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文檔簡介
比熱容
1.比熱容
(1)定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積
之比,叫做這種物質(zhì)的比熱容,用符號c表示。單位:焦每千克攝氏度,符號是J/(kg·C)
(2)比熱容是反映物質(zhì)自身性質(zhì)的物理量,比熱容只決定于物質(zhì)本身,反映了物質(zhì)吸熱(或
放熱)的本領(lǐng),與物質(zhì)的質(zhì)量、吸收或放出熱量的多少、溫度的高低、形狀、位置等都沒有
關(guān)系。但是,物質(zhì)的比熱容不但與物質(zhì)的種類有關(guān),還與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。
*比熱容與吸熱本領(lǐng),溫度改變的難易程度
兩個角度物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)物質(zhì)的溫度改變的難易程度
具體說明比熱容大,吸熱本領(lǐng)強(qiáng)比熱容大,溫度難改變
比熱容小,吸熱本領(lǐng)弱比熱容小,溫度容易改變
實例汽車的發(fā)動機(jī)用水做冷卻劑沿海地區(qū)晝夜溫差小,內(nèi)陸地區(qū)晝夜溫差大
(3)質(zhì)量相同的同種物質(zhì),溫度升高1攝氏度吸收的熱量,與溫度降低1攝氏度放出的熱
量是相同的。
2.熱量的計算:
計算公式:Qcmt,其中,吸熱公式:cm(t),放熱公式:cm(t)。
Q吸t0Q放t0
c表示物質(zhì)的比熱容,m表示物質(zhì)的質(zhì)量,t是指溫度的變化量,表示物質(zhì)的初溫,t表
t0
示末溫。
【典型例題】
類型一、比熱容
2、下列各種情況下比熱容會發(fā)生變化的是()
A.一杯水倒去一半
B.水凝結(jié)成冰
C.一塊鐵加工成鐵屑
D.15℃的水變成45℃的水
【思路點撥】物質(zhì)的比熱容是物質(zhì)本身的一種特性;根據(jù)比熱容概念,即可判斷。
【答案】B
【解析】物質(zhì)的比熱容是物質(zhì)本身的一種特性,與質(zhì)量、溫度、形狀無關(guān);水凝結(jié)成冰,物
質(zhì)狀態(tài)發(fā)生改變,比熱容也因此改變,故選B。
類型二、熱量的計算
2、小陽家的熱水器內(nèi)裝有質(zhì)量為5kg的水,該熱水器中水的溫度從20°C升高到40°C。求
這些水吸收的熱量。[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)]
【思路點撥】知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫,利用吸熱公式Q吸=cm△t求水
吸收的熱量。
【答案與解析】
Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40-20)℃
=4.2×105J
一.選擇題(共20小題)
1.兩個相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩種液體,用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱
時間的關(guān)系如圖所示。下列說法中錯誤的是()
A.升高相同的溫度,甲液體吸收的熱量多
B.吸收相同的熱量,乙液體比甲液體的末溫高
C.甲液體的比熱容小于乙液體的比熱容
D.即使甲液體吸收的熱量增大,甲的比熱容也不變
【分析】利用下列知識分析判斷:
(1)用同一熱源加熱,相同的加熱時間,甲乙液體吸收的熱量就是相同的;
(2)由Q吸=cm△t可知,質(zhì)量相同的兩種液體,升高相同的溫度,比熱容大的吸收的
熱量多;質(zhì)量相同的兩種液體,吸收相同的熱量,比熱容大的溫度變化小;
(3)比熱容是物質(zhì)的一種特性,其大小僅與物質(zhì)的種類、所處的狀態(tài)有關(guān),而與質(zhì)量、
升高的溫度、吸收的熱量無關(guān)。
【解答】解:
A、由圖象可知,質(zhì)量相同的甲乙兩種液體,升高相同的溫度,甲液體的加熱時間更長,
吸收的熱量更多,故A正確;
B、由圖象可知,加熱相同的時間,即吸收相同的熱量,乙液體的末溫高,故B正確;
C、由圖象可知,加熱相同的時間,即吸收相同的熱量,乙液體的末溫高,而初溫相同,
乙液體升高的溫度多,由Q吸=cm△t可知,乙的比熱容小、甲的比熱容大,故C錯誤;
D、甲液體吸收的熱量增大,狀態(tài)不變、比熱容不變,故D正確。
故選:C。
【點評】本題考查學(xué)生對圖象的分析能力,近幾年的中考,圖象分析題的比例是越來越
大,圖象的分析是初中學(xué)生必須掌握的一種能力。
2.關(guān)于熱學(xué)知識,下列說法不正確的是()
A.物體的內(nèi)能一定不為零
B.升高相同的溫度,比熱容大的物體,吸收的熱量多
C.熱量可以從內(nèi)能小的物體傳遞給內(nèi)能大的物體
D.對物體做功,物體內(nèi)能不一定增加
【分析】(1)一切物體都有內(nèi)能;
(2)根據(jù)公式Q=cm△t分析;
(3)發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差;
(4)改變物體內(nèi)能的方式有:做功和熱傳遞。
【解答】解:A、一切物體都有內(nèi)能,因此物體的內(nèi)能不會為零,故A正確;
B、根據(jù)公式Q=cm△t可知,在質(zhì)量相同、升高的溫度相同時,比熱容大的物體,吸收
的熱量多,由于不確定物體質(zhì)量的關(guān)系,故B錯誤;
C、發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差,即內(nèi)能大的物體溫度不一定高,故熱量也可以從內(nèi)
能小的物體傳遞給能大的物體,故C正確;
D、對物體做功的同時,物體可能向外放熱,因此物體內(nèi)能不一定增加,故D正確。
故選:B。
【點評】本題綜合考查了內(nèi)能、比熱容、改變內(nèi)能的兩種方式等知識,正確理解相關(guān)的
知識點是解題的關(guān)鍵。
3.下列各種情況下,水的比熱容會發(fā)生變化的是()
A.一杯水倒去一半B.水凝固成冰
C.讓水吸收更多的熱量D.15℃的水變成45℃的水
【分析】物質(zhì)的比熱容是物質(zhì)本身的一種特性,與物質(zhì)種類及狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量大小、
溫度變化、熱量多少沒有關(guān)系。
【解答】解:
A、一杯水倒去一半,物質(zhì)不變,狀態(tài)不變,所以比熱容不變,故A不符合題意;
B、同種物質(zhì)不同狀態(tài),比熱容不同,水凝結(jié)成冰,物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生變化,比熱容發(fā)生變
化,故B符合題意;
C、讓水吸收更多的熱量后,由于物質(zhì)的種類不變,狀態(tài)不變,所以比熱容不變,故C
不符合題意;
D、15℃的水變成45℃的水,由于物質(zhì)的種類不變,狀態(tài)不變,比熱容不變,故D不符
合題意。
故選:B。
【點評】考查了比熱容的概念,屬于基礎(chǔ)題,務(wù)必掌握。
4.質(zhì)量相同的A、B兩金屬塊,把它們都加熱到100℃,然后分別投入裝有質(zhì)量相同、初
溫都為0℃的C、D兩杯水中,測量的結(jié)果:金屬塊A使C杯的水溫升高了10℃,金屬
塊B使D杯的水溫升高了20℃.設(shè)兩金屬塊比熱容為cA和cB,則cA與cB的比值為
()
A.4:9B.9:4C.19:9D.9:19
【分析】當(dāng)水的溫度不再升高時,每個杯中都達(dá)到了熱平衡,即每個金屬塊放出的熱量
等于各自杯中水吸收的熱量,這樣就可以列出兩個方程,聯(lián)立即可求出甲乙金屬塊的比
熱容之比。
【解答】解:因為C的初溫度為0℃,金屬塊A使C杯的水溫升高了10℃,故C杯中水
和A的末溫度都為10℃;
對于金屬塊A來說有:cAmA(t0﹣tA)=c水m水△t1…
①
因為D的初溫度為0℃,金屬塊B使D杯的水溫升高了20℃,故D杯中水和B的末溫
度都為20℃;
對于金屬塊B來說有:cBmB(t0﹣tB)=c水m水△t2
因為m甲=m乙,則÷得:===,
①②
=
所以=,故A正確。
故選:A。
【點評】該題考查了熱平衡方程,主要還是利用吸熱等于放熱,通過題中已知量之間的
關(guān)系,得出未知量的比值關(guān)系。具有一定的難度。
5.生產(chǎn)生活中,我們常利用水的比熱容大這一性質(zhì)。下列實例中與這一性質(zhì)無關(guān)的是()
A.初春夜晚向稻田中灌水保溫
B.夏天中午灑水車灑水降溫
C.城市建造人工湖來調(diào)節(jié)氣溫
D.熱水袋用水來做取暖物質(zhì)
【分析】水的比熱容大,說明相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的熱量,
水的溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多。
【解答】解:
A、因為水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,降低相同的溫度,水放出的熱量
多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的熱量以防凍壞秧苗,故與水的比熱容
有關(guān),故A不符合題意;
B、夏天中午灑水車灑水降溫,利用的是汽化吸熱,故B符合題意;
C、城市建造人工湖來調(diào)節(jié)氣溫,即由于水的比熱容最大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,
吸收相同的熱量,水溫度上升的慢,故與水的比熱容有關(guān),故C不符合題意;
D、由于水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,降低相同的溫度,水放出的熱量
多,所以熱水袋用水來取暖,故和水的比熱容有關(guān),故D不符合題意。
故選:B。
【點評】本題主要考查學(xué)生對水的比熱容大的特點以及應(yīng)用的了解和掌握,理解并用好:
相同的m、△t,c大的Q多,可以通過Q=cm△t幫助記憶。
6.下面有關(guān)小轎車的描述錯誤的是()
A.用水箱里的水來散熱是利用水的比熱容大
B.小轎車的流線型設(shè)計可以減小空氣阻力
C.小轎車在高速行駛時對地面的壓力會變大
D.前面擋風(fēng)玻璃不豎直安裝可以避免因平面鏡成像造成不安全
【分析】(1)生活中水的比熱容是常見物質(zhì)中最大的,因此常被用做傳熱介質(zhì)或冷卻劑
等;
(2)流線型設(shè)計可以減小空氣阻力;
(3)根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,可判斷汽車對地面壓力與自身重力的關(guān)系;
(4)根據(jù)平面鏡成像的特點進(jìn)行分析。
【解答】解:
A、汽車的發(fā)動機(jī)用循環(huán)流動的水散熱,是利用了水的比熱容大,相同情況下,水能吸收
更多的熱量,故A正確;
B、小轎車的流線型設(shè)計可以減小空氣阻力,故B正確;
C、小轎車高速行駛時,其上方空氣流動速度比下方空氣流動速度快,上方空氣對汽車的
壓強(qiáng)比下方小,產(chǎn)生向上的升力,使得汽車對路面的壓力小于汽車的重力,即小轎車在
高速行駛時對地面的壓力會變小,故C錯誤;
D、擋風(fēng)玻璃既透明,又具有平面鏡的作用,由平面鏡成像的特點可知,物體與像關(guān)于平
面鏡對稱;當(dāng)擋風(fēng)玻璃豎直安裝時,平面鏡形成的像正好在視線的正前方,會影響司機(jī)
視線,造成行車不安全,所以當(dāng)傾斜安裝時,形成的像在車的前上方,不會影響司機(jī)的
視線,故D正確。
故選:C。
【點評】本題主要考查了水比熱容大的應(yīng)用、減小空氣阻力的方法、流體壓強(qiáng)與流速的
關(guān)系、平面鏡成像特點的應(yīng)用等,有一定綜合性,但難度不大。
7.在生活中水有多種用途,這些用途的背后也包含著許多物理原理,以下水的作用與運用
原理都正確的是()
A.氣溫驟降時,果農(nóng)給沒有成熟的橘子噴水﹣水的凝固吸熱,防止橘子凍傷
B.汽車裝有水箱作為散熱器幫助氣缸降溫﹣水的比熱容比較大,可以吸收較多的熱量
C.炎熱的夏天,在地上灑水可以降低室內(nèi)氣溫﹣水的液化吸熱,帶走空氣的熱量
D.寒冷地區(qū),巖石裂隙中的水結(jié)冰后會使巖石崩裂﹣水結(jié)冰密度變大,體積膨脹
【分析】(1)物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)發(fā)生的是凝固現(xiàn)象,凝固過程放出熱量;
(2)水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的熱量,水的溫度
升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多;
(3)物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài)發(fā)生的是汽化現(xiàn)象,汽化過程需要吸熱;
(4)一定質(zhì)量的水結(jié)冰體積膨脹,密度變小。
【解答】解:
A、氣溫驟降時,果農(nóng)給沒有成熟的橘子噴水,水凝固成冰放出熱量,使橘子的溫度不會
降得太低,能避免橘子被凍壞,故A錯誤;
B、因為水的比熱容較大,在相同條件下水能帶走較多的熱量,所以汽車發(fā)動機(jī)用水做冷
卻劑,故B正確;
C、炎熱的夏天在地上灑水,利用水汽化時能吸收大量熱量來降低溫度,故C錯誤;
D、水結(jié)冰后質(zhì)量不變,密度變小,由=可知,體積變大,故會使巖石崩裂,故D錯
誤。ρ
故選:B。
【點評】此題主要考查了物態(tài)變化的知識,考查了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的物理知識解決實際生
活中問題的能力。
8.夏天,海邊的晝夜溫差小,這是因為水的比熱容較大。下列現(xiàn)象中不能反映水的這一特
性的是()
A.北方供暖系統(tǒng)用水循環(huán)散熱
B.春天的夜晚,農(nóng)民往稻田里灌水以防秧苗凍壞
C.炎熱的夏天常常在教室的地面上灑水
D.城區(qū)建造人工湖以降低“熱島效應(yīng)”造成的夏季高溫
【分析】對水的比熱容大的理解:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的
熱量,水的①溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多。
水分的蒸發(fā)會從周圍吸熱而降低周圍環(huán)境的溫度,即蒸發(fā)吸熱。
②
【解答】解:A、因為水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,降低相同的溫度,
水釋放的熱量多,所以北方供暖系統(tǒng)用水循環(huán)散熱,故A不符合題意;
B、因為水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,降低相同的溫度,水放出的熱量
多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的熱量以防凍壞秧苗,故B不符合題意;
C、炎熱的夏天,往室內(nèi)地面上灑水,水蒸發(fā)會從周圍吸熱而降低周圍環(huán)境的溫度,不是
利用水的比熱容大的特點,故C符合題意;
D、城市修建人工湖,使水的覆蓋面積增大,因為水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物
質(zhì)比較,吸收相同的熱量,溫度升高的少,可以減弱熱島效應(yīng),故D不符合題意。
故選:C。
【點評】本題考查了蒸發(fā)吸熱、水的比熱容大的特點的應(yīng)用,應(yīng)用所學(xué)知識,解釋了實
際問題,體現(xiàn)了新課標(biāo)的要求,屬于中考熱點問題。
9.夏日晴朗的白天,在太陽光照射下,某海邊城市陸地與海面之間空氣流動示意圖(圖中
箭頭表示空氣流動方向)合理的是()
A.B.
C.D.
【分析】根據(jù)水的比熱容比泥土、沙石的比熱容大的特點來分析同樣吸熱時溫度上升情
況,判斷空氣流動方向。
【解答】解:夏日晴朗的白天,在太陽光照射下,海水比熱容較大,同樣吸收熱量時,
溫度升高的低;陸地多泥土、砂石,比熱容小,溫度升高的高,陸地上的空氣溫度高而
上升,所以地表附近空氣從海面流向陸地,高空空氣從陸地流向海洋,形成空氣循環(huán)。
故選:A。
【點評】本題主要考查學(xué)生對水的比熱容較大的應(yīng)用的了解和掌握,涉及到海陸風(fēng)的形
成,是一道跨學(xué)科的試題,要靈活掌握。
10.水具有比熱容大的特點,下列現(xiàn)象與此特點無關(guān)的是()
A.沿海地區(qū)溫差比內(nèi)陸地區(qū)小
B.空調(diào)房里放盆水可增加空氣濕度
C.冬天的暖氣設(shè)備用熱水供暖
D.白天的海風(fēng)多是從海面吹向陸地,夜晚的海風(fēng)多是從陸地吹向海面
【分析】對水的比熱容大的理解:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的熱
量,水的溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多。
【解答】解:
A、因為水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和砂石比較,在吸收或放出相同熱量時,水的溫度
變化小,沿海地區(qū)溫差比內(nèi)陸地區(qū)小,故A不符合題意;
B、空調(diào)房里放盆水可增加空氣濕度是利用水的蒸發(fā)使空氣中含有的水蒸氣的含量變大,
與比熱容無關(guān),故B符合題意;
C、因為水的比熱容大,同樣質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,降低相同的溫度,水放出的熱量
多,故冬天室內(nèi)的暖氣用熱水循環(huán)供熱,故C不符合題意;
D、因為海水比熱容大,所以溫度升高慢,白天時陸地溫度高,熱空氣膨脹上升,因為陸
地表面和海水表面產(chǎn)生壓強(qiáng)差,所以形成海風(fēng),風(fēng)從大海吹向陸地;晚上時大海溫度上
升,海面氣體受熱膨脹上升,陸地晚上空氣下降,同樣形成壓強(qiáng)差,形成了陸風(fēng),風(fēng)從
陸地吹向大海,故D不符合題意。
故選:B。
【點評】本題考查了水的比熱容大的特點的應(yīng)用,應(yīng)用所學(xué)知識,解釋了實際問題,體
現(xiàn)了新課標(biāo)的要求,屬于中考熱點題目。
11.烈日當(dāng)空,在海邊玩耍,會發(fā)現(xiàn)沙子燙腳,海水卻是涼涼的。這是因為()
A.沙子密度較大B.海水的密度較大
C.沙子的比熱容較大D.海水的比熱容較大
【分析】對水的比熱容大的理解:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的熱
量,水的溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多。
【解答】解:
因為沙子的比熱容比海水的比熱容小,在吸收相同熱量時,相同質(zhì)量的沙子比海水溫度
上升得快,所以在烈日當(dāng)空的海邊玩耍,會感到沙子燙腳,海水卻涼涼的,故D正確、
ABC錯誤。
故選:D。
【點評】本題主要考查學(xué)生對“水的比熱容大”的了解和掌握,是一道基礎(chǔ)題。
12.學(xué)習(xí)了比熱容的知識后,某物理課外興趣小組繪制了如圖所示的海陸風(fēng)成因及流動情況
示意圖,其中正確的是()
A.B.
C.D.
【分析】(1)水的比熱容比土壤(或砂石)的比熱容大,質(zhì)量相同的水和土壤(或砂石)
在同樣受熱情況下,水升高的溫度低;
(2)一般來說,溫度越高,大氣受熱膨脹上升越快,氣壓越低,因此多數(shù)情況下,熱的
地區(qū)為低壓,冷的為高壓;風(fēng)從高氣壓帶流向低氣壓帶。
【解答】解:
AC、白天,地表受太陽輻射而增溫,由于陸地土壤比熱容比海水比熱容小,且土壤容量
比海水容量小得多,陸地升溫比海洋快得多,因此陸地上的氣溫顯著地比附近海洋上的
氣溫高,陸地上空氣氣壓低于海洋表面氣壓,海陸風(fēng)由海洋吹向陸地;故A正確,C錯
誤;
BD、夜間,由于陸地土壤比熱容比海水比熱容小,且土壤容量比海水容量小得多,陸地
降溫比海洋快,海上氣溫高于陸地,陸地上空氣壓比海洋上空氣壓高,就出現(xiàn)與白天相
反的風(fēng)向,海陸風(fēng)由陸地吹向海洋;故BD錯誤。
故選:A。
【點評】本題考查了水的比熱容較大知識點的應(yīng)用,還涉及到了風(fēng)的形成原因,綜合性
較強(qiáng),需要學(xué)生有綜合各學(xué)科知識的能力,有一定難度。
13.用相同的酒精燈分別對a、b兩液體加熱(如圖甲),根據(jù)測得的數(shù)據(jù)分別畫出兩液體溫
度隨加熱時間變化的圖象(如圖乙)。已知在相同的時間內(nèi)兩液體吸收的熱量相等,則下
列推斷正確的是()
A.加熱過程中,a、b兩液體比熱容逐漸變大
B.若兩種液體質(zhì)量相等,則b液體的比熱容較大
C.若兩種液體比熱容相等,則a液體的質(zhì)量較大
D.若吸收相同的熱量,b液體升高溫度較大
【分析】(1)比熱容是物質(zhì)的特性,其大小與物質(zhì)的種類、所處的狀態(tài)有關(guān),而與質(zhì)量、
溫度變化無關(guān);
(2)由c=可知,質(zhì)量相等的不同物質(zhì),吸收相同的熱量,溫度升高多的比熱容
小;
(3)由m=知,若兩種液體比熱容相等,吸收相同的熱量,溫度升高多的,質(zhì)量
小;
(4)由圖乙可知,吸收相同的熱量,a、b哪個溫度升高得多。
【解答】解:
A、比熱容是物質(zhì)的一種特性,在加熱a、b液體時,溫度升高,但比熱容不變,故A錯
誤;
B、加熱相同時間,兩液體吸收的熱量相同,若兩種液體質(zhì)量相等,由圖乙可知,b液體
升高溫度較小,由c=可知,b液體的比熱容較大,故B正確;
C、加熱相同時間,兩液體吸收的熱量相同,若兩種液體比熱容相等,由圖乙可知,a的
溫度升高得多,由m=知,a的質(zhì)量較小,故C錯誤;
D、由圖乙可知,吸收相同的熱量(即加熱相同時間),b液體升高溫度較小,故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題考查了吸熱公式Q吸=cm△t的應(yīng)用,分析物體的溫度﹣加熱時間的關(guān)系圖
象、從中得出相關(guān)信息是關(guān)鍵。
14.已知水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃),用如圖所示的家用電熱水壺?zé)_一壺自來水,
水吸收的熱量約為()
A.6×104JB.6×105JC.6×106JD.6×107J
【分析】估測出水壺的容量,即水的體積,利用密度公式求出水的質(zhì)量,再估測出常溫
時水的溫度,利用Q=Cm(t2﹣t1)可求出水吸收的熱量。
【解答】解:根據(jù)生活常識,水壺的容量為1.5﹣2升,常溫時水的溫度為20攝氏度左右,
則根據(jù)=可得水的質(zhì)量:m=V=1g/cm3×2000cm3=2000g=2kg。
ρρ
3
水吸收的熱量:Q=Cm(t2﹣t1)=4.2×10J/(kg?℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72
×105J。
計算結(jié)果與6×105J比較接近,故ACD錯誤,B正確。
故選:B。
【點評】此題考查熱量的計算,難度不大,關(guān)鍵是估測出水壺的容量和常溫時水的溫度。
15.用兩個相同的電熱器給質(zhì)量同為2kg的物質(zhì)甲和水加熱,它們的溫度隨時間的變化關(guān)系
如圖所示,據(jù)此判斷甲物質(zhì)10min吸收的熱量為()
A.5.04×105JB.2.4×105JC.4.2×105JD.2.52×105J
【分析】由題知物質(zhì)甲和水質(zhì)量相同,升高的溫度相同時水吸收的熱量是物質(zhì)甲吸收熱
量的2倍。根據(jù)吸熱公式Q=c吸m△t判斷兩物質(zhì)的比熱容之間的關(guān)系,從而得出物質(zhì)甲
的比熱容。
由圖象確定甲10min升高的溫度,然后根據(jù)Q吸=cm△t求出甲物質(zhì)吸收的熱量。
【解答】解:
用兩個相同的電熱器給質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水加熱,由圖象可知,水溫度升高60℃需要
20min,物質(zhì)甲溫度升高60℃需要10min。
因為物質(zhì)吸收的熱量和時間成正比,
所以,質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水升高相同的溫度需要吸收的熱量關(guān)系為:Q水吸=2Q甲吸。
由Q吸=cm△t得:c=,
則c水=2c甲。
3
又因為c水=4.2×10J/(kg?℃),
3
所以c甲=c水=2.1×10J/(kg?℃),
甲物質(zhì)10min升高了60℃,
35
Q甲吸=c甲m甲△t甲=2.1×10J/(kg?℃)×2kg×60℃=2.52×10J。
故選:D。
【點評】比較兩個量的大小一定要根據(jù)公式來分析,這樣思維嚴(yán)謹(jǐn)些。有圖象的要合理
利用圖象。解決此題的關(guān)鍵就是能得出質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水升高相同的溫度水需要吸
收的熱量是甲的2倍。
16.如圖所示,規(guī)格相同的甲乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的純凈水,并用不同加熱器加
熱,不計熱損失,得到如圖丙所示的水溫與加熱時間的關(guān)系圖,則下列說法正確的是
()
A.甲杯水中每分鐘吸收的熱量為2.52×105J
B.甲、乙兩杯中的加熱器每分鐘放出的熱量之比為3:2
C.加熱相同的時間,甲、乙兩杯水升高的溫度之比2:3
D.將甲、乙兩容器中的液體從20℃加熱至沸騰所需要的時間之比為2:3
【分析】(1)加熱2min時,由圖丙的甲圖線可知甲容器中水升高的溫度;而水的溫度
變化隨時間的增加而均勻升高,據(jù)此判斷加熱1min時甲容器中水升高的溫度,已知水
的質(zhì)量和比熱容,利用Q吸=cm△t計算此時甲容器中的水吸收熱量;
(2)由圖丙可知,水的溫度從20℃升高到40℃時,甲的加熱時間為2min,乙的加熱時
間為3min;
已知兩容器中水的質(zhì)量和升高的溫度(均升高20℃),由于忽略散熱損失,由Q放=Q吸
和Q吸=cm△t即可求出每分鐘放出的熱量之比;
(3)根據(jù)每分鐘放出的熱量之比可知加熱相同的時間時水吸收的熱量之比,然后根據(jù)△
t=可判斷兩杯水升高的溫度之比。
(4)根據(jù)Q吸=cm(t﹣t0)可得甲、乙兩容器中的水從20℃加熱至沸騰所需熱量之比;
然后根據(jù)所用時間t=可求出所用時間之比。
【解答】解:
A、由圖丙的甲圖線可知,加熱2min時,甲容器中水升高的溫度:
△t=40℃﹣20℃=20℃;
由圖象還可知,水的溫度變化隨時間的增加而均勻升高,
所以,加熱1min時,甲容器中水升高的溫度:
△t′=△t=×20℃=10℃;
此時甲容器中的水吸收熱量:
35
Q吸1=cm1△t=4.2×10J/(kg?℃)×3kg×10℃=1.26×10J,故A錯誤;
B、由圖丙可知,水的溫度從20℃升高到40℃時,乙的加熱時間為3min;此時乙容器中
的水吸收熱量:
35
Q乙吸=cm2△t=4.2×10J/(kg?℃)×2kg×(40℃﹣20℃)=1.68×10J,
乙容器中的水每分鐘吸收熱量為:
54
Q吸2=×Q乙吸=×1.68×10J=5.6×10J;
由于忽略散熱損失,所以兩加熱器每分鐘放出的熱量與水每分鐘吸收的熱量相同,則:
54
加熱器每分鐘放出的熱量之比為:Q甲放/min:Q放2/min=1.26×10J:5.6×10J=9:4,
故B錯誤。
C、根據(jù)B可知相同時間內(nèi),加熱器放出的熱量之比為9:4,則相同時間內(nèi),兩杯水吸
收的熱量之比為9:4,根據(jù)△t=可得兩杯水升高的溫度之比為:
====,故C錯誤。
D、根據(jù)Q吸=cm(t﹣t0)可得甲、乙兩容器中的水從20℃加熱至沸騰所需熱量之比:
====;
根據(jù)時間t=可得所用時間之比為:
:=×=×=;故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查了吸熱公式的靈活運用,本題需要注意是利用的不同加熱器,則相同
的時間產(chǎn)生的熱量不同,解題的關(guān)鍵是從圖象中獲取有用信息。
17.甲乙兩物體,質(zhì)量和初溫都相同,先把甲放在一杯冷水中,充分接觸溫度相同后,水的
溫度升高了5℃;將甲取出,再把乙放入此杯水中,充分接觸溫度相同后,水的溫度又升
高了5℃,將乙取出.設(shè)過程中沒有熱量損失且水質(zhì)量不變,則下列說法正確的是()
A.甲的比熱容小
B.甲、乙放出的熱量不相等
C.前后兩次水內(nèi)能的增加量不相等
D.甲、乙比熱容相同
【分析】(1)甲乙兩物體分別放入同一杯水中,不計熱損失,由Q放=Q吸和Q=cm△t
判斷甲乙放出熱量的關(guān)系;
物體吸收熱量內(nèi)能增加,由水吸收熱量關(guān)系可知水內(nèi)能增加量的關(guān)系;
(2)先分析甲和乙降低溫度的大小關(guān)系,再由Q甲=Q乙和Q=cm△t判斷甲和乙的比熱
容的大小關(guān)系。
【解答】解:(1)由題知,先后將甲乙兩物體投入到同一杯水中,水升高的溫度相同,
由Q=cm△t可知,兩次水吸收的熱量相同,
因為沒有熱量損失且水質(zhì)量不變,即:Q吸=Q放,
所以Q放甲=Q放乙,即甲乙兩物體放出的熱量相同,故B錯誤;
物體吸熱,內(nèi)能增加,而兩次水吸收熱量相同,所以兩次水內(nèi)能的增加量相等,故C錯
誤;
(2)設(shè)水的初溫為t0水,甲和乙的初溫為t0,甲和乙的質(zhì)量為m,
甲放入冷水中,充分接觸溫度相同后,水的溫度升高了5℃,則甲和水的末溫為t0水+5℃,
甲降低的溫度△t甲=t0﹣(t0水+5℃),
取出甲,再放入乙,溫度相同后,水的溫度又升高了5℃,則乙和水的末溫為t0水+5℃+5℃
=t0水+10℃,
乙降低的溫度△t乙=t0﹣(t0水+10℃),
所以△t甲>△t乙,
因為Q放甲=Q放乙,甲和乙質(zhì)量相等,由Q=cm△t知,c甲<c乙,故A正確,D錯誤。
故選:A。
【點評】本題考查了熱平衡方程、熱量公式的應(yīng)用以及物體內(nèi)能改變的理解,能正確判
斷甲乙兩物體溫度變化大小關(guān)系是本題的關(guān)鍵。
18.一杯質(zhì)量為m的熱水與一杯質(zhì)量為3m的冷水混合,冷水溫度升高12℃,現(xiàn)將另一杯
質(zhì)量,溫度和原來相同的熱水繼續(xù)與剛混合后的水再次混合,則原來混合的水升高的溫
度(不考慮熱損失)()
A.12°CB.9°CC.7.2°CD.9.6℃
【分析】知道熱水的質(zhì)量和溫度變化、冷水的質(zhì)量和溫度變化,利用熱平衡方程Q吸=Q
放列出方程求解熱水溫度降低值;如果再把一杯相同的熱水倒入這個容器中,設(shè)容器內(nèi)水
溫變化為△t′,水最后溫度為t+△t′,熱水降低的溫度為t+36℃﹣(t+△t′)=36℃
﹣△t′,再利用熱平衡方程Q吸=Q放列出方程求解容器內(nèi)水溫升高值。
【解答】解:
忽略熱量損失,冷水吸收的熱量和熱水放出的熱量相同,即Q吸=Q放,
從而可知,c×m×△t=c×3m×12℃,則熱水溫度降低△t=36℃;
設(shè)此時的溫度為t,則原來熱水的溫度為t+36℃,容器內(nèi)水的質(zhì)量為4m;
如果再把一杯相同的熱水倒入這個容器中,設(shè)容器內(nèi)水溫變化為△t′,水最后溫度為t+
△t′,
熱水降低的溫度為t+36℃﹣(t+△t′)=36℃﹣△t′,
由熱平衡方程Q吸=Q放可知:
c×m×(36℃﹣△t′)=c×4m×△t′,
解得:△t′=7.2℃。
故選:C。
【點評】解決此類綜合分析題目,不計熱量的損失,可利用熱平衡方程Q吸=Q放列出方
程求解,難點在第二問,確定熱水的末溫是關(guān)鍵。
19.如圖甲,網(wǎng)上曾熱銷一種“55度杯”,稱“能很快將開水變成適飲的溫水,而后又能將
涼水變成適飲的溫水”.為破解此中秘密,隨州某中學(xué)物理小組設(shè)計了如圖乙模型,設(shè)此
杯內(nèi)膽中被封存著300g水,室溫20℃;現(xiàn)向杯中倒入200g、100℃開水,搖一搖,杯內(nèi)
水溫迅速降至t1,飲用后迅速將200g室溫礦泉水倒入該杯,搖一搖,礦泉水的溫度可升
至t2,若忽略內(nèi)膽及空間的熱能消耗,則t1、t2分別大約為()
A.52℃,39.2℃B.50℃,50℃C.40℃,60℃D.55℃,55℃
【分析】已知熱水和冷水的質(zhì)量、比熱容以及初溫、末溫,根據(jù)Q=cm(t﹣t0)和Q
=cm(t0﹣①t)求出冷水吸收的熱量和熱水放出的熱量;
熱水放出的熱量和涼水吸收的熱量相等,再根據(jù)Q水吸=Q熱水放求出混合后水的溫度。
②
【解答】解:
熱水放出的熱量:Q放=cm(t0﹣t),冷水吸收的熱量:Q吸=cm(t﹣t0);
①
假設(shè)熱水放出的熱量全部被涼水吸收,
②
所以Q吸=Q放,
33
即4.2×10J/(kg?℃)×0.2kg×(100℃﹣t1)=4.2×10J/(kg?℃)×0.3kg×(t1﹣20℃);
解得t1=52℃。
速將200g室溫礦泉水倒入該杯,搖一搖,礦泉水的溫度可升至t2,
③
33
即4.2×10J/(kg?℃)×0.3kg×(52℃﹣t2)=4.2×10J/(kg?℃)×0.2kg×(t2﹣20℃);
解得t2=39.2℃。
故選:A。
【點評】本題考查了學(xué)生對吸熱公式Q吸=cm△t的掌握和運用,解決此類題目,要結(jié)合
熱量公式和熱傳遞的條件進(jìn)行分析解答。
20.把加熱到100℃的某鐵塊投入m1克20℃的水中,混合溫度為40℃;把加熱到100℃的
該鐵塊投入m2克20℃的水中,混合溫度為60℃;如果把同樣加熱到100℃的該鐵塊投
入(m1+m2)克40℃的水中,混合溫度為()
A.50℃B.52℃C.48℃D.62℃
【分析】將同一鐵塊放在不同的液體中,高溫液體放出熱量、溫度降低,低溫液體吸收
熱量、溫度升高,不考慮熱損失,則Q吸=Q放,鐵塊和不同質(zhì)量的水混合,根據(jù)熱平衡
方程分別列出關(guān)系式求解。
【解答】解:
由題意,根據(jù)熱平衡方程得:
把加熱到100℃的某鐵塊投入m1克20℃的水中,
c鐵m鐵(100℃﹣40℃)=c水m1(40℃﹣20℃),
即:2×c鐵m鐵×60℃=c水m1×40℃,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
①
把加熱到100℃的某鐵塊投入m2克20℃的水中,
c鐵m鐵(100℃﹣60℃)=c水m2(60℃﹣20℃),
即:c鐵m鐵×40℃=c水m2×40℃,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
②
+得:
①②
c鐵m鐵×160℃=c水(m1+m2)×40℃,
所以c鐵m鐵=c水(m1+m2),﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
③
把加熱到100℃的某鐵塊投入(m1+m2)克40℃的水中,
c鐵m鐵(100℃﹣t)=c水(m1+m2)(t﹣40℃),﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
④
代入得:c水(m1+m2)×(100℃﹣t)=c水(m1+m2)(t﹣40℃),
③④
解得:
t=52℃。
故選:B。
【點評】本題考查了學(xué)生對吸熱公式、放熱公式、熱平衡方程的掌握和運用,涉及
到兩種物質(zhì),物理量多、比較復(fù)雜,要細(xì)心。
二.填空題(共5小題)
21.如圖所示,是加熱某物質(zhì)時的溫度時間圖象,則該物質(zhì)在C點時具有的內(nèi)能大于B
點時具有的內(nèi)能(選填“大于”“等于”或“小于”),該物質(zhì)在A點的比熱容小于C
點的比熱容(選填“大于”“等于”或“小于”)。
【分析】(1)晶體熔化過程中,吸收熱量,溫度不變,但內(nèi)能增加;
(2)由圖象可知,吸收相同熱量,物質(zhì)固態(tài)時溫度變化較快,液體時溫度變化較小,據(jù)
此可知物體比熱容的大小。
【解答】解:(1)該物質(zhì)在B點到C點時吸收熱量,內(nèi)能增加,故它在B點時具有的內(nèi)
能小于在C點時的內(nèi)能;
(2)由Q=cm△t可知:當(dāng)吸收的熱量和質(zhì)量都相同時,溫度變化越緩慢,比熱容就越
大,故物質(zhì)在固體時的比熱容小于液體時的比熱容,即物質(zhì)在A點的比熱容小于C點的
比熱容。
故答案為:大于;小于。
【點評】本題考查了在探究“晶體的熔化特點”的實驗中,對溫度﹣時間圖象的分析,
熱量公式的靈活運用等,有一定綜合性,難度適中。
22.北方樓房中的“暖氣”用水作為介質(zhì),是因為水的比熱容較大。質(zhì)量為1t的熱水
放出2.1×108J熱量后溫度降低50℃.暖氣能使室內(nèi)溫度升高內(nèi)能增加,這是通過
3
熱傳遞的方式實現(xiàn)的。[c水=4.2×10J/(kg?℃)]
【分析】(1)因為水的比熱容較大:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的
熱量,水的溫度升高或降低的少;升高或降低相同的溫度,水吸收或放出的熱量多,據(jù)
此分析;
(2)已知水的質(zhì)量、比熱容、放出的熱量,利用Q放=cm△t求水溫度降低值;
(3)改變內(nèi)能的方法:一是做功,二是熱傳遞。
【解答】解:
(1)因為水的比熱容大,相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,降低相同的溫度,水放出的熱
量多,取暖效果好,所以北方樓房中的“暖氣”用水作為介質(zhì);
(2)由Q放=cm△t得,水降低的溫度為:
△t===50℃;
(3)供熱時,暖氣片的溫度高于室內(nèi)空氣溫度,在暖氣片和空氣之間發(fā)生了熱傳遞,使
室內(nèi)的內(nèi)能增加、溫度升高,是通過熱傳遞的方式改變的。
故答案為:比熱容;50;熱傳遞。
【點評】本題考查了水的比熱容大的特點在生活中的應(yīng)用、改變內(nèi)能的方法、放熱公式
的掌握和運用,屬于綜合性題目。
23.今年暑假,小力在父母的協(xié)助下,從早上8:00開始每隔半小時分別對廖河公園的氣溫
和水溫進(jìn)行了測量,如圖是他根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪成溫度t1隨時間t2變化的圖線,據(jù)圖可
以判斷:虛線是水溫圖線(選填“實線”或“虛線”),因為水的水的比熱容大,
溫度變化小。
【分析】對水的比熱容大的理解:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,吸收或放出相同的熱
量,水的溫度升高或降低的少,據(jù)此分析。
【解答】解:
因為水的比熱容大,水和空氣在同樣吸放熱條件下,水溫度變化小,所以溫度變化較小
的虛線是水溫的圖線。
故答案為:虛線;水的比熱容大,溫度變化小。
【點評】本題主要考查了學(xué)生對水的比熱容大的特點的了解和掌握,應(yīng)用好“m、Q相同
時,c大的△t小”,也可以借助Q=cm△t幫助記憶。
24.農(nóng)作物的秸稈可以回收加工制成秸稈煤。完全燃燒0.5kg的秸稈煤可放出1.05×107
J的熱量;若這些熱量被質(zhì)量為25kg,初溫為20℃的水完全吸收,則可使水溫升高到
73
100℃.(已知q煤=2.1×10J/kg,c水=4.2×10J/(kg?℃))。
【分析】(1)知道秸稈煤的質(zhì)量和秸稈煤的熱值,利用公式Q放=mq求出秸稈煤完全燃
燒放出的熱量;
(2)由題意知,水吸收的熱量等于秸稈煤完全燃燒放出的熱量,根據(jù)Q吸=cm△t求出
水升高的溫度,再計算水的末溫(注意水的末溫為100℃,水沸騰時,吸熱但溫度不變)。
【解答】解:(1)秸稈煤完全燃燒釋放的熱量:
77
Q放=m秸稈煤q煤=0.5kg×2.1×10J/kg=1.05×10J。
7
(2)由題意可知,水吸收的熱量為:Q吸=Q放=1.05×10J,
由Q吸=cm△t可得,水升高的溫度:
△t===100℃,
則水的末溫:t=t0+△t=20℃+100℃=125℃,由于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃,所
以水的末溫度為100℃。
故答案為:1.05×107;100。
【點評】本題考查學(xué)生對燃料完全燃燒放出熱量公式,吸熱公式等知識的掌握和運用,
計算時注意沸騰特點,難度不大。
25.物理興趣小組的同學(xué)在課下繼續(xù)鉆研物理,這是他們近期討論的問題,大家也來試試吧。
(1)將一杯熱水倒入容器內(nèi)的冷水中,冷水溫度升高10℃,又向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱
水,冷水溫度又升高6℃,若再向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱水,則冷水溫度將再升高(不計
熱損失)4℃。
(2)如圖是安裝在武漢地鐵站內(nèi)的某種即熱式節(jié)能飲水機(jī)的原理圖。燒開的水很燙不能
立即飲用,即熱式節(jié)能飲水機(jī)中的熱交換套管很好地解決了這一問題,它的奧秘在于將
進(jìn)水管與出水管貼在一起,利用進(jìn)水管中的冷水給出水管中的開水降溫.同吋,進(jìn)水管中
的冷水被預(yù)熱后送到加熱腔中用電加熱器燒開。當(dāng)節(jié)能飲水機(jī)的出水量為1.9L/min時,
20℃的自來水經(jīng)熱交換套管后被預(yù)熱成85℃的熱水流進(jìn)加熱腔,同時有100℃的開水從
加熱腔流進(jìn)熱交換套管,變成可供直接飲用的溫開水流出。
可供直接飲用的溫開水的溫度是多少℃?(不計熱損失)
①
若電加熱器的效率為95%,則電熱器的電阻為多大?(結(jié)果保留整數(shù))
②
【分析】(1)知道熱水的質(zhì)量和溫度變化、冷水的質(zhì)量和溫度變化,利用熱平衡方程Q
吸=Q放列出兩個等式,可解得容器里的水與一杯水的質(zhì)量關(guān)系及熱水與冷水間的溫度差;
則假設(shè)一次性將全部熱水倒入,則可求得冷水升高的總溫度,即可求得再加1杯水時容
器內(nèi)的水升高的溫度;
(2)由題意可知,20℃的自來水經(jīng)熱交換套管后被預(yù)熱成85℃,同時相同質(zhì)量的100℃
的開水①從加熱腔流進(jìn)熱交換套管后變?yōu)闇亻_水流出,不計熱損失,根據(jù)Q=cm△t得出等
式即可得出直接飲用的溫開水的溫度;
由出水流量可知,每分鐘加熱水的體積,根據(jù)=求出水的質(zhì)量,根據(jù)Q吸=cm(t2
②ρ
﹣t1)求出加熱腔內(nèi)水吸收的熱量,利用=×100%求出消耗的電能,根據(jù)P=求
η
出加熱腔的電功率,利用P=求出電熱器的電阻。
【解答】解:(1)設(shè)熱水和冷水的溫度差為t,
質(zhì)量為m0的一小杯熱水倒入盛有質(zhì)量為m的冷水的保溫容器中,使得冷水溫度升高了
10℃,
Q吸=Q放,
從而可知,cm0(t﹣10℃)=cm×10℃,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
①
又向保溫容器中倒入一小杯同質(zhì)量為m0同溫度的熱水,水溫又上升了6℃,
△Q吸=△Q放,
從而可知,cm0(t﹣10℃﹣6℃)=c(m+m0)×6℃,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
②
則﹣得:
①②
6℃×cm0=10℃×cm﹣6℃×cm﹣6℃×cm0,
整理得:12℃×cm0=4℃×cm,
解得:m=3m0;
代入式可得,t=40℃;
①
假設(shè)我們將全部熱水一次性注入,則由熱平衡方程可知:
3m0c(40℃﹣△t)=mc△t,m=3m0;
聯(lián)立兩式解得:△t=20℃;
則注入后3杯水后,水溫還會上升:20℃﹣10℃﹣6℃=4℃;
(2)由題意,20℃的自來水經(jīng)熱交換套管后被預(yù)熱成85℃,同時相同質(zhì)量的100℃的
開水從①加熱腔流進(jìn)熱交換套管后變?yōu)闇亻_水流出,
所以,不計熱損失時,根據(jù)熱平衡方程,冷水吸收的熱量和熱水放出的熱量相等,
由Q=cm△t可得:cm(85℃﹣20℃)=cm(100℃﹣t),
解得:t=35℃;
由飲水機(jī)的出水流量為1.9L/min可知,每分鐘加熱水的體積:
②
﹣
V=1.9L=1.9×103m3,
由=可得,水的質(zhì)量:
ρ
﹣
m=V=1.0×103kg/m3×1.9×103m3=1.9kg,
ρ
水吸收的熱量:
Q吸=cm(t2﹣t1)
=4.2×103J/(kg?℃)×1.9kg×(100℃﹣85℃)
=1.197×105J,
由=×100%可得,消耗的電能:
η
W==1.26×105J,
電熱器的電功率:
P===2100W,
由P=可得,電熱器的電阻:
R==≈23。
Ω
答:(1)4℃;
(2)可供直接飲用的溫開水的溫度是35℃;
①
電熱器的電阻為23。
②Ω
【點評】本題考查了吸熱公式、密度公式、效率公式、電功公式、電功率公式的靈活應(yīng)
用,關(guān)鍵是根據(jù)題干獲取有用的信息。
三.計算題(共2小題)
26.質(zhì)量相等、初溫相同的水和某種液體,用兩個相同的電加熱器分別給它們加熱,每隔一
分鐘分別記錄一次水和某種液體的溫度,測得的數(shù)據(jù)如表:
項目水某種液體
時間012345012345
/min
溫度151617181920151719212325
/℃
3
(1)請根據(jù)測得的數(shù)據(jù)求出該液體的比熱容;[c水=4.2×10J/(kg?℃)]
(2)要使100g該液體溫度從15℃升高到35℃,需要吸收多少熱量?
【分析】(1)先從表格中找出水和這種液體升高溫度的關(guān)系;
根據(jù)公式Q吸=cm(t﹣t0),在吸收熱量(通過加熱時間來體現(xiàn)出來)、質(zhì)量相同的情況
下,溫度的變化值和比熱容成反比,水的比熱容是已知,根據(jù)水的比熱容,以及水和某
種液體比熱容的關(guān)系,求出某種液體的比熱容。
(2)知道這種液體的比熱容、質(zhì)量、初溫和末溫,根據(jù)公式Q吸=cm(t﹣t0)求出這種
液體吸收的熱量。
【解答】解:
(1)由表中數(shù)據(jù)可知:在加熱相同的時間,如1min,水和某種液體的吸收的熱量是相
同的,水的溫度升高了1℃,某種液體溫度升高了2℃,水和這種液體升高的溫度之比是
1:2;
根據(jù)Q吸=cm(t﹣t0)可知:在質(zhì)量和吸收的熱量相同時,物質(zhì)升高的溫度和物質(zhì)的比
熱容成反比,水和這種液體升高的溫度之比是1:2,水和這種液體的比熱容之比是2:1。
33
這種液體的比熱容c液=4.2×10J/(kg?℃)×=2.1×10J/(kg?℃)。
(2)液體的質(zhì)量m=100g=0.1kg;
需要吸收的熱量:
33
Q吸=cm(t﹣t0)=2.1×10J/(kg?℃)×0.1kg×(35℃﹣15℃)=4.2×10J。
答:(1)該液體的比熱容為2.1×103J/(kg?℃);
(2)要使100g該液體溫度從15℃升高到35℃,需要吸收4.2×103J的熱量。
【點評】此題考查了我們對于實驗數(shù)據(jù)的分析能力,以及根據(jù)Q吸=cm(t﹣t0)計算吸
收熱量的能力,有難度!
27.一根燒紅的鐵釘,溫度是800℃,質(zhì)量是1.5g,投入一杯5℃水中,使水溫上升到20℃,
已知鐵的比熱容為0.46×103J/(kg?℃),水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃),不計熱損失,
求:
(1)鐵釘放出的熱量;
(2)水的質(zhì)量。
【分析】知道鐵釘?shù)馁|(zhì)量、比熱容、溫度變化,可利用公式Q放=cm△t計算出鐵釘放出
的熱量;
由題知Q吸=Q放,求出水吸收的熱量,再根據(jù)吸熱公式Q吸=cm△t求水的質(zhì)量。
【解答】解:(1)鐵釘放出的熱量:
Q放=cm△t
﹣
=0.46×103J/(kg?℃)×1.5×103kg×(800℃﹣20℃)
=538.2J;
(2)由題知:Q吸=Q放=538.2J,
因為Q吸=c水m水△t′,
﹣3
所以m水==≈8.5×10kg=8.5g.
答:(1)鐵釘放出的熱量是538.2J;
(2)水的質(zhì)量是8.5g。
【點評】本題考查了學(xué)生對放熱公式Q放=cm△t的掌握和運用,計算時注意溫度降低(△
t)與降低到(末溫)的區(qū)別,易錯點。
熱機(jī)
1.把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械叫熱機(jī)。
2.內(nèi)燃機(jī):
(1)定義:燃料直接在發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機(jī)叫做內(nèi)燃機(jī)。
(2)分類:汽油機(jī)和柴油機(jī)。構(gòu)造圖:
(3)工作過程:
活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動時,從汽缸的一端運動到另一端的過程,叫做一個沖程。
工作循環(huán):多數(shù)汽油機(jī)是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的,
經(jīng)歷四個沖程,做功1次。汽油機(jī)的工作過程如下:
(4)汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較:
汽油機(jī)柴油機(jī)
構(gòu)造頂部有一個火花塞頂部有一個憤油嘴
不吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合氣體吸入空氣
同
點燃方式點燃式壓燃式
點
效率低高
應(yīng)用轎車、摩托車載重型汽車、大型拖拉機(jī)
①沖程:活塞在往復(fù)運動中從氣缸的一端運動到另一端;
相同點②一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周,經(jīng)歷四個沖程,
做功1次
【典型例題】
類型一、熱機(jī)
1、下列現(xiàn)象中,利用內(nèi)
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