第3节 比热容
第一章 分子动理论与内能
JK版 九年级上
第2课时 热量的计算
见习题
4×104;升高
1
2
3
答案呈现
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见习题
D
0.46×103;钢、铁
4
5
6
6.4×105;热传递
100
7
8
9
见习题
10
11
D
12
见习题
2 500
4.2×103;55
答案呈现
1.3×106
14
13
15
16
比热容;2.52 × 107
17
18
大;20
见习题
见习题
见习题
1.计算物体吸收热量的公式:__________________;计算物体放出热量的公式:__________________,其中________表示物体原来的温度,______表示物体后来的温度。两个公式也可以合并为____________,其中________表示____________,既可以表示温度升高了多少,也可以表示温度降低了多少。
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
t0
t
Q=cmΔt
Δt
温度改变量
2.【2020·伊春】小明在燃气灶上煲汤,将质量为2 kg、初始温度为20 ℃的汤,升高了80 ℃,汤吸收了________J的热量,这是通过________的方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103 J/(kg·℃)]
【点拨】汤吸收的热量:Q吸=cmΔt=4×103 J/(kg·℃)×2 kg×80 ℃=6.4×105 J。在燃气灶上煲汤时,汤吸收热量,内能增加,温度升高,是利用热传递来改变汤的内能。
【答案】6.4×105;热传递
3.【2019·重庆】重庆网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入调制好的鱼和汤,鹅卵石放热使汤沸腾,则质量为1 kg的鹅卵石从300 ℃降到250 ℃放出的热量是________J;用锅盖紧密盖住木桶,桶内气压升高,则汤的沸点会________(填“升高”“降低”或“不变”)。[c鹅卵石= 0.8×103 J/(kg·℃) ]
【点拨】Q放=c鹅卵石m(t0-t)=0.8×103 J/(kg·℃)×1 kg×(300 ℃-250 ℃)=4×104 J。
【答案】4×104;升高
4.在已知物质的质量、吸收(或放出)的热量和________________的情况下,利用变形式__________________便可以求出该物质的比热容。
温度变化量
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B.若质量增大一倍,则比热容减至一半
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D.无论质量多大,比热容都一样
【点拨】比热容是物质的一种特性。同种物质状态不变时其比热容是一定的,与物体的质量、吸收或放出的热量无关,故选项A、B、C错误,选项D正确。
【答案】D
6.【教材改编题】由实验测量可知,质量是100 g、温度是24 ℃的实心金属球吸收2.3×103 J的热量后,温度升高到74 ℃,则该金属球的比热容是____________J/(kg·℃)。查表可知,这种金属可能是________。
几种物质的比热容[单位:J/(kg·℃)]
【答案】0.46×103;钢、铁
7.若要求出物体的质量,需要知道的物理量有:________、________和________(前三空均填物理量符号),用到的公式为____________。
c
Q
Δt
8.为了取暖,每天需要给房间供热4.2×107 J。若流进房间散热器的水温度是60 ℃,流出的水温度是56 ℃,则每天需要____________kg的水流经散热器。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】2 500
9.某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,现完全燃烧了4.2 kg的焦炭,放出1.26×108 J 的热量,若该热量有25%被水吸收,则能将________kg的水从25 ℃加热到100 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】100
10.若要求物体温度升高(或降低)了多少,需要知道的物理量有:________、________和________(前三空均填物理量符号),用到的公式为______________。若要求该物体的末温,则还需要知道它的________。
Q
c
m
初温
11.质量相同的两个金属块,由于吸热而升温,若它们的比热容之比为1 ∶2,吸收的热量之比为3 ∶2,则它们升高的温度之比为( )
A.3 ∶4
B.4 ∶3
C.1 ∶3
D.3 ∶1
D
12.【中考·临夏】水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),将4 kg的水倒掉一半,剩下水的比热容是________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________℃。
【答案】4.2×103;55
13.北方冬天常用热水来供暖,这是利用了水的比热容较________(填“大”或“小”)的性质。如果散热器中通过4 kg的水,放出了3.36×105 J的热量,则水温降低了________℃。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】大;20
14.【新题】在一间长5 m、宽4 m、高2.5 m的办公室内,空调工作一段时间后室内空气温度从10 ℃升高到30 ℃,则室内空气吸收的热量为________J。[设室内空气质量不变,空气的比热容近似为1.0×103 J/(kg·℃),空气密度是1.3 kg/m3]
【答案】1.3×106
15.【2021·江苏常州期末】春季,在培育秧苗时,有经验的农民往往会在傍晚往秧田里灌水以防倒春寒冻伤秧苗,这是利用水的__________比较大的性质;若质量为2 000 kg的水温度从5 ℃降低到2 ℃,放出的热量是__________J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【点拨】水的比热容较大,放出一定的热量后,其温度变化较小,所以在傍晚往秧田里灌水可以防倒春寒冻伤秧苗。水放出的热量Q放=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 000 kg×(5 ℃-2 ℃)=2.52×107 J。
【答案】比热容;2.52 × 107
16.【2020·呼和浩特】某太阳能热水器,水箱内有200 kg的水。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)在阳光照射下,水的温度升高了10 ℃,水吸收的热量;
解:(1)水吸收的热量:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×200 kg×10 ℃=8.4×106 J;
(2)天气原因,水箱内200 kg的水,温度从90 ℃降低到50 ℃和温度从30 ℃升高到80 ℃,放出的热量与吸收的热量之比。
水降低温度放出的热量与升高温度吸收的热量之比为
Q放:Q吸=cm(t0降-t降):cm(t0升-t升)=(t0降-t降):(t升-t0升)=(90 ℃-50 ℃):(80 ℃-30 ℃)=4:5。
17.【2019·贵港】为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时,吸收热量的多少是否相同,某实验小组取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中,用同样的热源分别对它们
加热,比较它们升高
相同温度时吸收热量
的多少。实验装置如
图甲所示。
(1)加热时,某一时刻在水中的温度计示数如图乙所示,则此时水的温度是________℃。
【点拨】由题图可知,温度计的分度值为1 ℃,温度计中的液面刚好对齐20上面的第3条刻度线,则对应的温度为23 ℃。
23
(2)实验数据记录如下表:
分析以上实验数据可得:相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量________(填“相同”或“不同”),________(填“水”或“煤油”)的吸热本领更强。
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
水
200
20
30
12
煤油
200
20
30
6
【点拨】由表中数据分析知,水和煤油升高相同的温度时,所用的加热时间不同,因为是同样的热源,所以水和煤油吸收的热量不同;又因为水的加热时间较长,所以在升高相同的温度时,水吸收的热量较多,说明水的吸热本领更强。
【答案】不同;水
(3)根据以上表格的数据计算,当加热时间为12 min时,这些水吸收的热量是___________J。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
【点拨】当加热时间为12 min时,这些水吸收的热量为Q=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(30 ℃-20 ℃)=8.4×103 J。
8.4×103
18.下图是用电磁炉烧水时的情形。已知该电磁炉每分钟能提供9×104 J的热量,壶的容积为2.5 L。求:
(1)壶中装满水后,水的质量是多大?
(水的密度为1.0×103 kg/m3)
解:(1)壶中装满水时水的质量
m = ρV =1.0×103 kg/m3×2.5×10-3 m3=2.5 kg。
(2)在壶中装满25 ℃的水,用这种电磁炉给水加热9 min 20 s,壶中水的温度将升高多少摄氏度?[不计热量损失,当时大气压为1个标准大气压,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]