8. 质量为100 g、初温是24℃的实心金属小球吸收2.3× J的热量之后,温度升高到74℃,那么球的比热容是____________J/(kg·℃),经查可知这种金属可能是____________.
几种物质的比热容[J/(kg·℃)]
物质 |
铝 |
铁、钢 |
铜 |
水银 |
铅 |
比热容 |
0.88× |
0.46× |
0.39× |
0.14× |
0.13× |
7. 铜的比热容是铅的3倍,铜块温度升高6℃所吸收的热量可使同质量的铅块温度升高_____________℃.
6. 甲、乙两物体质量相等,如果甲物体温度降低15℃,乙物体的温度降低10℃,这时甲所放出的热量是乙所放出的热量的2倍,由此可知物体_______________的比热容大,这两种物质的比热容之比为________________________
5. 甲、乙两物体,比热之比为2:1,质量之比为2:1,甲、乙两物体吸收相同的热量,甲升高了20℃,则乙物体温度可以升高__________℃(无物态变化)。
4. 甲、乙两物体的质量相等,若甲吸收的热量是乙吸收的热量的3倍时,甲升高的温度是乙升高的温度的4倍,则甲、乙两种物质的比热之比 =_________。若使它们降低相等的温度。它们放出的热量之比 =__________。
3. 人捧着热水袋,手感到暧和,是用___________的方法增加了手的内能。
2. _________________的热量叫做该物质的比热。比热的单位是__________水的比热是_____________,其物理意义是____________________。因为水的比热较泥土___________,所以在受太阳照射的条件相同时,内陆地区的气温比沿海地区的气温高,一天之内,温差变化____________。
1. 固体和液体很难被压缩,这是由于分子间存在着___________;胶水能把两张纸粘在一起,这是分子间存在___________的缘故。
(二)热量
1.定义:单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1℃吸收(或者放出)的能量,叫做热量。
2. 是一个过程量,我们可以用一些动词来描述:如:吸收、放出、得到、失去等。与内能的区别,内能是一个状态量,是分子所有的动能和势能的总和。可以用具有、含有等词语来描述;而热量是一个过程量。必须伴随热传递的过程,即与外界发生热交换。
3. 计算公式:Q=cm△t
4. 单位:J
[典型例题]
例1. 烧杯内盛有足量的酒精,因需要被取走1/3,那剩余部分的酒精发生变化的是( )
A. 密度 B. 质量 C. 比热容 D. 温度
分析:密度与比热容都是物质的特性,只决定于物质本身;而酒精的温度取决于外界环境的变化,这里的环境的温度并没有发生变化,所以酒精的温度也保持不变;取走了一部分后,剩余部分的酒精的质量比原来减少了,因此变化的是酒精的质量。
答案:选B。
说明:比热容是物质的又一种特性,它与物体的质量、体积都是无关的。
例2. 冰在熔化过程中,下列判断正确的是 ( )
A. 内能不变,比热容不变 B. 吸收热量,温度不变
C. 比热容、内能、温度都不变 D. 比热容变大、内能增加,温度升高
分析:冰在熔化时,要吸收热量,在此过程中,分子的运动速度加快,动能增加,因此内能增加,而在此过程中,物质的状态发生了改变,即由固态变成了液态,比热容也发生了变化。
答案:D
说明:当然对于有些物质而言,不同状态它们的比热容可能不同,这可以从图像上看出。做这类题目时,要注意知识的前后联系,才不会错。
再如:我国许多城市中建有大型绿地,绿地中的人工湖具有“吸热”功能,盛夏时能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖湖水吸收一定热量,水温升高2℃。若这些热量被同等质量的砂石吸收(c砂石< c水),则砂石升高的温度将____________2℃。(填“大于”、“小于”或“等于”)
例3. 下列与内能有关的说法,正确的是( )
A. 内能的改变必须通过做功才能实现
B. 同一物体的机械能增加,其内能也增加
C. 物体对外传递热量,其内能减少
D. 热传递一定是从内能多的物体传到内能少的物体
分析:内能是物体内部所有分子所具有的分子动能和分子势能之和,而在上一章我们知道,所谓能是物体做功的一种本领,如果物体能够做功,我们就说物体具有能。你知道,烧开水时的水蒸气,可以将锅盖顶起,这表明物体具有做功的本领即具有能,这种能可以看成是内能,内能也可以转化成其它形式的能。但是内能的改变不一定非要做功才能实现,热传递也可以,所以A错。内能与机械能不是同一个概念,一个物体可能没有机械能,但是一定具有内能。机械能增加内能不一定增加,故B也错。热传递的实质是内能从温度高的物体传给温度低的物体。而不是从内能多的物体传给内能少的物体,故D错。
答案:C
说明:对于内能的理解需要深入,真正弄懂它的含义,是一切分子都具有的动能和势能的总和。
用热传递的方法来改变物体的内能,实质上是能量________的过程. (选填“转移”、“转化”)
例4. 由Q=cm(t- t0)可得。c=,关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是( )
A. 若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B. 若质量增大一倍,则比热容减至一半
C. 若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D. 无论质量多大,比热容都一样
分析:在学习了热量的计算公式之后我们再来看看比热容这个概念,它可以由Q=cm(t- t0)变形成:c=。从它们吸热的图像我们可以看出,C也应该是一次函数的一个常数。
答案:D
说明:对于一些表示物质属性的物理量的理解,我们要注意,同一种物质在同一种状态时,这种物理属性是不变的,如密度、比热容等,后面我们还要学习到燃料的热值等。
例5. 小洪同学家原来用液化石油气烧水,每天约用60℃的热水100kg.她参加“探究性学习”活动后,在老师指导和同学帮助下,制作了一台简易的太阳能热水器.
(1)若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量为多少?
(2)请你说出使用太阳能热水器的优点.(至少说出一点)
分析:在Q=cm(t- t0)中,水的质量、初温、末温已知,且比热容也作为已知量,同学们早已记住了。本题属套公式类,比较简单。第二问可以结合实际,来说说自己对这方面的观点,也学会对某一事件的评估。
答案:⑴Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(60℃-20℃)=1.68×107J
⑵节能 环保 太阳能取之不尽等
说明:利用Q=cm(t- t0)计算是我们这一部分的一个比较重要的内容,我们要高度注意这一公式中各字母表示的含义,尤其是各字母的物理意义,要牢记。第二问考查对新能源的认识和评估,也是同学们以后管理家国大事的一个基本能力。再如:一只保温瓶内装有2kg的水,温度从95℃降低到45℃,问保温瓶内的水放出了多少热量?[水的比热容为4. 2×103J/(kg·℃)]
[模拟试题]
(完成时间60分钟 满分100分)
(一)比热容:
1. 比热容:通常,我们把单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量叫做这种物质的比热容,简称比热;比热容是物质的又一种特性;在国际单位制中,它的单位是焦/(千克•℃)。我们在研究某些问题时,常采用控制变量法。例如,研究沙子与水谁升高温度快时,我们要选取相同质量的沙子和水,还要让它们吸收相同的热量。
学法指导:物质的比热容的概念是抽象且难以理解的,我们一定要通过观察、思索和亲身操作,通过水和煤油两种物质的比较认识到:等质量的不同物质,温度变化相同时,其吸热或放热不同,这说明不同物质具有不同的吸热本领。
2. 水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),它表示1千克的水温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量是4.2×103J;在各种物质中水的比热容较大。
3. 应用:a. 你知道为什么夏天的沙滩和海水在同一时刻的温度不一样吗?
b. 你知道汽车的冷却液为什么常用水来做吗?
c. 你知道我国吐鲁番盆地出现的“早穿皮袄午穿纱,夜抱火炉吃西瓜”的现象吗?这种现象在沿海城市会发生吗?
d. 自然界和生活中与比热容有关的现象很多,要会解释其原因。例如,海水的比热容大于沙石的比热容,因而白天的海风沿海面吹向陆地、夜晚的陆风沿地面吹向大海。
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