知识点一:比较不同物质的吸热能力
1.选用相同的电加热器(使物体单位时间吸收的热量相同),为质量和初温相同的两种物质进行加热,记录加热时间和温度。
2.加热相同的时间,比较温度的变化量,温度变化量越小说明吸热能力越强;变化相同的温度比较加热时间,用时越长,说明吸热能力越强。 知识点二:比热容
(1)定义:我们把单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1℃所吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容,简称比热。符号:c。 (2)公式:cQ mt(3)常用单位:焦耳/(千克· ℃) (4)符号:J/(kg · ℃) (5)读作焦耳每千克摄氏度
(6)同种物质来讲,比热容是一个确定的数值(相等的),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。 对不同物质来讲,比热容一般是不相同的。
(7)记住水的比热容:c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。因为水比热容较大,所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。 知识点三:热量的计算
①计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t ②计算物体放出热量的公式为:Q放=cm(t0-t)=cm⊿t 一、比热容问题是难点
记住水的比热容:c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。因为水比热容较大,所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。 二、热量的计算是重点
(1)物体温度升高吸收的热量公式为Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t
公式中Q吸是吸收热量,单位是J;c 是物体比热,单位是:J/(kg·℃);m是质量,单位是kg; t0是初始温度;t 是后来的温度。⊿t是物体升高了的温度。
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(2)物体温度降低放出的热量公式为Q放=cm(t0-t)=cm⊿t
公式中Q放是放出的热量,单位是J;c 是物体比热,单位是:J/(kg·℃);m是质量,单位是kg;t0是初始温度;t 是后来的温度。⊿t是降低了的温度。 知识点一:比较不同物质的吸热能力
【例题1】两个质量相同的不同物质,吸收相同的热量,下列说法中正确的是( ) A.比热容大的物质升高温度较小 B.比热容小的物质升高温度较小 C.比热容大的物质升高温度较大
D.升高温度相同,与比热容大小无关 知识点二:比热容
【例题2】下列说法正确的是( ) A. 燃料燃烧越充分,它的热值就越大
B. 内燃机用水做冷却液,是因为水的比热容较大 C. 敲击大小不同的编钟,发出声音的音色不同 D. 在闹市区安装噪声监测装置,可以减弱噪声 知识点三:热量的计算
【例题3】质量为1千克的牛奶,加热后温度升高了20℃,求牛奶吸收的热量。[c牛奶=2.5×103焦/(千克•℃)]
1.比热的单位是:J/(kg·℃),读作:________。水的比热是:C=4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是每千克的水当温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是_________。
2.物体温度升高吸收的热量公式为__________;物体温度降低放出的热量公式为_______。
3.炎炎夏日,烈日下海滩的沙子热得烫脚,而海水很清凉,榜晚落日后,沙子凉了,海水却依然暖暖的,这主要是因为海水和沙子具有不同的( ) A.密度 B.内能
C.热量
D.比热容
4.将质量为100kg、初温为20℃的水加热到40℃,水吸收了 J的热量[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。 5.下列实例中与”水的比热容较大”这一特性无关的是( ) A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机
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C.沿海地区昼夜温差较小 D.夏天在房间内洒水降温
一、选择题
1.在热现象中,下列说法正确的是( )
A.冰在熔化过程中,要不断吸收热量,温度同时升高 B.一个物体内能增加了,一定是骏收了热量
C.新型燃料汽车实现了“零排放”,其效率已达到了100%
D.初春培育水稻秧苗时,为了不使秧苗受冻,应该早晨多排水,傍晚多灌水 2.下列关于热现象的说法中正确的是( ) A.物体的温度越高所含的热量越多 B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能
C.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
D.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强
3.如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
水 煤油 冰 铝 铜 比热容/(J•kg﹣
1•℃﹣
1)
4.2×103
2.1×103
2.1×l03
0.88×103
0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同 B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多 D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多 4.下列说法中正确的是( ) A.一杯水和半杯水的比热容相等
B.0℃的水没有内能 C.液体在任何温度下都能蒸发 D.固体分子之间只存在引力
5.下表中有几种物质的比热容,小张同学根据提供的数据得出了四个结论,其中正确的是(几种物质的比热容/[J•(kg•℃)﹣1] 第 3 页 共 17 页
)
水 酒精 煤油 冰 4.2×103 2.4×103 2.1×103 2.1×103 铁 铜 干泥土 水银 0.46×103 0.39×103 0.54×103 0.14×103 A.一杯水比一桶煤油的比热容小 B.液体的比热容一定比固体的比热容大 C.水吸收或放出热量的本领较强,常用作冷却剂 D.比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类有关
6.A、B两物体质量相等,温度均为10℃;甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃。现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( )
A 4:9 B.3:5 C.2:3 D.1:2 二、填空题
7.水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃),其物理意义是1kg的水温度升高1℃,需要吸收的热量为______J。______kg的水温度由20℃升高到25℃,水吸收的热量为1.05×105J。
8.将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图所示),通过 方式改变牛奶的内能,图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象,则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J.[c牛奶=4.2×103J/(kg•℃)]
9.太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中,属于不可再生能源的是 。太阳能热水器内装有100kg水,水温从20℃升高到70℃[c水=4.2×103J/(kg•℃)]所吸收的热量是 J。
10.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5kg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0~15min内放出的热量为 。
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11.质量之比为2:3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为7:5时,升高的温度之比为6:5,则甲、乙的比热容之比为 。
12.把1kg的水从60℃开始加热至沸腾,温度随时间变化的图像如图,由图像可知,水的沸点是 ℃;水从70℃加热至90℃需要吸收的热量是 J;水沸腾时,水面上方的气压 一个标准大气压(最后一空选填“大于”“小于”或“等于”)。[C水=4.2×103J/(kg·℃)]
三、实验探究题
13.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 ;
(2)加热10min,水吸收的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量;
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg•℃)【c水=4.2×103J/(kg•℃)】
(4)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J.(q酒=3.0×107J/kg)
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四、计算题
14.质量为0.5kg的水,吸收了8.4×104J的热量后,温度升高到60℃,求水原来的温度是多少℃.
15.当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了,如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里,能将8 ℃、100 L水加热到38 ℃。请解答:在此过程中,水吸收了多少热量?[水的比热容为4.2×103 J/(kg℃),水的密度为1.0×103 kg/m3]
专题13.3 比热容
知识点一:比较不同物质的吸热能力
1.选用相同的电加热器(使物体单位时间吸收的热量相同),为质量和初温相同的两种物质进行加热,记录加热时间和温度。
2.加热相同的时间,比较温度的变化量,温度变化量越小说明吸热能力越强;变化相同的温度比较加热时间,用时越长,说明吸热能力越强。 知识点二:比热容
(1)定义:我们把单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1℃所吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容,简称比热。符号:c。 (2)公式:cQ mt(3)常用单位:焦耳/(千克· ℃) (4)符号:J/(kg · ℃) (5)读作焦耳每千克摄氏度
(6)同种物质来讲,比热容是一个确定的数值(相等的),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。 对不同物质来讲,比热容一般是不相同的。
(7)记住水的比热容:c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。因为水比热容较大,所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。 知识点三:热量的计算
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①计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t ②计算物体放出热量的公式为:Q放=cm(t0-t)=cm⊿t 一、比热容问题是难点
记住水的比热容:c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。因为水比热容较大,所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。 二、热量的计算是重点
(1)物体温度升高吸收的热量公式为Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t
公式中Q吸是吸收热量,单位是J;c 是物体比热,单位是:J/(kg·℃);m是质量,单位是kg; t0是初始温度;t 是后来的温度。⊿t是物体升高了的温度。 (2)物体温度降低放出的热量公式为Q放=cm(t0-t)=cm⊿t
公式中Q放是放出的热量,单位是J;c 是物体比热,单位是:J/(kg·℃);m是质量,单位是kg;t0是初始温度;t 是后来的温度。⊿t是降低了的温度。 知识点一:比较不同物质的吸热能力
【例题1】两个质量相同的不同物质,吸收相同的热量,下列说法中正确的是( ) A.比热容大的物质升高温度较小 B.比热容小的物质升高温度较小 C.比热容大的物质升高温度较大
D.升高温度相同,与比热容大小无关 【答案】A
【解析】比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强。②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
根据Q=cm△t知,相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度升高小,故A正确。 知识点二:比热容
【例题2】下列说法正确的是( ) A. 燃料燃烧越充分,它的热值就越大
B. 内燃机用水做冷却液,是因为水的比热容较大 C. 敲击大小不同的编钟,发出声音的音色不同
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D. 在闹市区安装噪声监测装置,可以减弱噪声 【答案】 B
【解析】A.燃料的热值与燃料种类有关,和是否完全燃烧无关,故A错误;
B.水是自然界比热容最大的物质,用它做发动机的冷却液,可以带走更多的热量,故B正确; C.大小不同的编钟,振动频率不同,因此发出声音的音调不同,故C错误;
D.在闹市区安装噪声监测装置,只能显示当地噪声的大小,而不能改变噪声的大小,故D错误。 知识点三:热量的计算
【例题3】质量为1千克的牛奶,加热后温度升高了20℃,求牛奶吸收的热量。[c牛奶=2.5×103焦/(千克•℃)] 【答案】牛奶吸收的热量为5×104J。
【解析】知道牛奶的质量、牛奶的比热容、牛奶升高的温度值,利用吸热公式 Q吸=cm△t求牛奶吸收的热量。 牛奶吸收的热量:
Q吸=cm△t=2.5×103J/(kg•℃)×1kg×20℃=5×104J。
1.比热的单位是:J/(kg·℃),读作:________。水的比热是:C=4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是每千克的水当温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是_________。 【答案】焦耳每千克摄氏度。4.2×103J。
【解析】比热的单位是:J/(kg·℃),读作:焦耳每千克摄氏度。水的比热是:C=4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是每千克的水当温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103J。 2.物体温度升高吸收的热量公式为__________;物体温度降低放出的热量公式为_______。 【答案】Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t;Q放=cm(t0-t)=cm⊿t
【解析】理解记忆公式。要知道物体温度升高吸收的热量;物体温度降低放出的热量。吸收多少热量呢?需要应用公式Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t求解。放出多少热量呢?需要应用公式Q放=cm(t0-t)=cm⊿t 求解。最重要的是一定要理解公式中每个字母的物理意义。
3.炎炎夏日,烈日下海滩的沙子热得烫脚,而海水很清凉,榜晚落日后,沙子凉了,海水却依然暖暖的,这主要是因为海水和沙子具有不同的( ) A.密度 B.内能 【答案】D
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C.热量 D.比热容
【解析】水的比热容大,在吸收和放出相同热量时,与同质量的其他物质相比,其温度变化小。
水的比热容比沙子的比热容大,同样受热或冷却情况下,吸收或放出相同热量,水的温度变化比沙小,因此,在受太阳照射条件相同时,海水比沙滩的温度低,放出相同热量时,海水比沙滩的温度高,故D正确。 4.将质量为100kg、初温为20℃的水加热到40℃,水吸收了 J的热量[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。 【答案】8.4×106。 【解析】水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(40℃﹣20℃)=8.4×106J。 5.下列实例中与”水的比热容较大”这一特性无关的是( ) A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机 C.沿海地区昼夜温差较小 D.夏天在房间内洒水降温 【答案】D
【解析】本题考查的是热学相关知识。夏天在房间洒水降温是利用水的蒸发吸热,D错误。ABC三项都是利用水的比热容大这一特性。
一、选择题
1.在热现象中,下列说法正确的是( )
A.冰在熔化过程中,要不断吸收热量,温度同时升高 B.一个物体内能增加了,一定是骏收了热量
C.新型燃料汽车实现了“零排放”,其效率已达到了100%
D.初春培育水稻秧苗时,为了不使秧苗受冻,应该早晨多排水,傍晚多灌水 【答案】D
【解析】A.冰是晶体,熔化过程中吸热,温度不变,故A错误;
B.一个物体的内能增加可能是吸收了热量,也可能是外界对此物体做功,故B错误;
C.目前有些新型燃料汽车,实现了“零排放”,减少了污染,提高了效率,但效率不会达到100%,故C错误; D.初春培育水稻秧苗时,为了不使秧苗受冻,傍晚多灌水,当夜晚温度降低时,因为水的比热大,水放出热量,水的温度降低的比较少,不至于使秧苗受冻;在早晨把稻田内是水排出,稻田接受太阳光的照射,
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泥土的比热小,泥土吸收热量,温度升高快,有利于秧苗的生长,故D正确。 2.下列关于热现象的说法中正确的是( ) A.物体的温度越高所含的热量越多 B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能
C.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动 D.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强 【答案】D
【解答】A.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,只能说吸收热量或放出热量,故A错误; B.内燃机的一个工作循环有四个冲程,做功冲程是将内能转化成机械能,故B错误;
C.灰尘是可以看得见的物体,因此灰尘的飞扬不是分子的运动,而是物体的机械运动,故C错误; D.比热容是物质的一种特性,它反映了物质吸收或放出热量的能力,比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强,故D正确。
3.如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
比热容/(J•kg1•℃1)
﹣
﹣
水 4.2×103
煤油 2.1×103
冰 2.1×l03
铝 0.88×103
铜 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同 B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多 D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多 【答案】C
【解析】A.由表中数据可知,不同物质的比热容一般不同,但也有的物质比热容相同,如煤油和冰,故A错误;
B.水和冰是水的两种状态,分析表中数据可知,其比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关,物质的物态发生变化,比热容也会发生变化,故B错误;
C.由表中数据可知,铝的比热容大于铜的比热容;质量相等的铝和铜升高相同的温度,因铝的比热容大,则根据Q=cm△t可知铝吸收的热量更多,故C正确;
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,因为水的比热容大,所以根据Q=cm△t可知水升高的温度少,故D错误。
4.下列说法中正确的是( )
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A.一杯水和半杯水的比热容相等 B.0℃的水没有内能 C.液体在任何温度下都能蒸发 D.固体分子之间只存在引力 【答案】AC
【解析】(1)比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类和状态有关;
(2)物体内所有分子由于热运动具有的动能和分子势能的总和叫内能,任何物体都有内能; (3)根据蒸发的定义分析解答; (4)分子之间既存在引力又存在斥力。
A.比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类和状态有关,与质量无关;一杯水和半杯水的相比,物质的种类和状态不变,其比热容相等,故A正确;
B.因分子在永不停息地做无规则运动,所以一切物体都具有内能,故B错误;
C.蒸发是在任何温度下,在液体表面发生的缓慢的汽化现象,即液体在任何温度下都能蒸发,故C正确; D.分子之间既存在引力又存在斥力,故D错误。
5.下表中有几种物质的比热容,小张同学根据提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容/[J•(kg•℃)1] 水 酒精 煤油 冰 4.2×103 2.4×103 2.1×103 2.1×103 铁 铜 干泥土 水银 0.46×103 0.39×103 0.54×103 0.14×103 ﹣A.一杯水比一桶煤油的比热容小 B.液体的比热容一定比固体的比热容大 C.水吸收或放出热量的本领较强,常用作冷却剂 D.比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类有关 【答案】C
【解析】比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系;根据比热容的特点进行分析判断。
A.由表格中的信息可知,水的比热容大于煤油的比热容,比热容大小与质量无关,故A错误。 B.液体的比热容不一定比固体的大,比如:冰的比热容比水银的比热容大,故B错误。
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C.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以人们常用水作冷却剂,故C正确;
D.比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类和状态有关,故D错误。
6.A、B两物体质量相等,温度均为10℃;甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃。现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( )
A 4:9 B.3:5 C.2:3 D.1:2 【答案】A
【解析】设A、B的质量均为m,水的质量均为M, 则对于A物体而言,它吸收的热量等于水所放出的热量, 故cA m×(46℃-10℃)=c
水
M×4℃;
则对于B物体而言,它吸收的热量等于水所放出的热量, 故cB m×(42℃-10℃)=c
水
M×8℃;
联立以上二式解之得cA:cB=4:9,故A是正确的。 二、填空题
7.水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃),其物理意义是1kg的水温度升高1℃,需要吸收的热量为______J。______kg的水温度由20℃升高到25℃,水吸收的热量为1.05×105J。 【答案】4.2×103J。 5.
【解析】比热容的物理含义是单位质量的某种物质,温度升高或者降低1℃时,所需吸收或者放出的热量。已知水的比热、升高的温度、吸收的热量,利用Q=cm△t计算水的质量。 m=Q吸/c(t﹣t0)=1.05×105J/4.2×103J/(kg•℃)×(25℃﹣20℃)=5kg
8.将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图所示),通过 方式改变牛奶的内能,图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象,则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J.[c牛奶=4.2×103J/(kg•℃)]
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【答案】热传递;2.1×104。
【解析】(1)改变内能的方法:一是做功,二是热传递,物体放出热量、内能减少、温度降低; (2)知道牛奶的质量、比热容,求出温度升高值,利用吸热公式Q吸=cm△t求牛奶吸收的热量。 给牛奶加热的过程中,牛奶吸收热量、内能增加,是通过热传递方式改变了牛奶的内能; 由图乙可知,牛奶升高的温度:△t=40℃﹣20℃=20℃, 则牛奶吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×0.25kg×20℃=2.1×104J。
9.太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中,属于不可再生能源的是 。太阳能热水器内装有100kg水,水温从20℃升高到70℃[c水=4.2×103J/(kg•℃)]所吸收的热量是 J。 【答案】天然气;2.1×107。
【解析】(1)在太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中,天然气是在短期内不能从自然界得到补充的能源,属于不可再生能源;而太阳能、水能、地热能、风能、潮汐能是能源源不断的从自然界得到的能源,属于可再生能源。 (2)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107J。
10.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5kg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0~15min内放出的热量为 。
【答案】甲;2.1×103J/(kg•℃);4.2×104J。
【解析】(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放=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;
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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℃)。 (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•℃)。
(3)读图可得,乙在15min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•℃)×0.5kg×40℃=4.2×104J。
11.质量之比为2:3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为7:5时,升高的温度之比为6:5,则甲、乙的比热容之比为 。 【答案】7:4。
【解析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比,利用吸热公式求甲乙两物体的比热容关系。
由题知,m甲:m乙=2:3,△t甲:△t乙=6:5,Q甲:Q乙=7:5, 因为Q吸=cm△t, 所以解得:
==7:4。
12.把1kg的水从60℃开始加热至沸腾,温度随时间变化的图像如图,由图像可知,水的沸点是 ℃;水从70℃加热至90℃需要吸收的热量是 J;水沸腾时,水面上方的气压 一个标准大气压(最后一空选填“大于”“小于”或“等于”)。[C水=4.2×103J/(kg·℃)]
=
=
=,
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【答案】98;8.4×104;小于。
【解析】(1)根据液体沸腾的特点找到沸点:液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点。
(2)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量; (3)1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高。 由图可知,水沸腾时,不断吸收热量,保持98℃不变,所以98℃是水的沸点。 水吸收的热量: Q
吸
=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(90℃-70℃)=8.4×104J;
1标准大气压下水的沸点是100℃.沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高。实验中水的沸点是98℃,所以实验时气压小于1标准大气压。 三、实验探究题
13.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 ;
(2)加热10min,水吸收的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量;
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg•℃)【c水=4.2×103J/(kg•℃)】
(4)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J.(q酒=3.0×107J/kg) 【答案】(1)控制不同物质的质量相同;(2)等于;(3)98;2.1×103J/(kg•℃);(4)6.0×105。 【解析】(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是:控制不同物质的质量相同; (2)加热10min,水吸收的热量 等于煤油吸收的热量;
(3)水沸腾时保持不变的温度叫沸点,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,水的沸点是98℃,
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由图乙知,升高相同的温度,水用的时间是煤油的2倍,即吸收的热量是煤油的2倍,根据c=质量、升温相同的情况下,比热容与Q成正比,故煤油的比热容是: ×4.2×103J/(kg•℃=2.1×103J/(kg•℃)。
(4)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是: Q放=mq酒=0.02kg×3.0×107J/kg=6.0×105J。 四、计算题
14.质量为0.5kg的水,吸收了8.4×104J的热量后,温度升高到60℃,求水原来的温度是多少℃. 【答案】20.
,在
【解析】知道水的质量、水的比热容、水的末温和水吸收的热量,利用吸热公式Q吸=cm△t的变形公式求水的原来的温度.
由Q吸=cm△t可得,水升高的温度: △t=
=
=40℃,
因为△t=t﹣t0,
所以水原来的温度:t0=t﹣△t=60℃﹣40℃=20℃.
15.当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了,如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里,能将8 ℃、100 L水加热到38 ℃。请解答:在此过程中,水吸收了多少热量?[水的比热容为4.2×103 J/(kg℃),水的密度为1.0×103 kg/m3]
【答案】1.26×107 J
【解析】本题考查密度公式和吸热公式的应用。由ρ=m/v公式求出水的质量m,根据物体吸收热量公式Q吸=cm(t﹣t0)求出结论。
太阳能热水器中水的体积 V=100 L=100 dm3=0.1 m3, 由ρ=m/v可得,水的质量
m=ρV=1.0×103 kg/m3×0.1 m3=100 kg。 在此过程中,水吸收的热量
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Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103 J/(kg•℃)×100 kg×(38 ℃﹣8 ℃) =1.26×107 J。
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