专题13.3 比热容--九年级物理人教版
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1、第十三章 内能第3节 比热容一、比热容1定义: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_和_乘积之比,叫做这种物质的比热容。2物理意义:表示物体吸热或放热能力的物理量。3比热容是物质的一种_。物质的比热容大小与物质的种类、状态_,与质量、体积、温度、密度、吸放热、形状等_。二、实验探究:比较不同物质的吸热能力 1科学方法:_法和转换法(以加热时间的多少来表示吸收热量的多少)。2除了图中的器材还需要_。3实验时应当在杯内分别装入质量_水和煤油。4根据实验数据画出的图像可知c甲_c乙。三、比热容的应用水的比热容为_J/(kg)。水可以调节气温、取暖、作制冷剂、散热,是因
2、为水的比热容_。四、计算热量的公式Q吸=_,Q放=cm(t0t)。五、热平衡方程不计热损失Q吸=Q放质量 温度变化量 特性 有关 无关控制变量 停表 相等 4.2103 大cm(tt0)一、比热容定义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(或降低)的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。表示不同物质吸热(或放热)能力的物理量单位J/(kg)公式Q吸=cm(tt0),Q放=cm(t0t);可以简写为Q=cmt特点1物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般不同;因此,可以用比热容的不同来(粗略地)鉴别不同的物质 2同一种物质的比热容一般不
3、随质量、形状的变化而变化。如一杯水与一桶水,它们的比热容相同3对同一种物质,比热容大小与物态有关,例如水的比热容与冰的不同水比热容大的应用调节温度1使沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;形成海陆风2农民在秧田里灌一些水,使秧苗的温度变化不大,对秧苗起来保护作用作冷却剂或取暖1汽车的发动机、发电厂的发电机的冷却系统用水作为冷却液2冬季供暖用的散热器、暖水袋【例题1】沿海地区昼夜温差较小,而内陆地区的昼夜温差较大,甚至出现“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”的现象,这主要是因为A海水的比热容大,沙石的比热容小B海水的密度小,沙石的密度大C海水的内能多,沙石的内能少D海水吸收的热量少,沙石吸收的热
4、量多参考答案:A试题解析:因为沙子的比热容较小,白天,吸收热量后,沙子的温度升高的多,气温较高;夜晚,放出热量后,沙子的温度下降的多,气温较低;由此可知内陆地区白天黑夜的温差大,产生了早穿皮袄午穿纱的现象,因此,A符合题意。二、热量的计算应注意的问题1正确理解公式Q=cmt中各量的物理意义。2注意物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、质量和温度的变化量三个因素有关系,而与物体的温度没有关系。学,科网3同一公式中的各物理量的单位必须统一。4公式只适用于无状态变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。5注意温度“升高了”、“升高到”、“降低了”、“降低到”等不同的说法,要正确辨别。6正确理
5、解公式的意义,应注意:表示物质的比热容可以用吸收(或放出)的热量与质量、变化的温度的乘积的比值表示,同种物质在同种状态下这个比值是一定的,不同物质的比值不同。7涉及比热容的问答说明题的表述,通常借助公式Q=cmt来说理更严密。【例题2】(2018长沙汇编)小天用电热水壶将1千克20 的水加热至70 ,在这个过程中,下列分析正确的是c水4.2103 J/(kg) A水吸收的热量为2.1105 JB电热水壶消耗的电能全部转化为水的内能C水的温度升高,它的内能减小D水的温度升高,它的比热容变大参考答案:A试题解析:根据题意知道,水吸收的热量是:Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)1 k
6、g(70 -20 )=2.1105 J,故A正确;电热水壶消耗的电能会转化为水的内能、水壶的内能,部分热量散失到空气中,故B错误;水的温度升高,它的内能增加,故C错误;比热容是物质的一种特性,其大小仅与物质的种类和所处的状态有关,而与物体的质量和温度无关,故D错误,故选A。三、公式法与比例法的综合应用运用公式法解热量的计算题时,注意首先要判断是吸热过程还是放热过程,并找出所求物理量,然后再列出相应的公式,代入已知物理量的数值,最后进行数学计算并求出结果,例如用铝壶烧水,应求铝壶、水两个物体吸收热量的总和。由此可见,在解答物理习题时,要认真仔细地审题,考虑问题应从实际出发,做到全面周密。运用比例
7、法解题时,一般遵循以下步骤:1列出各物体吸(放)热的方程式,涉及求比热容之比、质量之比、温度差之比的还要进行公式变形;2针对所求量之比列出比例式;3代入已知数据,计算得出结果;4对题目中的要求加以分析。【例题3】(2018达州卷)如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象,第6 min时的内能_第8 min时的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”);该物质在CD段的比热容是AB段比热容的_倍(被加热物质的质量和吸、放热功率不变)。参考答案:小于 2试题解析:晶体熔化过程要吸收热量,内能增加。所以第6 min时的内能小于第8 min时的内能;根据图中坐标信息可知,
8、该物质在AB段温度升高10 ,被加热4 min;在CD段温度升高5 ,被加热4 min;则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1:1,根据Qcmt可得,所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍。四、控制变量法和转换法在探究物质的吸热能力中的应用在探究不同物质吸热情况实验中,应用控制变量法。试验中,应控制水和食用油(或其他物质)的质量、初温相同,通过升高相同的温度比较加热时间,或加热相同的时间比较升高温度的大小。在探究不同物质的吸热情况的实验中,将不同物质的吸热能力的比较转换成升高温度的大小进行比较。将吸收热量的多少转换成相同的电加热器加热时间的长短(或温度计示数的高低),都运用转换法。【
9、例题4】为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,并设计了如下实验步骤: A在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;B用两支温度计分别测出水和煤油的初温;C在烧杯中,分别用功率相同的电热器,加热时间相同;D用温度计分别测出水和煤油的末温。小聪认为:(1)步骤A存在的错误是:在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;应改为_;(2)步骤C,加热时间相同是为了使水和煤油_;(3)步骤B和D是为了得出水和煤油的 _;(4)实验中搅拌器的作用是:使液体 _; (5)实验中发现煤油的温度比水的温度升高得_(选填“快”或“慢”),这表明_吸热本领更强。参考答案:(1)在
10、两个同样的烧杯中,分别装入等质量的水和煤油 (2)吸收相等的热量 (3)升高的温度 (4)受热均匀 (5)快 水试题解析:(1)根据控制变量法,要保持不同物质的质量相同,应改为:在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的水和煤油;(2)根据转换法,加热时间相同是为了使水和煤油吸收相等的热量;(3)步骤B和D是为了得出水和煤油升高的温度相同;(4)实验中搅拌器的作用是:使液体受均匀;(5)实验中发现煤油的温度比水的温度升高快,根据比较吸热能力的第2种方法,这表明水吸热本领更强。1关于物质的比热容,下列说法中正确的是A比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关B同种物质质量越大比热容就越大C因为水的比热
11、容较大所以比较适合做冷却剂D物质的状态发生变化时其比热容一般不变2两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知A甲液体的比热容大于乙液体的比热容B如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同C加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量D加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多3一瓶酒精用去三分之二,则剩余酒精的密度、比热容A密度、比热容减小为三分之一B两个量都不变 学科-网C两个量都变为原来的三分之一D密度不变、比热容变为原来的三分之一4下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是A夏天,在地上洒水会感到凉快B北方楼房内的
12、“暖气”用水作为介质C海边昼夜温差变化比沙漠中小D生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度5蒸馒头的师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头时,为了避免手被烫伤,要先用手蘸一下凉水,他这样做的主要道理是A利用凉水是热的不良导体,把手和热馒头分开B利用凉水温度低,能快速降低蒸笼内水蒸气的温度C利用凉水蒸发要吸热,能降低水的温度D利用凉水先对手进行冷却,同时又由于水的比热容较大,避免手被烫伤6小明根据下表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是A液体的比热容一定比固体的比热容大B同种物质发生物态变化后,比热容不变C由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高D2 kg 的水温度升高 50 ,吸收的热量是 4.2
13、105 J7湿地具有美化环境、调节气候等功能。从物理学的角度分析:湿地能调节空气的湿度,是因为大量水_(填写物态变化的名称)可以提高空中水蒸气的含量;湿地能调节空气的温度,是因为水的_大。8用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋的温度降低,内能减少,这是通过_的方式改变鸡蛋的内能;如果水的质量是1 kg,初温为20 ,鸡蛋取出时水温为30 ,水吸收的热量是_J。c水=4.2103J/(kg)9将一个温度为20 质量为4.2 kg的铁块的温度升高到80 ,需要吸收_J的热量。然后将其放入一个装有温度为10 质量为1.15 kg的水的量热器中,最后水的温度将升高到_。忽略量热器吸热,c水=4.2103 J/(
14、kg),c铁=0.46103 J/(kg)10在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的。这是因为_的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时,_的温度升高得更快的缘故。11水的比热是_J/(kg)。装有50 L水的太阳能热水器,在阳光照射下,水温从20 上升到50 ,该热水器中水吸收的热量是_kJ。12质量和初温相同的甲乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后甲的温度大于乙的温度,则甲液体的比热容_乙液体的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”)。如果乙液体的质量为1 kg,初温为20 ,加热一段时间后温度升高到50 ,吸收的热量为1.26105 J,则乙液体的比热容为_
15、J/(kg)。13在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热。记录相关数据,并绘制出如图所示的图象。(不计热量损失)(1)实验时,选用初温和_均相等的甲、乙两种液体。(2)加热10 min,甲吸收的热量_乙吸收的热量;甲液体A点的质量_B点的质量(以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。甲液体的沸点是_。乙液体的比热容是甲液体比热容的_倍。14质量为2 kg,初温为20 的水,当吸收了2.1105 J的热量后,温度升高到多少摄氏度?15一杯酒精用掉一半,剩下一半的酒精的质量、密度、比热容的情况是A质量、密度、比热容不变B质
16、量和密度变为原来的一半,比热容不变C质量变为原来的一半,密度和比热容不变D质量变为原来的一半,密度、比热容不变16水与酒精是我们日常生活中最常见的两种物质。下表列出了它们在标准大气压下的部分物理特征数据,请你参照这些特征分析:让质量及初温都相等的水和酒精冷却,待它们放出相等的热量后再倒在一起混合。下列哪个判断是错误的物质密度(kg/m3)比热容J/(kg)凝固点()沸点()水1.01034.21030100酒精0.81032.4103-11778A在混合过程中,热将从酒精传递给水B均匀混合后,混合液的凝固点将比水的凝固点低些C均匀混合后,混合液的密度将比水的密度小些D均匀混合后,混合液的比热容
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