沪科版九年级全册第二节 科学探究:物质的比热容习题
展开13.2科学探究:物质的比热容
【知识梳理】
探究物质吸热规律实验
1.实验思路:
①加热相同质量的水和煤油,加热相同时间(使它们吸收相同的热量),比较升高的温度;
②加热相同质量的水和煤油,使它们升高相同的温度,比较加热所用的时间(比较吸收的热量)。
2.实验方法
①控制变量法:液体质量、初温和加热器规格都完全相同。
加热器规格相同 相同时间放出的热量相同 相同时间内两种物质吸收的热量相同。
②转换法:加热相同时间,升高的温度越多,吸热能力越弱;
升高相同的温度,加热时间越长,吸热能力越强。
3.实验结论:水的吸热能力比煤油吸热能力强。
二、比热容基本概念
1.定义:一定质量的一物质,在温度升高(或降低)时,所吸收(或放出)的热量与该物质的质量和升高(或降低)的温度乘积之比,称做这种物质的比热容(比热),用符号c表示。其单位是焦耳每千克每摄氏度[J /(kg·℃)]。
2.对比热容的理解
(1)实质:表示吸热(放热)本领的强弱
比热容越大,吸热(放热)本领越强,自身温度变化越小
比热容越小,吸热(放热)本领越弱,自身温度变化越大
(2)比热容只取决于物质本身,它反映了物质吸热(放热)的本领,与物质的质量、温度、吸收(放出)的热量无关。它只与物质的种类,状态有关。
3.公式
c=Qm∆t 单位J/(kg·℃) 读作:焦每千克摄氏度
(其中∆表示“变化量”,∆t表示过程中温度的变化量)
三、比热容的计算
(1)简单计算
在平时的计算中,物质的比热容一般是已知量,要求我们通过物质的比热容去求吸收(放出)的热量、升高(降低)的温度、初温(末温)或者物质的质量。
公式变形如下:
吸热时Q吸=cm∆t (∆t=t末−t0)
放热时Q放=cm∆t (∆t=t0−t末)
∆t=Qcm 根据∆t可求初温或者末温。
m=Qc∆t 求质量
四、比热容知识的应用
1.水的比热容大:并不是所有物质中水的比热容是最大的,而是在我们日常生活中接触到的物质中水的比热容大。利用水的这一特性,通常用它来作冷却剂,培育水稻。
2.海陆风
由于海面与陆地比热容不同,白天在相同光照情况下陆地温度高,海面温度低,陆地热空气上升,海风由大海吹向陆地;夜晚散热时海面温度降低较少,陆地温度降低较多,海面温度高,热空气上升,风由陆地吹向海面。
3.沙漠地区温差大
沙漠地区比热容小,白天有阳光照射温度高,夜晚散热温度低。
(早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜)
【易错点】
根据∆t=Qcm 可求初温或者末温。在求液体温度时要注意液体是否达到沸点,例如水在标准大气压下的沸点是100℃。
【规律总结】
(1)由热量的计算公式可知,物体温度改变时吸收或放出的热量只由物质的比热容、物体的质量和物体温度的变化量这三个因素决定,而与物体的初温、末温的高低无关。
(2)应用热量公式时,对有关温度的文字叙述应特别谨慎,不可乱用。“升高”“升高了”和“降低”“降低了”均指的是温度的改变量;而“升高到”和“降低到”则指的是物体的末温。
(3)虽然我们可以用来计算物质的比热容,但这仅是一个比值关系,并不代表比热容是由热量、质量和变化的温度来决定。比热容的大小与物体的质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少没有关系。不同物质的比热容一般不同。比热容是由物质的种类及状态决定的。
【典例分析】
(2021·广西玉林·)若质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时,吸收的热量是1.84×104J,则该物质的比热容为 ___________J/(kg•℃);比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量均 ___________(选填“有关”或“无关”)。
【思路小结】
解答比热容类计算题,要仔细分析题目中已知了哪些物理量,要求什么物理量,然后选择合适的公式求解,在计算过程中特别要注意质量单位。
【真题操练】
1.(2021 武汉市九年级开学考试)在生产和生活中,常见“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小B.调节生物体内的温度
C.炎热的夏天洒水水降温D.汽车发动机用水作冷却液
2.(2020 河北保定市九年级期末)有两个质量不同的物体,吸收相等的热量后,升高相同的温度,则( )
A.质量大的物体其比热容一定大B.质量大的物体其比热容可能小
C.质量小的物体其比热容一定小D.质量小的物体其比热容一定大
3.(2018 广西桂林)经常下厨的小关发现,同时用相同的煤和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些.这是因为
A.水的比热容小,吸热后温度升高得慢
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
4.(2021 湖南常德)如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同,由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热时间相同,a物质的末温度高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容大
5.(2021 徐州市九年级月考)把一杯煤油倒掉一半,则剩下的煤油( )
A.比热容、质量不变;密度变小
B.比热容、密度变大;质量减小
C.比热容、密度、质量都不变
D.比热容、密度不变;质量变小
6.(2020 湖南郴州)质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后,甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.降低相同的温度,质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C.甲、乙两种液体相比较,乙液体更适合作冷却剂
D.甲物质的熔点高于乙物质的熔点
7.(2020 江西省八年级月考)由Q=cm(t-t0)得c=,关于同一种物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.若质量增大一倍,则比热容减小一半
B.若质量增大一倍,则比热容增大一倍
C.若吸收的热量增大一倍,比热容增大一倍
D.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
8.表中是一些物质的比热容。
根据表中数据,下列判断正确的是( )
A.物质的比热容与物质的种类无关
B.水的比热容是水的比热容的两倍
C.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
D.一般情况下,我们把的水加热至沸腾,水需要吸收约的能量
9.(2020 安徽淮北九年级月考)已知水和煤油的质量之比是5:4,比热容之比是2:1,若它们吸收相等的热量,水的温度升高了20℃,则煤油的温度会升高( )
A.68℃B.50℃C.40℃D.32℃
10.(2020 北京)依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
C.水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J
D.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
11.(2021 安徽合肥九年级月考)如图,2020年5月16日11时53分,停在月球表面上玉兔2号月球车结束了寒冷且漫长的月夜休眠,受光照自主唤醒,迎来了着陆月球背面的第500个地球日。监测发现月球表面昼夜温差达300多摄氏度,说明月面土壤的比热容______(选填“较大”、“较小”或“不确定”)。
12.(2020 四川省汉源县九年级月考)将质量初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度_____。从沸水中吸热最多的是______球,吸热最少的是______球。(已知c铝>c铁>c铜)
13.(2020 东台市九年级月考)“汽车不但要吃油,也要喝水”。用水冷却汽车发动机是因为水的_________大。发动机工作一段时间后,水箱中水温升高,这是利用__________的方式改变了水的内能。若水箱中有5kg的水,温度升高了10℃,吸收的热量为_______J。(c水=4.2×103J/(kg·℃)
14.(2021 全国)比热容的应用: (1)比热容是物质的一种特性,各种物质都有自己的比热容。
(2)从比热表中还可以看出,各物质中,水的比热容最大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响,很大。在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温度升高的______,夜晚沿海地区温度降低也_____。所以一天之中,沿海地区温度变化_____,内陆地区温度变化____。在一年之中,夏季内陆比沿海____,冬季内陆比沿海____。
(3)水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的_____来冷却。冬季也常用______取暖。
15.(2018·重庆南开中学九年级期中)小乔用质量相等、初温相同的水和某未知液体[c液
(1)锡的比热容是______J/(kg·°C),它表示:1 千克的锡温度每升高 1°C吸收的热量为______焦;
(2)除______之外,不同物质的比热容一般不同;
(3)在短期内,上海市处于雨天时昼夜温差较小,处于晴天时昼夜温差较大,这可能是______ 造成的。
17.(2021 广西梧州)如图甲所示是小明做“比较不同物质吸热情况”实验的装置,使用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体,并用相同的装置加热。
(1)如图乙所示为B液体在第2分钟时温度计的示数,其示数为 ______℃;
(2)液体吸收热量的多少可通过 ______来比较;
(3)将实验数据记录在如表表格中,分析数据可知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,______(选填“A”或“B”)升高的温度较高;
(4)冬天,小明想自制一个暖手袋,若从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热介质,选择 ______(选填“A”或“B”)为介质保暖时间会更长。
18.(2021 辽宁沈阳)在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
(1)实验中应取___________(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格___________(选填“相同”或“不同”)的电加热器加热。实验中通过___________(选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)实验数据如图所示,___________液体的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体做为冷却剂,你认为___________(选填“甲”或“乙”)液体较为合理。
(3)图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第___________条(填”①”“②”或“③”)
19.(2021 合肥九年级月考)学过比热容后,小方为了测量炉温,设计了一个方案,将100g的铁块放炉内加热到与炉温相同时取出,并立即放入250g,温度为20℃水中,致使水温最后升高到60℃ (不计热损),请计算炉温。(c水=4.2×103J/( kg•℃),c铁 = 0.46×103J/(kg·℃),计算结果取整)
20.(2020·四川省汉源县第二中学九年级月考)某太阳能热水器中装有质量为50kg的水,在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
沪科版九年级
第十三章《内能与热机》
13.2科学探究:物质的比热容
【知识梳理】
探究物质吸热规律实验
1.实验思路:
①加热相同质量的水和煤油,加热相同时间(使它们吸收相同的热量),比较升高的温度;
②加热相同质量的水和煤油,使它们升高相同的温度,比较加热所用的时间(比较吸收的热量)。
2.实验方法
①控制变量法:液体质量、初温和加热器规格都完全相同。
加热器规格相同 相同时间放出的热量相同 相同时间内两种物质吸收的热量相同。
②转换法:加热相同时间,升高的温度越多,吸热能力越弱;
升高相同的温度,加热时间越长,吸热能力越强。
3.实验结论:水的吸热能力比煤油吸热能力强。
二、比热容基本概念
1.定义:一定质量的一物质,在温度升高(或降低)时,所吸收(或放出)的热量与该物质的质量和升高(或降低)的温度乘积之比,称做这种物质的比热容(比热),用符号c表示。其单位是焦耳每千克每摄氏度[J /(kg·℃)]。
2.对比热容的理解
(1)实质:表示吸热(放热)本领的强弱
比热容越大,吸热(放热)本领越强,自身温度变化越小
比热容越小,吸热(放热)本领越弱,自身温度变化越大
(2)比热容只取决于物质本身,它反映了物质吸热(放热)的本领,与物质的质量、温度、吸收(放出)的热量无关。它只与物质的种类,状态有关。
3.公式
c=Qm?t 单位J/(kg·℃) 读作:焦每千克摄氏度
(其中?表示“变化量”,?t表示过程中温度的变化量)
三、比热容的计算
(1)简单计算
在平时的计算中,物质的比热容一般是已知量,要求我们通过物质的比热容去求吸收(放出)的热量、升高(降低)的温度、初温(末温)或者物质的质量。
公式变形如下:
吸热时 ()
放热时 ()
?t=Qcm 根据?t可求初温或者末温。
m=Qc?t 求质量
四、比热容知识的应用
1.水的比热容大:并不是所有物质中水的比热容是最大的,而是在我们日常生活中接触到的物质中水的比热容大。利用水的这一特性,通常用它来作冷却剂,培育水稻。
2.海陆风
由于海面与陆地比热容不同,白天在相同光照情况下陆地温度高,海面温度低,陆地热空气上升,海风由大海吹向陆地;夜晚散热时海面温度降低较少,陆地温度降低较多,海面温度高,热空气上升,风由陆地吹向海面。
3.沙漠地区温差大
沙漠地区比热容小,白天有阳光照射温度高,夜晚散热温度低。
(早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜)
【易错点】
根据?t=Qcm 可求初温或者末温。在求液体温度时要注意液体是否达到沸点,例如水在标准大气压下的沸点是100℃。
【规律总结】
(1)由热量的计算公式可知,物体温度改变时吸收或放出的热量只由物质的比热容、物体的质量和物体温度的变化量这三个因素决定,而与物体的初温、末温的高低无关。
(2)应用热量公式时,对有关温度的文字叙述应特别谨慎,不可乱用。“升高”“升高了”和“降低”“降低了”均指的是温度的改变量;而“升高到”和“降低到”则指的是物体的末温。
(3)虽然我们可以用来计算物质的比热容,但这仅是一个比值关系,并不代表比热容是由热量、质量和变化的温度来决定。比热容的大小与物体的质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少没有关系。不同物质的比热容一般不同。比热容是由物质的种类及状态决定的。
【典例分析】
(2021·广西玉林·)若质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时,吸收的热量是1.84×104J,则该物质的比热容为 ___________J/(kg•℃);比热容是物质自身的性质,与质量、吸收或放出的热量均 ___________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】0.46×103 无关
【解析】
据Q吸=cm(t-t0)得,该物质的比热容;比热容与质量、吸收或放出热量的多少均无关,只与物质的种类及状态有关。
【思路小结】
解答比热容类计算题,要仔细分析题目中已知了哪些物理量,要求什么物理量,然后选择合适的公式求解,在计算过程中特别要注意质量单位。
【真题操练】
1.(2021 武汉市九年级开学考试)在生产和生活中,常见“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小B.调节生物体内的温度
C.炎热的夏天洒水水降温D.汽车发动机用水作冷却液
【答案】C
【解析】
A.沿海地区的气温比内陆变化小,是因为沿海地区水较多,白天吸收相同热量温度升高较少,晚上放出热量温度降低也较少,故A不符合题意;B.生物体内水的含量很高,由于水的比热容较大,吸收或放出相同热量时,升高或降低的温度较小,可以调节生物体内的温度,故B不符合题意;C.炎热的夏天洒水水降温,是利用了水蒸发时吸热有致冷作用,故C符合题意;D.汽车发动机用水作冷却液,是因为水的比热容较大,升高相同温度时可以吸收更多热量,故D不符合题意。故选C。
2.(2020 河北保定市九年级期末)有两个质量不同的物体,吸收相等的热量后,升高相同的温度,则( )
A.质量大的物体其比热容一定大B.质量大的物体其比热容可能小
C.质量小的物体其比热容一定小D.质量小的物体其比热容一定大
【答案】D
【解析】
由热量计算公式可得,由题意已知,。若,
则必有,若,则必有。故选D。
3.(2018 广西桂林)经常下厨的小关发现,同时用相同的煤和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些.这是因为
A.水的比热容小,吸热后温度升高得慢
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
【答案】B
【解析】
用相同的燃气灶加热,相同时间内水和食用油吸收的热量相同,故CD错误;质量相等、初温相同的水和食用油,相同时间内吸收的热量相同,因为水的比热容大于食用油的比热容,根据Q=cm△t知,油的温度升高得快些,故A错误、B正确.
4.(2021 湖南常德)如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同,由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热时间相同,a物质的末温度高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容大
【答案】D
【解析】
A.加热器相同,说明加热器相同的时间内释放的热量相同,加热时间相同,故吸收的热量是相同的,故A错误;B.加热时间相同,吸收相同的时间内,a升温快,说明a的比热容比较小,故B错误;C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,a的比热容大,故C错误;D.吸收热量相同,b物质的末温度低,升温比较慢,故b的比热容大,故D正确。故选D。
5.(2021 徐州市九年级月考)把一杯煤油倒掉一半,则剩下的煤油( )
A.比热容、质量不变;密度变小
B.比热容、密度变大;质量减小
C.比热容、密度、质量都不变
D.比热容、密度不变;质量变小
【答案】D
【解析】
把一杯煤油倒掉一半,质量减小一半。而比热容和密度是物质的一种特性,不随物体的多少而变化,比热容和密度不变。故选D。
6.(2020 湖南郴州)质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后,甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.降低相同的温度,质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C.甲、乙两种液体相比较,乙液体更适合作冷却剂
D.甲物质的熔点高于乙物质的熔点
【答案】C
【解析】
A.根据Q吸=cmt,甲乙吸收热量相同,质量相等,t甲>t乙,所以甲的比热容小于乙的比热容,故A不符合题意;B.甲的比热容小于乙的比热容,根据Q放=cmt,降低相同的温度,质量相等,所以甲放出热量小于乙放出热量,故B不符合题意;C.甲的比热容小于乙的比热容,说明乙的吸热本领强,用乙液体作冷却剂更合适,故C符合题意;D.比热容跟物质的熔点没有关系,根据比热容关系不能判熔点高低,故D不符合题意。故选C。
7.(2020 江西省八年级月考)由Q=cm(t-t0)得c=,关于同一种物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.若质量增大一倍,则比热容减小一半
B.若质量增大一倍,则比热容增大一倍
C.若吸收的热量增大一倍,比热容增大一倍
D.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
【答案】D
【解析】
比热容是物质本身的特性,与物质的种类和状态有关,它不会随物质吸收的热量、质量、温度的改变而改变。故ABC错误,D正确。故选D。
8.表中是一些物质的比热容。
根据表中数据,下列判断正确的是( )
A.物质的比热容与物质的种类无关
B.水的比热容是水的比热容的两倍
C.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
D.一般情况下,我们把的水加热至沸腾,水需要吸收约的能量
【答案】C
【解析】
A.表中不同物质的比热容不同,说明比热容与物质的种类有关,故A错误;B.比热容是物质的一种特性,与物质的质量无关,故B错误;C.铝的比热容大于铜,质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,根据可知铜块温度变化较大,故C正确;D.根据,若初温为常温约20℃,则将1kg水烧开吸收的热量约为。故D错误。故选C。
9.(2020 安徽淮北九年级月考)已知水和煤油的质量之比是5:4,比热容之比是2:1,若它们吸收相等的热量,水的温度升高了20℃,则煤油的温度会升高( )
A.68℃B.50℃C.40℃D.32℃
【答案】B
【解析】
解:由Q吸=cm△t可知物质吸热后温度变化量:;由于它们吸收相等的热量,则水和煤油升高温度之比,已知水温升高的温度为△t水=20℃,所以煤油升高的温度△t煤油=×△t水=×20℃=50℃。故选B。
10.(2020 北京)依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
C.水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J
D.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
【答案】D
【解析】
A.比热容是物质特有的一种物理属性,只跟物质的种类、状态有关,所以一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故A错误;B.根据可知,相同质量的水和沙石放出相等热量,由于沙石的比热容比水小,则沙石的温度降低得较多,故B错误;C.水的比热容表示的是1kg的水温度升高(或降低)1°C时吸收(或放出)的热量是4.2×103J,故C错误;D.根据可知,相同质量的水和煤油吸收相等热量,由于煤油的比热容比水小,则沙石的温度升高得较多,故D正确。故选D。
11.(2021 安徽合肥九年级月考)如图,2020年5月16日11时53分,停在月球表面上玉兔2号月球车结束了寒冷且漫长的月夜休眠,受光照自主唤醒,迎来了着陆月球背面的第500个地球日。监测发现月球表面昼夜温差达300多摄氏度,说明月面土壤的比热容______(选填“较大”、“较小”或“不确定”)。
【答案】较小
【解析】
根据,可知,当物质的质量一定,吸收或放出热量一定时,物质的比热容越小,所引起的温度变化越大,故可判断月面土壤的比热容较小。
12.(2020 四川省汉源县九年级月考)将质量初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度_____。从沸水中吸热最多的是______球,吸热最少的是______球。(已知c铝>c铁>c铜)
【答案】相同 铝 铜
【解析】
达到热平衡时物体的温度相同,煮较长的一段时间后三个球的温度相同。三个球的质量和初温相等,末温相等,所以升高的温度Δt相等,因为c铝>c铁>c铜,根据热量公式Q=cmΔt可知,铝球吸收的热量最多,铜球吸收的热量最少。
13.(2020 东台市九年级月考)“汽车不但要吃油,也要喝水”。用水冷却汽车发动机是因为水的_________大。发动机工作一段时间后,水箱中水温升高,这是利用__________的方式改变了水的内能。若水箱中有5kg的水,温度升高了10℃,吸收的热量为_______J。(c水=4.2×103J/(kg·℃)
【答案】比热容 热传递 2.1×105
【解析】
[1]水冷却汽车发动机是因为水的比热容大,吸热能力强。[2]发动机工作一段时间后,发动机将热量传递给水箱,使水箱中水温升高,内能增加,这种增加内能的方式叫热传递。[3]水箱中水吸收的热量为Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×10℃=2.1×105J
14.(2021 全国)比热容的应用: (1)比热容是物质的一种特性,各种物质都有自己的比热容。
(2)从比热表中还可以看出,各物质中,水的比热容最大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响,很大。在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温度升高的______,夜晚沿海地区温度降低也_____。所以一天之中,沿海地区温度变化_____,内陆地区温度变化____。在一年之中,夏季内陆比沿海____,冬季内陆比沿海____。
(3)水比热容大的特点,在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的_____来冷却。冬季也常用______取暖。
【答案】慢 慢 小 大 炎热 寒冷 水 水
15.(2018·重庆南开中学九年级期中)小乔用质量相等、初温相同的水和某未知液体[c液
【解析】
[1]由图可知,相同质量的甲和乙两种物质,相同的时间甲物质温度变化小,根据公式可知,甲的比热容大,说明甲是水。[2]10min时,水和未知液体放出热量相同,则
根据上式变形可得液体的比热容为
16.(2021·上海市罗南中学八年级月考)查阅表,可以知道:
(1)锡的比热容是______J/(kg·°C),它表示:1 千克的锡温度每升高 1°C吸收的热量为______焦;
(2)除______之外,不同物质的比热容一般不同;
(3)在短期内,上海市处于雨天时昼夜温差较小,处于晴天时昼夜温差较大,这可能是______ 造成的。
【答案】0.24×103 0.24×103J 煤油与冰 雨天空气湿度大,且水的比热容较大
【解析】
(1)由表可知锡的比热容为0.24×103J/(kg·°C),它所表示的物理意义是:1 千克的锡温度每升高 1°C吸收的热量为0.24×103J。
(2)由表可知,除了煤油和冰以外,不同物质的比热容一般不同。
(3)上海市处于雨天时昼夜温差较小,处于晴天时昼夜温差较大,这是因为下雨天空气湿度比较大,空气中的水蒸气比较多,水的比热容大,在吸收(或放出)相同热量时,温度变化量比较小。
17.(2021 广西梧州)如图甲所示是小明做“比较不同物质吸热情况”实验的装置,使用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体,并用相同的装置加热。
(1)如图乙所示为B液体在第2分钟时温度计的示数,其示数为 ______℃;
(2)液体吸收热量的多少可通过 ______来比较;
(3)将实验数据记录在如表表格中,分析数据可知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,______(选填“A”或“B”)升高的温度较高;
(4)冬天,小明想自制一个暖手袋,若从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热介质,选择 ______(选填“A”或“B”)为介质保暖时间会更长。
【答案】26 加热时间 B A
【解析】
(1)图中温度计的分度值为1℃,且在零的上方,是零上,示数为26℃。
(2)根据转换法,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。
(3)由表中数据可知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,即加热时间相同,B升温较高,A升温较慢,说明A的吸热能力强,即A的比热容大。
(4)质量相同的两种不同物质降低相同的温度,因A的比热容大,A放热多,故若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择A液体。
18.(2021 辽宁沈阳)在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
(1)实验中应取___________(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格___________(选填“相同”或“不同”)的电加热器加热。实验中通过___________(选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)实验数据如图所示,___________液体的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体做为冷却剂,你认为___________(选填“甲”或“乙”)液体较为合理。
(3)图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第___________条(填”①”“②”或“③”)
【答案】质量 相同 加热时间 甲 甲 ③
【解析】
(1)根据控制变量法思想,物质的吸热与质量、比热容、温度变化量有关,研究不同物质吸热能力的实验中应取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热。实验中,相同的电加热器加热相同时间后放出的热量相同,被物质全部吸收,通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。(2)实验数据如图所示,根据可知,加热相同时间后甲升高的温度较小,则甲液体的吸热能力强。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为冷却剂,甲液体较为合理,升高相同温度时可以吸收更多的热量。(3)图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,单位时间内吸收的热量相同,根据可知,质量增大后相同时间下温度变化量减小,温度随时间变化的图线为图中的第③条。
19.(2021 合肥九年级月考)学过比热容后,小方为了测量炉温,设计了一个方案,将100g的铁块放炉内加热到与炉温相同时取出,并立即放入250g,温度为20℃水中,致使水温最后升高到60℃ (不计热损),请计算炉温。(c水=4.2×103J/( kg•℃),c铁 = 0.46×103J/(kg·℃),计算结果取整)
【答案】973℃
【解析】
解: 水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t水)=4.2×103J/(kg•℃)×0.25kg×(60℃-20℃)=4.2×104J
因为Q吸=Q放,则温度变化量为
炉温为913℃+60℃=973℃
答:炉温为973℃。
20.(2020·四川省汉源县第二中学九年级月考)某太阳能热水器中装有质量为50kg的水,在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】4.2×106J
【解析】
这些水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(45℃-25℃)=4.2×106J水
铝
冰
干泥土
约
沙石
约
铜
物质
比热容c/ (J/(kg·°C))
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
比热容的单位是:焦/千
物质
比热
物质
比热
铜
0.39×103
水银
0.14×103
钢铁
0.45×103
煤油
2.1×103
锡
0.24×103
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
冰
2.1×103
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
A液体的温度/℃
10
14
18
22
26
30
B液体的温度/℃
10
18
34
42
50
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
水
铝
冰
干泥土
约
沙石
约
铜
物质
比热容c/ (J/(kg·°C))
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
比热容的单位是:焦/千
物质
比热
物质
比热
铜
0.39×103
水银
0.14×103
钢铁
0.45×103
煤油
2.1×103
锡
0.24×103
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
冰
2.1×103
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
A液体的温度/℃
10
14
18
22
26
30
B液体的温度/℃
10
18
34
42
50
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
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