比熱容熱量的計算

1、比熱容 熱量的計算n 比熱容我們都有這樣的常識，同溫度的一壺水和半壺水，要加熱到沸騰，一壺水吸收的熱量多。同樣，要把開水自然冷卻，水越少，涼得越快，所以，物體溫度升高或降低時，吸收或放出的熱量跟質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量越大，在升高相同溫度時需要的熱量越多。l 熱量跟物體升高或降低溫度的高低有關(guān)。同一塊鐵，把它燒到溫度為100需要的熱量較少，繼續(xù)把它燒到1000，需要的熱量較多?？梢姡矬w吸收或放出的熱量還和升高或降低的溫度有關(guān)。溫度的變化越大，所需熱量越多。l 熱量跟物質(zhì)的種類有關(guān)。我們也有這樣的經(jīng)驗：一塊鐵放在火上燒很快就非常燙了。而對水加熱，經(jīng)過很長時間，水才微微發(fā)熱。也就是說，鐵比水容易熱。綜上所

2、述，為了比較不同物質(zhì)吸、放熱的性質(zhì)，必須采用控制變量法，在它們的質(zhì)量相同、升高（或降低）相同的溫度條件下，來看吸、放熱的多少。這樣就需引入一個新的物理量，這個物理量就是比熱容。2、比熱容概念：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1所吸收（或放出）的熱量叫該物質(zhì)的比熱容，簡稱比熱，以c表示。單位：比熱的單位是焦耳/（千克·），或記為J/（kg·），讀作焦每千克攝氏度。說明l 比熱反映了物質(zhì)在熱學(xué)方面的一種性質(zhì)，即反映了物質(zhì)溫度改變的難易程度。質(zhì)量相同的兩種物質(zhì)，吸收（或放出）相同的熱量時，比熱大的物質(zhì)，溫度改變得要小一些；比熱小的物質(zhì)，溫度改變得要大一些。l 比熱是物質(zhì)的一種

3、特性；不同物質(zhì)的比熱是不同的；同一物質(zhì)處于不同的物態(tài)，有時它們的比熱也不相同。l 水的比熱：水具有比熱較大這一特性。水的比熱是4.2×103焦耳/（千克·）。它的物理意義是1千克水，溫度升高（或降低）1，吸收（或放出）的熱量是4.2×103焦耳。l 比熱的實際意義：從比熱表中可知，水的比熱很大。水和干泥土相比，在同樣受熱的情況下，吸收同樣多的熱量，水的溫度升高很少，而干泥土的溫度升高較多。因此，同在陽光照射下，內(nèi)陸地區(qū)夏季炎熱，而冬季寒冷。形成了一年四季溫差大，一日之中晝夜溫差大的大陸性氣候。沿海地區(qū)四季溫差小、晝夜溫差也小。正因為水的比熱大，在生活中往往用熱水取

4、暖，室溫比較穩(wěn)定。有些機(jī)器工作時變熱，也多用水來冷卻。n 熱量的計算1、公式吸熱公式： （t >t0）式中：c 物質(zhì)比熱；m 物質(zhì)的質(zhì)量；t 末溫度；t0 初溫度。放熱公式： （t <t0）式中：c 物質(zhì)比熱；m 物質(zhì)的質(zhì)量；t 末溫度；t0 初溫度。2、熱平衡方程發(fā)生熱傳遞的兩個物體，若無熱量損失，則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量，因此熱平衡方程為：【例題精析】題型一 正確理解比熱容的概念例1下列說法正確的是（ ）A一杯煤油用去一半，它的比熱容減為原來的二分之一B吸收熱量多的物質(zhì)，比熱容一定大C高溫物體放出熱量一定多D質(zhì)量相同的水和煤油，吸收了相同的熱量，煤油升高的溫度

5、大于水升高的溫度知識點：正確理解比熱容的概念闖關(guān)點撥：根據(jù)比熱容是物質(zhì)的一種特性，與它的質(zhì)量和體積、溫度等無關(guān)，故選項A是錯的，從比熱容的定義可知，比較兩種物質(zhì)比熱容，應(yīng)當(dāng)是在質(zhì)量及升高的溫度相同的條件下，比較它們吸熱的多少，故B缺少條件，不正確溫度高的物體不發(fā)生溫度或狀態(tài)變化，是不會放出或吸收熱量的，故C也不正確由水的比熱容為4.210 J/(kg·)可見，質(zhì)量相同的水、煤油升高相同的溫度，水吸收的熱量多，當(dāng)質(zhì)量相同的水、煤油吸收相同熱量時，煤油升高的溫度多答：選D例2為了研究物質(zhì)的某種特性，某小組同學(xué)先做如下實驗：他們在甲、乙兩只完全相同的燒杯中分別放入100g和200g的溫水，

6、實驗時讓它們自然冷卻，并利用溫度計和計時器測量水溫隨時間變化的情況。記錄數(shù)據(jù)分別如表一、表二所示。（設(shè)甲、乙兩杯水每分鐘放出的熱量相等。）表一 m1=100g時間/min0246810121416溫度/363534333231303030降低溫度/012345666表二 m2=200g時間/min04812162024283236溫度/36353433323130292828降低溫度/0123456788(1) 分析比較表一和表二中數(shù)據(jù)可知，實驗時，兩杯水所處環(huán)境的溫度是_（相同/不同）的。(2) 分析比較表一和表二中第一行和第三行的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是_ _。(3) 分析比較表

7、一和表二中第三列、第四列、第五列等數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是 。(4) 進(jìn)一步綜合分析比較表一和表二中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，還可得出的初步結(jié)論是_ _。知識點：利用控制變量法探究影響物體吸熱多少的因素闖關(guān)點撥：（1）當(dāng)環(huán)境溫度比水溫低時，水放熱降溫最終降到與環(huán)境溫度相同，故由表一數(shù)據(jù)可知甲燒杯所處環(huán)境溫度為30，由表二數(shù)據(jù)可知乙燒杯所處環(huán)境溫度為28。兩者所處環(huán)境溫度不同。（2）從兩表第一和第三行數(shù)據(jù)可看出：隨時間的推移，水放熱越來越多降溫也越來越多，相同質(zhì)量的水降低的溫度與它放出的熱量成正比。（3）比較表一和表二的第三列、第四列、第五列數(shù)據(jù)可看出：降低相同的溫度100g水要比200g水用

8、時少，即放出熱量少。（4）綜合兩表數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)水的一種熱學(xué)特性即比熱是個確定的值。因此水溫變化相同時，水吸收或放出熱量與其質(zhì)量成正比。答：（1）不同（2）一定質(zhì)量的水放出熱量與降低的溫度成正比。（3）降低相同溫度時，水的質(zhì)量越大放出熱量越多（4）水放出的熱量與質(zhì)量、水降低溫度的比值是個定值。題型二 用比熱容解釋簡單的日?，F(xiàn)象和自然現(xiàn)象例1在沙漠地區(qū)有“早穿皮襖午穿紗，夜抱火爐吃西瓜”的奇特現(xiàn)象而沿海地區(qū)是“氣候宜人，四季如春”，這表明水對氣溫有顯著影響，是因為（ ）A水的透明度高，容易吸收太陽能B水的比熱容比沙石的比熱容大C水在蒸發(fā)時有致冷作用D水的對流性能好知識點：利用水的比熱容大的性質(zhì)解釋日

9、?，F(xiàn)象闖關(guān)點撥：沙漠地區(qū)缺水且多沙石，沙石的比熱容較小，夜間沙石散熱較多，溫度降低較快，因而早晨氣溫較低；午間在陽光的照射下，沙石吸熱后溫度升高較快使得氣溫迅速升高，于是出現(xiàn)晝夜氣溫差別較大的現(xiàn)象而沿海地區(qū)水多，水的比熱容較大，海洋與沙漠地區(qū)在同樣散熱的情況下，海洋的溫度降低不多，夜間氣溫不太低，白天氣溫也不會升得過快，所以，沿海地區(qū)晝夜溫差不大選項B正確答：選B例2冬天，室內(nèi)取暖的暖氣，很多都采用讓流動的熱水慢慢地流過散熱器，其原因是（ ）A水比較便宜 B水的密度小C水的比熱大 D水的沸點高知識點：水的比熱容較大這一性質(zhì)的實際應(yīng)用闖關(guān)點撥：因為水的比熱較大，在降低相同的溫度條件下，可以釋放更

10、多的熱量答：選C圖15-4題型三 用溫度時間圖像形象地表述物體的吸熱規(guī)律例給一定質(zhì)量的水加熱，其溫度與時間的關(guān)系如圖15-4中a圖線所示。若其他條件不變，僅將水的質(zhì)量增加，則溫度與時間的關(guān)系圖線正確的是（ ）Aa BbCc Dd知識點：根據(jù)圖像研究物體的吸熱規(guī)律闖關(guān)點撥：本題可以用取相同的橫坐標(biāo)，比較縱坐標(biāo)的方法求解本題還有一個特殊的解法，因為水的沸點沒有改變，所以只有C才有可能分析和解：根據(jù)可知，比熱容相同的物質(zhì)，質(zhì)量大的吸收的熱量多假設(shè)水的質(zhì)量變化前后都是從起始溫度升高到t，即升高相同的溫度，a、b、c、d四條曲線在溫度t，時，對應(yīng)的加熱時間ta、tb、tc、td有：水的質(zhì)量增加了，則吸收

11、的熱量要多些，也就是加熱時間要長些，因此只有c、d才有可能，又因為水的沸點沒有改變，故d不合題意，正確的曲線應(yīng)是c答：選C題型四 會用熱量公式進(jìn)行有關(guān)的計算例1甲、乙兩物體的比熱容之比為23，吸收熱量之比為31，它們升高的溫度相同，則甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為（ ）A92 B29 C12 D21知識點：利用熱量公式進(jìn)行計算闖關(guān)點撥：使用公式的變形公式進(jìn)行計算解：由得，所以答：選A例2把質(zhì)量是100克的鐵塊放在火爐里相當(dāng)長的時間后，取出來立即投入到盛有200克水的杯子里，水的溫度由15升高到59，不計杯子吸熱和散失到空氣中的熱量，求爐火的溫度知識點：考查熱平衡方程的運用闖關(guān)點撥：當(dāng)不計熱損失時，高

12、溫鐵塊放出的熱量等于水吸收的熱量，即Q放=Q吸解：查表得：水的比熱容c1=4.2×103J/（kg·）鐵的比熱容c2=0.46×103J/（kg·）水溫度升高吸收的熱量：=4.2×103J/（kg·）×0.2kg×（59-15）=3.696×104J由Q放=Q吸可得，鐵塊放出的熱量：Q2=Q1=3.696×104J=所以：答：爐火的溫度是862【中考真題】 1、如圖是我國新研制的月球探測器樣機(jī)樣機(jī)使用抗溫差大的材料，是由于月球表面物質(zhì)的比熱容_(填“較大”或“較小”)，溫差大的緣故樣機(jī)還裝配有表

13、面凹凸很深的六只“大腳”，設(shè)計的目的是：_；_。 2、質(zhì)量100kg的地?zé)崴?，溫度?0降低到20，放出的熱量是多少? (c水=4.2×103J/(kg·)。【答案】1、較小 減小對月面的壓強(qiáng) 增大與月面的摩擦；2、2.52×107J【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1砂石的比熱容為0.92×103J/(kg·)讀作_。若某個銅球的比熱容為0.39×103J/(kg·)，則半個銅球的比熱容為_。（題型一）2水的比熱比較大，泥土和砂石的比熱_，在同樣受熱或冷卻的情況下，水溫變化比泥土、砂石的溫度變化_。（題型一）3一太陽能熱水器水箱內(nèi)裝有質(zhì)量為80

14、kg的水，經(jīng)太陽曬2h后，溫度從20升高到50所吸收的熱量是 J，這是用 的方式增加了水的內(nèi)能（題型四）4下列有關(guān)比熱的說法中正確的是（ ）（題型一）A比熱是物質(zhì)的一種特性，每種物質(zhì)都有自己的比熱B在釋放相同熱量的條件下，比熱小的物體溫度降低得多C水和冰是同一種物質(zhì)構(gòu)成，因此比熱相同D將一物體分成兩半，其比熱也必減半5下列各種情況下比熱會發(fā)生變化的是（ ）（題型一）A一杯水倒去一半 B水凝結(jié)成冰C一塊鐵加工成鐵屑 D15的水變成45的水6下列事實中，最能說明物質(zhì)吸收的熱量跟物質(zhì)種類有關(guān)的是（ ）（題型一）A體積相同的兩杯水溫度都升高10，它們吸收的熱量相同B質(zhì)量相等的兩塊鋼溫度分別升高5和10

15、，它們吸收的熱量不相同C體積相等的水和煤油溫度都升高10，它們吸收的熱量不相同D質(zhì)量相等的水和銅溫度都升高10，它們吸收的熱量不相同7在各種液體中，通常用水作冷卻劑，這是因為（ ）（題型二）A水具有較大的密度 B水的性質(zhì)很穩(wěn)定C水具有較大的比熱 D水的凝固點較低8在研究物體放出熱量多少跟物質(zhì)種類是否有關(guān)的實驗中，提供的材料：(1)0.1千克的銅塊；(2)0.1千克的鋁塊；(3)0.2千克的銅塊；(4)0.3千克的鋁塊。應(yīng)選用的材料是（ ）（題型一）A(1)與(2) B(1)與(3) C(2)與(4) D(3)與(4)時間/min溫度/ab09質(zhì)量相等、初溫相同的水和酒精，分別用兩個相同的加熱器加熱（不計熱量損失），加熱過程中溫度隨時間的變化圖線如圖15-6所示，關(guān)于a、b兩種液體的鑒別結(jié)論正確的是（ ）（題型三）圖15-6Aa的比熱大，是水Ba的比熱大，是酒精Cb的比熱大，是水Db的比