初中物理人教版九年级全册第3节 比热容学案及答案

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1.一定质量的某种物质，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的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。


不同物质的比热容一般不同，同种物质（物态相同）的比热容相同，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


比热容用符号 表示，它的单位是焦每千克摄氏度。符号是J/(㎏·℃)


2.物理意义：为了比较不同物质的吸、放热能力而引入的一个物理量。


水的比热容是4.2×103J/(㎏·℃)。它的物理意义是：质量是1千克的水，温度升高（或降低）1℃，需要吸收（或放出）的热量是4.2×103J。


3.不同的物质，质量相同，吸收相同的热量，温度升得慢的比热容大。


不同的物质，质量相同，升高同样的温度，加热时间长的比热容大。


质量相同的不同物质，吸收或放出同样的热量时，比热容大的物质温度变化小，


比热容大的物质对温度有很好的调节作用。


知识解读





【例1】依据表格中的数据，下列说法正确的是（ D ）


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


【训练1】用冷水冷却汽车发动机，主要是利用水的（ A ）


A .比热容大 B .密度大 C .凝固点低 D .沸点高


【训练2】夏日午后，晋阳湖边的沙子热得烫脚，而湖水却很清凉；傍晚日落，沙子凉了，湖水却暖暖的。这主要是因为水和沙子具有不同的（ C ）


A .密度 B .内能 C .比热容 D .热量





【例2】用同一酒精灯分别给质量相等的甲、，乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（ B ）


A .甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容大于乙物质的比热容


B .甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容小于乙物质的比热容


C .甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容大于乙物质的比热容


D .甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容小于乙物质的比热容


【训练1】两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、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，根据图象分析可知（ A ）


A .甲液体的比热容小于乙液体的比热容


B .如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同


C .如果都加热1min，甲比乙吸收的热量多


D .加热时间越长，液体分子运动越慢





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1.热量计算的一般式：___Q＝cm△t___


开始的温度叫初温，结束时的温度叫末温，升高的温度指的是初温与末温的温度差。


2.如果我们用Q吸代表物质吸收的热量，c代表比热容，m代表物质的质量，t0代表物质的初温，t代表物质的末温，


物体吸收热量的公式Q吸＝cm(t－t0) 物体放出热量的公式Q放＝cm(t0－t)





知识解读





【例1】沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水的_比热容大__。质量为10kg的水温度升高20℃所吸收热量为_8.4×103J（c水=4.2×103J/（kg·℃））。


【训练1】质量为5千克的水温度降低了40℃，求水放出的热量Q放。[c水=4.2×103焦/(千克·℃)]


Q＝cm△t=4.2×103J/（kg·℃）×5kg×40℃=8.4×103J


【训练2】小贝家里购买了经济安全、节能环保的太阳能热水器，若该热水器里面装有温度为10℃的水30kg，经过阳光照射后，水温升高到45℃，在这一过程中水吸收的热量是4.4×106_J。


【训练3】将质量为1千克、初温为80°C的铝块放在室内冷却，使其温度降低到30°C。


求： 铝块放出的热量Q放［c铝=0.9×103J/（kg·℃）］。


Q放＝cm(t0－t)= 4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（80°C -30°C）=4.5×104J





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1.比较不同物质吸热的情况


（1）实验探究：不同物质的吸（放）热本领探究


①设计实验：在比较不同物质吸热的情况时可以采取以下两种方法：


a、选取质量_相同_的不同物质，让他们吸收__相同_的热量，比较它们升高的温度，


温度升高少的物质吸热本领强；


b、选取质量_相同_的不同物质，使它们升高_相同_的温度，比较他们吸收热量的多少，


吸收热量多的物质吸热本领强(填“相同“或“不相同“)。


②实验器材及需要测量的物理量：


实验器材：相同规格的电加热器、烧杯、_天平_、__温度计_、__秒表__、水、煤油等


实验需要测量的物理量：


a、用温度计测水和煤油的初温t0、末温t末； b、用天评测水和煤油的质量m；


c、用停表记录加热时间t。


③实验记录表格


④分析论证：给质量、初温相同的水和煤油加热，是他们吸收相同的热量（加热时间相同），煤油的温度升的比水高；使它们升高相同的温度，对水加热的时间更长一些，表明水与煤油的吸热本领不同。


⑤探究归纳：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量_不相同；质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度_不相同_。实验说明不同种类的物质吸热的本领不同。





知识解读





【例1】如图所示是“探究不同物质吸热能力”的实验，将甲和乙两种液体分别装在两个相同的烧杯中，并测出甲和乙的初温，然后用两个相同的酒精灯加热，记录实验数据，并绘制出如图所示的图象，（不计热损失）：


（1） 实验时，应保证甲、乙的初温和_质量（选填“体积”或“质量”）相等。


（2） 加热10min，甲吸收的热量_等于（选填“大于”、“小于”或“等于”）乙吸收的热量。








（3） 通过实验，分析记录的实验数据可知。从开始加热到60℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲＝ 12 Q乙 ， 乙液体的比热容是甲液体的__2_倍。


【训练1】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，目的是保证水和煤油质量相等；


（2） 加热10min，水吸收的热量_等于_（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_98_℃，煤油的比热容是_2.1×103_J/（kg•℃）【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】


【训练2】用图 甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”。在两个相同烧杯中分别加入初温质量相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾；


（1） “用相同酒精灯加热”，目的是控制两种物质在相同时间内吸收热量相同，分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水沸点比水高；水沸腾时温度计的局部放大图如图乙所示，则水的沸点为_98_℃；


（2） 实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水_多（选填“多”或“少”）；


（3） 能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？


答：不能，其原因是_实验没有控制升高温度相同_。





强化训练








一、选择题


1.根据表中一些物质的比热容[J/(kg•℃)]的数据，下列判断正确的是 ( D )


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








2. 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（ C ）


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


3. 如图装置，用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上，两试管装有质量相同的不同种液体，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触，传感器通过数据采集线与计算机相连接，在计算机上得到的实验图像如图所示，下列说法正确的是（ ）





A .加热t1时间，甲吸收热量多 B .甲的比热容大


C .甲、乙升高相同的温度，甲吸收热量多 D .吸收相同的热量，甲升温比乙多


4. 为了比较不同物质的吸热能力，某同学选用两个规格相同的烧杯，加入初温相同、质量相同的水和食用油，选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油，选用两个相同的温度计测量水和食用油的温度，并配备了秒表用来计时，实验装置如图甲、乙所示。根据实验数据绘制水和食用油的温度随时间变化的图像如图丙所示。则下列说法中正确的是（ ）





A .实验中选用相同电加热器，目的是保证水和食用油温度变化相同


B .实验中用温度计的示数变化表示水和食用油吸收热量的多少


C .由图像可知，升高相同温度，食用油所需时间长，所以吸热能力强


D .由图像可知，加热相同时间，水温度变化小，所以吸热能力强








5. 小明和小华同学在做“探究：比较水与煤油吸收热量时温度升高的快慢”的实验时, 使用了如图所示的装置．设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是( )


A .采用完全相同的加热方式


B .酒精灯里所加的酒精量相同


C .取相同质量的水和煤油


D .盛放水和煤油的容器相同


二、计算实验题


6. 用两个相同的电加热器分别给质量均为2kg的水和某种液体加热，每隔1min记录一次温度，如下表所示，求：


水经过5分钟吸收的热量；


Q水＝cm△t1=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（30℃-20℃）=8.4×104J


（2） 某液体的比热容。


Q某液体= Q水=8.4×104J C=Q某液体m△t2=8.4×104J2kg×（35℃-20℃）=2.8×103J/（kg·℃）


7. 用燃气锅炉烧水时，把质量为500L，初温为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是多少？已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。


m=ρv=1.0×103kg/m3×0.5m3=500kg


Q水＝cm△t=4.2×103J/（kg·℃）×500kg×（30℃-20℃）=1.68×108J


8. 了比较水和食用油的比热容，某同学用如图所示的器材进行了实验。实验数据记录如下：





（1） 该实验除了图示中的实验器材以外，还需要的测量工具是停表和天平_。


（2） 实验中，两烧杯内放入相同规格的电加热器，这样可以保证在相同的时间内，水和食用油吸收的热量_相同，通过比较升高的温度__来比较水和食用油的吸热能力。





（3） 实验中用到的研究方法除了转换法外还有_控制变量法_。


（4） 已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则食用油的比热容为__2.1×103__J/（kg•℃）。


（5） 如图2中能合理反映该实验结果的图象是 乙（填“甲”“乙”或“丙”）


9. 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） 在两个相同的烧杯中应加入初温相同、_质量__相同的水和食用油；


（2） 实验中便用相同电加热器加热的目的是：使水和煤油在相同时间内__吸收热量__相同；


（3） 实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给___水__加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水_弱__(“强”或“弱”)：


（4） 如果水和煤油都加热10min，水吸收的热量__等于__(选填“大于”“小于”或“等于")煤油吸收的热量。


（5） 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__98___℃，煤油的比热容是__2.1×103_____J/(kg·℃)。(c水=4.2x103J／(kg·℃) (q酒精=3.0×107J／kg)


10. 李兰同学在做题时总会遇到“某液体相同时间内放出的热量相同”这样的条件，但她观察实际情况发现，不同温度的水放热的速度(相同时间内放出的热量)是不一样的。经过查资料，她了解到：水放热的快慢(相同时间内放出热量的多少)与容器(材料、厚度、形状等)、质量以及水和环境的温度差有关。


为了简化问题，李兰只想探究“放热前与环境温度差不同的水，相同时间放出的热量与该温度差的定性关系”。经过跟老师的讨论，老师建议测量的时间间隔以10分钟为最佳。


现在有一个烧杯和杯中的热水(已知水的质量为m,水的初温t0>80℃)，假设环境温度不变，已知水的比热容为c水。请你帮助她设计实验方案。


（1） 实验器材：烧杯、热水、________


（2） 实验步骤：(可画图或文字表述)________


（3） 第一个10分钟内水放出的热量表达Q放=________ (用题目已知及测量的物理量表述)


参考答案：（1）还需要秒表和温度计；


（2）实验步骤：


= 1 \* GB3 ①用温度计测量环境温度，记为t； = 2 \* GB3 ②用温度计测量热水的初温，记为t1； = 3 \* GB3 ③10分钟后，用温度计测量热水的温度，记为t2； = 4 \* GB3 ④20分钟后，用温度计测量热水温度，记为t3，


（3)[根据以上实验步骤及Q吸=cm△t知道，第一个10分钟内水放出的热量表达是：


Q吸=cm(t2-t1)物质
比热容c/ （J/(kg·°C)-1）
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
物质
质量m/kg
初温t0/℃
末温t末/℃
升高的温度△t/℃
加热时间t/min
水
煤油
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/(J·kg-1 ． ℃-1)
4．2×103
2．1×103
2．1×103
0．88×103
0．39×103
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
某液体的温度/℃
20
23
26
29
32
35