
2
4
6
水的温度℃
20
24
28
32
油的温度°C
20
28
36
44
【答案】(1)托盘天平
(2)加热时间
(3)方案二
【解析】(1)根据实验用途选择测量工具;
(2)根据公式Q=W=Pt可知,如果两个加热器的功率相同,那么产生的热量与时间成正比,即时间越长,产生的热量越多,因此可以通过加热时间的长短反映吸热的多少;
(3)根据表格可知,记录的是加热时间相同时两种液体升高的温度。加热时间相同其实就是吸收热量相同,因此小金选择的是方案二。
【解答】(1)为了完成实验,需要控制两种液体的质量相等,因此要用到托盘天平;
(2)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)为了验证猜想,小金做了如下实验:在2个相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油,用两个规格相同的电加热器进行加热,下表是他的实验记录。根据实验记录可以知道:小金选择方案二进行实验。
7.(2019七上·越城期末)探究物质的吸热能力,通常有两种方案:
方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化。
方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量。
(1)为便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中________的变化便可知温度的变化。
(2)下表是小西探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
液体名称
液体质量m/g
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
加热时间t/min
液体吸热情况“多”或“少”
甲
10
30
40
6
多
乙
10
30
40
3
少
①分析表中信息,小西采用的是________(选填“方案一”或“方案二”);
②分析表中数据,可得出的结论:________;
③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选________液体作发动机冷却液。
【答案】(1)液柱高度
(2)方案二;甲的吸热能力强;甲
【解析】(1)使用温度计时,液柱的高度越大,物体的温度越高;液柱的高度越小,物体的温度越低;
(2)①根据表格数据分析,是“吸收了相同的热量”还是“升高了相同的温度”即可;
②根据控制变量法分析并得出结论;
③根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质升高相同的温度时,吸热能力越大的物质吸收的热量越多,散热本领越好。
【解答】(1)实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中液柱高度的变化便可知温度的变化。
(2)①根据表格可知,液体的初温和末温都相同,因此两种液体都升高了相同的温度,因此小西采用的是方案二;
②根据表格可知,质量相同的不同液体升高相同的温度,甲的加热时间长,即甲吸收的热量多,那么甲的吸热能力就强;
③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选甲液体作发动机冷却液。
8.小刚班的同学准备用如图甲所示的实验装置探究“在升高相同温度的情况下,一定质量的液体吸收热量的多少与物质的种类是否有关?”
(1)在此实验中,液体吸收的热量多少是通过比较________来判断的。
(2)其中两个小组记录的实验数据如表所示:
组别
液体
质量/克
初温/℃
末温/℃
加热时间
1
水
200
25
40
13分30秒
煤油
200
25
40
6分30秒
2
水
200
25
40
12分10秒
煤油
200
25
40
5分45秒
①使质量相同的同种物质升高相同的温度,加热时间应该相同。但1、2两组的同学在交流实验数据时却发现,第1组的加热时间明显偏长。其原因可能是________。
A.酒精灯火焰较小
B.烧杯口没有加盖
C.酒精灯中酒精量太少
D.用酒精灯的内焰加热
②某同学利用实验数据大致描绘出水和煤油的温度随时间变化的图线,如图乙所示,则图线________应代表煤油。
【答案】(1)加热时间(2)ABD;Ⅰ
【解析】(1)加热器相同,那么在相同的时间内,液体吸收相同的热量;
(2)①吸收相同的热量却加入时间长,要么是热源较小或酒精灯的火焰的温度低,要么是散热较多;
②吸收相同的热量时,煤油的比热容小,因此它升高的温度大,据此根据图像解答。
【解答】(1)在此实验中,液体吸收的热量多少是通过比较加热时间来判断的。
(2)①A.酒精灯火焰较小,相同的时间内放出的热量少,加热时间长,故A符合题意;
B.烧杯口没有加盖,热量的散失多,有效利用的少,加热时间长,故B符合题意;
C.酒精灯中酒精量太少,对加热时间没有影响,故C不合题意;
D.用酒精灯的内焰加热,内焰的燃烧不充分温度低,因此加热时间长,故D符合题意。
故选ABD。
②根据公式Q=cm△t可知,吸收相同的热量后,煤油的比热容小,升高的温度大;根据乙图可知,图线I应代表煤油。4.4
物质的比热
目录:
4.4.1
比热定义辨析及传热条件
4.4.2
比热在生活中的应用
4.4.3
利用比热进行简单分析(XY轴图形)
4.4.4
比热实验探究题
习题:
4.4.1
比热定义辨析及传热条件
1、温度不同的两个物体之间发生热传递时,热会从温度高的物体传向温度低的物体。
2、热量:物体吸收和放出热的多少叫做热量。符号:Q,单位焦耳,简称焦,符号为J。
物体温度升高时吸收的热量多少与温度升高多少、质量的大小和物质的比热(物质的种类)有关。
注意:“热量”是个过程量,只有在热传递的过程中,才有“热量”这个概念。吸收或放出热量的多少与温度变化的多少有关,而与物体本身温度的高低无关。
1.在下列几种情况下,比热容会发生变化的是(??
)
A.20℃的水变成4℃的水???B.一块钢板压制成钢锅???C.水结成冰???D.把开水倒入冷水中
2.关于比热,下列说法中,正确的是(??
)
A.只要升高相同的温度,比热较大的物质吸收的热量一定多???B.温度较低的物质比热较小
C.比热是物质的一种特性,它反映物质吸热或放热本领的大小??D.物体的质量越大,它的比热越大
3.对于热量的认识,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体放出的热量多,温度低的物体放出的热量少
B.温度高的物体含的热量多,温度低的物体含的热量少
C.在热传递过程中,同一物体温度改变越大,吸收或放出的热量就越多
D.质量大的物体比质量小的物体含的热量多
4.已知铜的比热比铝小,质量和初始温度都相同的铜和铝,放出相同的热量后相互接触,热量( )
A.一定从铜传到铝
B.一定从铝传到铜
C.不会发生热传递
D.不能确定是否发生热传递
5.关于比热的概念,下列说法错误的是( )
A.单位质量的某种物质,温度升高1
℃所吸收的热量,叫做这种物质的比热
B.单位质量的某种物质,温度降低1
℃所放出的热量,也叫做这种物质的比热
C.某种物质吸收或放出的热量越多,比热也越大,比热与热量有关
D.各种物质都有自己的比热,它是物质的特性之一
4.4.2
比热在生活中的应用
水的比热的应用:
①用冷水冷却物体(冷却剂)
②热水供暖----冬天的散热器用热水取暖
③调节气候作用----沿海地区昼夜温差变化不大
1.(2020七上·苍南期末)水是一种比热较大的物质,下列生产和生活中与水的这种特性没有关系的是(
?)
A.炎热的夏天,地面上洒水降温
B.育秧时,夜晚向秧田里灌水
C.用水作为机车发动机的冷却液
D.暖气管用循环热水来供热
2.在生产和生活中,常用液体作“散热剂”和“冷却剂”,正确的选择是(??
)
A.散热剂用比热较大的液体,冷却剂用比热较小的液体
B.散热剂用比热较小的液体,冷却剂用比热较大的液体
C.两种都用比热较大的液体
D.两种都用比热较小的液体
3.(2019七上·天台期末)水的比热容大,这种特性使它在生活和生产中有着十分广泛的应用。下列应用中不属于利用这种特性的是(
??)
A.晚上向秧田里灌水?
???B.夏天在地上洒水降温
C.汽车发动机用水作为冷却剂??D.冬天让热水流过散热器来取暖
4.(2019七上·柯桥月考)如图为一座人体青铜雕塑,反映的是古代人打造铁艺的场景。纯铁具有银白色金属光泽,硬度较大,有良好的导电性和导热性,铁在1535℃时,会由固态变为液态,铁在潮湿的空气里容易生锈,铁在纯净的氧气中能燃烧。
(1)上述描述中属于铁的化学性质的是________;
(2)上图中这桶水是用来冷却烧红的铁器的,因为水的比热容大冷却效果好。人们也常常用水的这一特征为生产、生活服务。下列事例中与这一特征有关的是?????
。
A.让热水流过散热器来取暖
B.在大的河流上建水电站,用水发电
C.晚上向秧田里灌水,防止秧苗受冻
D.汽车发动机用水循环冷却
5.(2020七上·吴兴期末)近年来,我国在持续推进海绵城市的建设,使城市既有“面子”更有“里子”。为了比较水和干泥土的比热容,小明做了如下实验:在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入室温温度下的水和干泥土,在瓶口扎上气球,将它们一同浸入热水中,装置如图所示。
(1)实验中还要控制塑料瓶中水和干泥土的________相等。
(2)本实验通过观察到________,表明水的比热容比干泥土大。
(3)海绵城市建设增大了水域和绿地面积,能有效地缓解城市升温较快的问题,请解释:为什么增大水域面积可以缓解城市升温?________。
4.4.3
利用比热进行简单分析(XY轴图形)
比热容:
①定义:单位质量的某种物质,温度每升高(或降低
)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容(简称比热)。
②单位:焦/(千克·℃)
③水的比热是4.2×103焦/(千克·℃)。表示1千克水温度升高1摄氏度需要吸收4.2×103焦的热量。
④比热是物质的特性之一,同种物质在不同状态时比热值不同。
⑤比热越大,不容易升温,也不容易降温。
比热小,吸收相同的热量时,升高的温度大,升温快,降温也快。如沙土
比热小,升高相同的温度时,吸收的热量少。
比热大,吸收相同的热量时,升高的温度小,升温慢,降温也慢。如水
比热大,升高相同的温度时,吸收的热量多。
1.质量相等、初温相同的水和酒精,分别用两个相同的加热器加热,加热过程中温度随时间的变化图线如图所示,关于a、b两种液体的鉴别结论正确的是( )
A.a的比热大,是水
B.a的比热大,是酒精
C.b的比热大,是水
D.b的比热大,是酒精
2、两个相同的容器分别装有甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则( )
A.若甲、乙两种液体的质量相同,则甲的比热容大于乙的比热容
B.若甲、乙为同种液体,则乙液体的质量较大
C.若甲、乙两种液体的质量相同,加热相同的时间,甲液体吸收的热量多
D.若甲、乙为同种液体,则液体的温度变化与它们的质量成正比
3.(2019七上·余杭期末)从比热容表中可知,水的比热容比煤油的大,用规格相同的两个试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网用相同热源同时对两试管均匀加热,实验后,画出如图所示的图象,其中能正确反映该实验情况的图象是(
???)
A.?B.
C.??D.
4.(2018七上·绍兴月考)现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体,其中甲.乙为质量相等的不同液体,乙.丙为质量不等的同种液体.若对这三种液体分别加热,则可根据它们吸收的热量和升高的温度,在温度一热量图象上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,由此图象得出下列结论:①丙的比热比甲的比热大.②丙的比热比甲的比热小.③丙的质量比甲的质量大.④丙的质量比甲的质量小.这些结论中正确的是(
?)
A.只有①正确??B.只有②正确??C.只有①.④正确??D.只有②.③正确
5.小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示.实验中,水和另种液体在相同时间内放出的热量相等.分析图象可以得出:________物质为水,另一种液体的比热容为________J/(Kg?℃)
6.(2019七上·天台期末)某同学为了比较家中某品牌的牛奶和豆浆吸热本领的大小,做了图甲所示的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的牛奶和豆浆,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录见下表。
加热时间(分)
0
2
4
6
8
10
温度(℃)
牛奶
20
25
30
35
40
45
豆浆
20
30
40
50
60
70
(1)除了天平,该实验中还需要用到的测量工具有________。
(2)由表中数据可知:牛奶和豆浆升高相同的温度,豆浆吸收的热量________(选填“大于”、“等于”或“小于”)牛奶吸收的热量。
(3)该同学利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图像,如图乙所示。表示牛奶的温度随时间变化的图像是________。
4.4.4
比热实验探究题
探究物体温度升高时吸收热量的多少与什么因素有关,实验设计(控制变量法):
①不同物质,相同的质量,吸收相同的热量(加热相同的时间),比较升高的温度。
②不同物质,相同的质量,升高相同的温度,比较吸收的热量(加热时间)。
吸收热量的多少通过加热时间来表示(注:吸收热量多少与加热时间没有关系),加热的仪器要控制相同(加热仪器相同目的:单位时间内吸收热量相同)。
1.(2019七上·嘉兴期末)某小组用相同的酒精灯在做“比较水与砂石吸收热量时的温度变化”实验时,使用了如图所示的装置。下列对该实验的分析,错误的是(??
)
A.应该控制水和砂石的质量相同
B.物质的温度升高的快,说明其比热大
C.加热时间相同,说明两种物质吸收的热量基本相同
D.要使水和砂石升高相同的温度,水需要加热的时间更长
2.(2017·湖州竞赛)如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。下面有关该实验的叙述正确的是(?
)
A.酒精灯里的酒精一定要控制体积相等
B.烧杯中的水和煤油一定要控制体积相等
C.需要控制酒精灯加热时间相等?????D.水和煤油吸热多少是通过温度计示数来反映的
3.(2020七上·吴兴期末)为了探究“液体在加热过程中温度随时间变化的规律”,小乐用水进行了如图甲所示实验,并根据水温的变化绘制了图乙中的曲线a。
(1)从曲线a可知,在沸腾过程中,水的温度特点是________。
(2)小欢也用水完成了上述实验并得到图乙中的曲线b,则________(填“小乐”或“小欢”)的实验所用水的质量较大。
(3)小欣用与小乐等量的另一种液体也做了上述实验并得到图乙中的曲线c,则该液体的比热比水______。
4.(2019七上·杭州期末)为比较水和煤油的吸热能力,某小组作了如下图甲的实验,实验结果见下表。
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
(1)给烧杯中的液体加热,应在烧杯底部垫________,以防止受热不均匀导致烧杯底部炸裂。
(2)加热过程中水和煤油吸收热量的多少是通过________来判断的。
(3)通过分析实验数据,能够得出的结论是:________。
5.(2019七上·长兴期末)小明在探究“沙子和水谁的吸热本领大”时,将质量和初温相同的沙子和水分别装在两个相同的烧杯中,用两个完全相同的酒精灯对其加热(如图甲、乙),根据实验数据画出沙子和水的温度随加热时间变化的图像(如图丙、丁),请回答:
(1)分析图像可知:丙、丁中表示沙子的图像是________;质量相同的沙子和水,升高相同的温度时,沙子吸收的热量________(填“大于”或“小于”)水吸收的热量;
(2)下列能用上述实验结果解释的是________
A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B.用盐水腌蛋,一段时间后重会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D.夏天给教室洒水,感觉凉爽
6.(2020七上·临安期末)在“探究水和食用油吸热能力”的实验中,小金同学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,制订了两个方案:
方案一: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。
方案二: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________。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过________来反映的。
(3)为了验证猜想,小金做了如下实验:在2个相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油,用两个规格相同的电加热器进行加热,下表是他的实验记录。根据实验记录可以知道:小金选择________(填“方案一”“方案二”)进行实验。
加热时间min
0
2
4
6
水的温度℃
20
24
28
32
油的温度°C
20
28
36
44
7.(2019七上·越城期末)探究物质的吸热能力,通常有两种方案:
方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化。
方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量。
(1)为便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中________的变化便可知温度的变化。
(2)下表是小西探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
液体名称
液体质量m/g
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
加热时间t/min
液体吸热情况“多”或“少”
甲
10
30
40
6
多
乙
10
30
40
3
少
①分析表中信息,小西采用的是________(选填“方案一”或“方案二”);
②分析表中数据,可得出的结论:________;
③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选________液体作发动机冷却液。
8.小刚班的同学准备用如图甲所示的实验装置探究“在升高相同温度的情况下,一定质量的液体吸收热量的多少与物质的种类是否有关?”
(1)在此实验中,液体吸收的热量多少是通过比较________来判断的。
(2)其中两个小组记录的实验数据如表所示:
组别
液体
质量/克
初温/℃
末温/℃
加热时间
1
水
200
25
40
13分30秒
煤油
200
25
40
6分30秒
2
水
200
25
40
12分10秒
煤油
200
25
40
5分45秒
①使质量相同的同种物质升高相同的温度,加热时间应该相同。但1、2两组的同学在交流实验数据时却发现,第1组的加热时间明显偏长。其原因可能是________。
A.酒精灯火焰较小
B.烧杯口没有加盖
C.酒精灯中酒精量太少
D.用酒精灯的内焰加热
②某同学利用实验数据大致描绘出水和煤油的温度随时间变化的图线,如图乙所示,则图线________应代表煤油。