比熱容熱量計(jì)算

1、熱量的計(jì)算【基礎(chǔ)知識精講】1 根據(jù)某種物質(zhì)的比熱，可以確定質(zhì)量不是 1kg的某種物質(zhì)，溫度升高或降低不是 1C 時(shí)吸收或放出的熱量。2. 物體的初溫用t o表示，末溫用t表示，比熱用c表示，質(zhì)量用 m表示，物體吸收或 放出的熱量分別用 Q吸和Q放表示，則物體升高的溫度為 t t。，吸收熱量可表示為 Q®=cm(t t °)降低溫度為t o t，放出熱量可表示為 Q>=cm(t o-t)。3. 物體溫度改變的多少也常常表示t，即 t=t to或厶t =to t，物體溫度改變時(shí) 吸收或放出的熱量由物質(zhì)的比熱、物體的質(zhì)量和物體溫度改變的多少這三個(gè)因素決定，與物體的初溫、求溫

2、的咼低無關(guān)?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)解析】1. Q=cn t，它只適用于物體溫度改變時(shí)(升溫或降溫)物體吸收或放出熱量的計(jì)算，對有物態(tài)變化的過程不能適用，如若不考慮，就會出錯(cuò)誤。例質(zhì)量為1kg的水，初溫為20C, 當(dāng)它完全吸收3. 696 X 10 J的熱量，水的溫度升高到多少攝氏度(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)？根據(jù)5Q吸=cm (t to)水的末溫 t= t03696 10丄X 1kg+20C =108C ，這個(gè)答案cm 4.2x10 J /(kg C)肯定是錯(cuò)誤，因?yàn)樗诼殬?biāo)準(zhǔn)大氣壓下的最高溫度為100C ,如果不繼續(xù)加熱，就不會沸騰，若繼續(xù)加熱，水就會沸騰，但不升溫，吸收的熱量用來進(jìn)行物態(tài)變化，所以水的末溫只能升

3、高到100 C。2. 應(yīng)用熱量公式中的有關(guān)溫度的文字?jǐn)⑹鰬?yīng)特別謹(jǐn)慎，不可亂套?！吧摺?、“升高了”、“降低”、“降低了”對應(yīng)的都是溫度的改變量厶t，而不是t ;而升高到、降低到對應(yīng)的是物體的末溫t。3 .應(yīng)用熱量公式代人數(shù)量時(shí)各物理量的單位必須統(tǒng)一為國際單位。4. 熱平衡：兩個(gè)溫度不同的物體放在一起時(shí)，高溫物體將放出熱量，溫度降低；低溫物體吸收熱量，溫度升高，最后兩物體溫度相同，稱為達(dá)到了熱平衡。 因此熱平衡的唯一標(biāo)志是溫度相同。在熱傳遞過程中，低溫物體吸收的熱量 Q吸，高溫物體放出熱量 Q放，如果沒 有熱量損失，則 Q ®=Q放，利用這個(gè)關(guān)系可以求出物質(zhì)的比熱或物體的質(zhì)量或物體的溫

4、度。例1質(zhì)量為300g的銅鍋內(nèi)，盛有1kg15 C的水，要把水燒開，間需要多少熱量？解析 這是一個(gè)熱量計(jì)算問題， 要把翰內(nèi)水燒開，既要考慮水吸收熱量， 又要考慮銅鍋 吸收的熱量，另外，把水澆開一般是指在 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下即水的求溫為 10OC，水盛在鍋里， 由于熱傳遞它們的初溫和末溫分別相同。解：Q 銅吸+Q水吸=c 銅 m銅(t-t 0) +c 水 m水(t-t 0)=(t-t 0) (c 銅 m銅 +c 水 m水)33=(100C -15 C) 0.39 X 10 J/ (kg C)X 0.3kg+4.2 X 10 J/ (kg C)X 1kg5=3. 66945 X 10 J答：要把鍋里水

5、燒開，需 3 . 66945 X 105J的熱量。說明：解此題時(shí)，容易出現(xiàn)這樣的問題：()只考慮到了水吸收熱量忽視了銅鍋的吸熱， 題中已知銅鍋的質(zhì)量，顯著要求計(jì)算銀鍋吸收熱量；(2)對水的求溫，銅鍋的初溫和求溫沒有弄清楚，這與沸點(diǎn)，熱傳遞知識有關(guān)，這些知識苦學(xué)得不扎實(shí)便會發(fā)生上述問題；(3)公式字母混亂，且代數(shù)值時(shí)不帶單位，即使結(jié)論的數(shù)值是正確的，但解題過程是錯(cuò)誤的，這就要求我們注意字母和帶單位的數(shù)值應(yīng)“一一對應(yīng)”。例2已知C銅C鉛，溫度相同，質(zhì)量相等的銅塊和鉛塊，它們吸收相同熱量后，將它 們互相接觸，則（）A. 熱量由銅塊傳給鉛塊B熱量由鉛塊傳給銅塊C.鉛塊和銅塊之間不發(fā)生熱傳遞D.缺少條件

6、，無法確定解析 解此題要抓住二點(diǎn)：（1）熱傳遞的條件；（2）用控制變量法解題。 物體間發(fā)生熱 傳遞的條件是：物體間存在著溫度差，即熱是溫度高的物體傳給溫度低的物體，要判斷鉛塊和銅塊是否發(fā)生熱傳遞，必須知道是哪個(gè)物體的末溫高，由Q吸=cm（t to）得：Q吸t=t0.在Q吸、m to相同時(shí)，t只與c有關(guān)，c越大，t越小。cm c銅c鉛， t銅V t鉛，即銅塊的末溫小于鉛塊的末溫，熱應(yīng)該由鉛塊傳給銀，故 正確選項(xiàng)是B （答：B）【難題巧解點(diǎn)撥】現(xiàn)舉例說明初中熱學(xué)習(xí)題中經(jīng)常應(yīng)用的巧解方法。例1已知幾種金屬的比熱 C鋁C鐵C銅，現(xiàn)把質(zhì)量相同、溫度相同 100 C的三杯熱水中，熱平衡后,球、鐵球和鋼球投

7、入質(zhì)量相同，溫度都是 的是（杯不導(dǎo)熱）（）A.投入鋁球的那個(gè)杯子BC.投入銅球的那個(gè)杯D解法1常規(guī)解法（不等式法） 對鋁塊和水、鐵球和水，分別列出熱平衡方程 c 鋁 m （t 鋁 一一 tc鐵m （t鐵一 t.投入鐵球的那個(gè)杯 .條件不足，不能確定o）= c水m水（t水o）= c水m水（t水一 t鐵）t鋁）（都為室溫）的鋁杯中水溫度最低&呂_ t水一't鋁t鐵-to c鐵t鋁-to t水-ta ' C鋁 C鐵- （t水t鋁）（t鐵t o）t 鋁一 t o）（t 水一 t 鐵）化簡后為t水t鐵十t鋁t o t水t鋁十t鐵t o即 t 鐵（t水一t o） t鋁（t水一t o

8、） 故t鐵t鋁同理可得 t銅 t鐵即t鋁V t鐵V t銀解法2假設(shè)法假設(shè)水的末溫相同，即三個(gè)球升高的溫度相同。 Q吸=cmt , m t相等，c鋁C 鐵C銅， Q鋁Q鐵Q銅，即比熱大的鋁球吸收熱最多，由熱平衡方程可知，投入鋁球的那 杯水放出的熱量最多，所以，三杯中的水末溫不可能一樣，應(yīng)該是投入鋁球的那杯水溫度降低最多，末溫最低。解法3圖像法如下圖所示，建立 Q-1坐標(biāo)系，Q表示吸收（或放出）的熱量， t表示溫度，設(shè)室溫 to，三球比熱C鋁C鐵C銅，質(zhì)量相同，可知吸熱線斜率k鋁k鐵k銅，它們的吸熱線與熱水的放熱線相交于 A、B、C,曲線相交時(shí)，水與金屬溫度相同，吸收或放出的熱量相等，代表平衡點(diǎn)，

9、則對應(yīng)的末溫t鋁V t鐵V t銅。比較上述解法，常規(guī)解法顯得繁冗遜色，理解了上述解法，類似問題便可迎刃而解。例2使20g冰溫度從一 10C升高到0C,但未熔成水，需要多少熱量？如果這些熱量 是由溫度從5 C降低到0C的水來供給的，需要多少克5C的水？解析本題分別運(yùn)用吸熱和放熱的計(jì)算公式計(jì)算吸收的熱量和水放出同樣的熱量需要水 的質(zhì)量多少。其中水降低的溫度為to水一t 一 5C 0C =5 C,冰升高的溫度為t to冰=0C -(-10 C) =10C，冰的質(zhì)量為 m冰=20g=0.02kg解：Q吸=c冰m冰(t 10冰)=2x 103J/(kg C ) x 0 . 02kg x 10 C=420

10、J根據(jù)題意有 Q吸=Q>水放出熱量Q放=420J/ Q放=c水m水(to水一 t)Q 放420 J m水= =0. 02kg = 20 gc 水(t0 t) 4.2 X03 J /(kg C)x5C答：冰吸收的熱量為 420J。需要20g水?！久}趨勢分析】本節(jié)是歷年各地中考必考的知識點(diǎn)，涉及的知識和能力主要有：1.分析能力和數(shù)學(xué)工具運(yùn)用的能力；2 運(yùn)用熱量公式求解比熱、質(zhì)量、熱量和物體的初溫、末溫。由于本節(jié)涉 及的物理量及物理概念較多，與其他一些知識點(diǎn)綜合分析解決實(shí)際問題是考試發(fā)展的方向?！镜湫蜔狳c(diǎn)考題】例1 質(zhì)量是O.5kg的鋁壺里裝了 2kg水，初溫為20 C,如果它們吸收了 26

11、5.2 x 1O3J 的熱量，溫度升高到多少攝氏度？(鋁的比熱為0 . 88 x 103J /( kg C)解析 此題考查是否記住水的比熱， 是否會運(yùn)用熱量公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，能否區(qū)別“溫度升高到”與“升高”的區(qū)別。解：鋁壺和水吸收熱量，溫度一起上升，由熱量公式有：0吸=。鋁口鋁厶t升十 c水m*A t升溫度升高了265.2 D03330.5 0.88 1032 4.2 103=30°所以，鋁壺和水溫度升高到t=tot 升=20C+ 30C =50C答：鋁壺和水溫度升高到 50C。說明：此題代單位計(jì)算時(shí)，只寫了厶 t升的單位，各個(gè)物理量的單位都略去不寫，這樣 書寫過程簡潔方便，但每個(gè)

12、物理量的單位必須統(tǒng)一到一套國際單位制中。例2在冬天為了使房間里保持一定溫度，每小時(shí)需要供給4.2 X 10J的熱量，若進(jìn)入散熱器的水的溫度是 80C，從散熱器流出的水的溫度是72C，問每小時(shí)要供給散熱器多少80 C的水？解析本題涉及冬天取暖這一實(shí)際問題，如何運(yùn)用所學(xué)的物理知識進(jìn)行解決值得我們重視。本題已知散熱器每小時(shí)需要放出的熱量，水在通過散熱器過程中的初溫和末溫，在知道水的比熱情況下，運(yùn)用放熱公式即可求出每小時(shí)通過熱水器的水的質(zhì)量。解：Q 放=Ck m 水（10 一 t）kg=i25kg4.2X10634.2 10(80 -72)答：每小時(shí)要供125kg的水。比熱容：【同步達(dá)綱練習(xí)】一、填空

13、題（每空 2分，共38分）1 水的比熱大于煤油的比熱，這意味著，質(zhì)量相等的水和煤油在溫度升高相同時(shí)，水吸收的熱量比煤油吸收的熱量 。2 比熱是用來描述 相等的不同物質(zhì)，在升高的溫度相同時(shí)， 不等的性質(zhì)的物理量。3. 酒精的比熱是 2. 4X 103J （ kgC），它的物理意義是 ，把酒精燒掉一半，剩余酒精的比熱是J /（ kg C） o4. 冰的比熱是2. 1 X 103J/（ kg ,C），冰吸收了 2. l X 103J的熱量，使冰熔化了一半，剩余部分的比熱是J /（kg C ），熔化了一半的比熱是 _J/kgC） o5. 夏天，在陽光照射下，河邊的砂石與河水相比，溫度較高的是，這是因?yàn)?/p>

14、6. 冬天，人們用熱水來供暖，是因?yàn)?。7. 質(zhì)量相等，比熱不同的兩個(gè)物體，吸收相同的熱量后， 比熱的物體溫度升高較多，如果讓它們升高相同的溫度，則比熱 的物體吸收熱量較多。&一滴水和一桶煤油相比， 的質(zhì)量大，的比熱大。9. 把熱水和冷水混合后，熱水降低溫度，冷水升高溫度，熱水的比熱將 ，冷的比熱將。二、選擇題（每題 5分，共50分）1. 關(guān)于比熱下列說法中，正確的是（）A. 比熱是物質(zhì)的特性，每個(gè)物體都有自己的比熱B. 同溫度、同質(zhì)量的不同物體、比機(jī)大的物體含熱量多C. 比熱與熱量有關(guān)，某物質(zhì)吸收或放出的熱量越多，它的比熱就越大D. 水的比熱為4. 2X 103J/（ kg C），可

15、以理解為1kg的水溫降低1° C放出的熱量 為 4. 2 X 103J2. 夏天，內(nèi)陸地區(qū)比沿海地區(qū)一天內(nèi)氣溫變化要大，這是因?yàn)椋ǎ〢. 沿海地區(qū)水的密度比內(nèi)陸地區(qū)砂石的密度小B. 沿海地區(qū)含有的熱量比內(nèi)陸地區(qū)砂石含的熱量多C. 沿海地區(qū)水域比內(nèi)陸地區(qū)水域面積大D. 沿海地區(qū)的傳熱能力比砂石弱3如圖所示是用相同的酒精燈和同樣的燒杯盛著甲、乙兩種液體加熱時(shí)的溫度隨加熱 時(shí)間變化的圖像，從圖中可以看出（）A. 甲的比熱大BC.它們的比熱一樣大D4. 下列情況中，比熱發(fā)生變化的是（A.水溫從80 C升高到90CBC.磚塊的體積減小一半D.乙的比熱大.無法確定）把圓柱拉成細(xì)鐵絲水結(jié)冰5.A.

16、C.6.A.C.7.A.發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)中用水做冷卻劑。這是因?yàn)椋?水的資源豐富，容易獲得水的密度較大D狀態(tài)一定的某種物質(zhì)，它的比熱 跟它原來的溫度成正比 跟它吸收的熱量成正比）.水的比熱較大.水容易流動）.跟它的質(zhì)量成正比.與上述因素?zé)o關(guān)水的比熱比其它物質(zhì)都大，下列現(xiàn)象中利用這一特性的是（ 用水作為發(fā)動機(jī)的冷卻液B. 夏天在地上灑水納涼C. 冬天在地窖里放桶水，可防止儲存的蔬菜凍壞D. 用紙做鍋燒水，水沸騰時(shí)紙不會燃燒&質(zhì)量相等的兩塊金屬，放在沸水中相當(dāng)長時(shí)間后，取出來立即放在冰上，能使冰熔 化較多的金屬具有（）A.較小的比熱B .較大的體積 C .較高的溫度D .較大的比熱9. 若

17、甲物質(zhì)的比熱比乙物質(zhì)的比熱大，下面說法中正確的是（）A. 甲比乙含的熱量多B. 如果甲乙質(zhì)量相等，放出的熱量相等，則甲降低的溫度比乙少C. 如果甲乙質(zhì)量相等，吸收的熱量相等，則甲升高的溫度比乙多D. 甲乙兩物質(zhì)接觸時(shí)，必發(fā)性熱傳遞10. 已知水的比熱大于干泥土的比熱，讓水和平泥土吸收同樣的熱量，那么末溫較高的物質(zhì)是（）A水 B.干泥土 C .兩者相同D .無法判斷三、問答題（12分）禾U用比熱知識說明為什么水銀溫度計(jì)要比酒精溫度計(jì)靈敏些?【素質(zhì)優(yōu)化訓(xùn)練】1. 民諺俗語中有一句“水火不相容”，說的是水能使著火物熄滅，請你說說此句含有什么物理道理?2如圖所示，甲，乙，丙三種物質(zhì)是初溫相同的液體，其

18、中甲，乙為質(zhì)量相等的不同 液體，乙、丙為兩質(zhì)量不等的同種液體，若給它們分別加熱， 則可根據(jù)它們吸收的熱量和升則甲的比熱、質(zhì)量跟丙的比高的溫度在溫度一熱量圖像上分別畫出對應(yīng)的三點(diǎn)甲、乙、丙,熱、質(zhì)量相比應(yīng)該是（）Hi 廠rti«> 熱審A.丙的比熱比甲大C.丙的質(zhì)量比甲大B丙的比熱比甲小D丙的質(zhì)量比甲小熱量計(jì)算：【同步達(dá)綱練習(xí)】一、填空題（每題 5分，共35分）31. 冰的比熱是2X 10J/（ kg C）,4克的冰從-4 C降低到-10 C,放出的熱量是_。2. 1.76 X 103J的熱量可使0. 5kg10 C鋁塊溫度升高 。3. 甲鐵塊的質(zhì)量是乙鐵塊質(zhì)量的2倍，它們吸收了

19、相等的熱量，則甲、乙比熱之比，甲、乙升高的溫度之比 。4. 溫度為ti的鋁塊和溫度為t2的鐵塊，它們的質(zhì)量相等，放出相同的熱量后，降低到同一溫度t，那么ti和t2相比較，溫度較高的是 。（C鋁c鐵）5. 已知C鋁C鐵C銅，將質(zhì)量相等的鋁、鐵、銅三種金屬吸收相同的熱量后， 的溫度升高得最多。若它們降低相同的溫度， 放出的熱量最多。6. 甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，如果甲物體的溫度降低15C，乙物體的溫度降低 10C這時(shí)甲放出的熱量是乙放熱的2倍，由此可知物體的比熱大，這兩種物體比熱之比C甲:C乙二。7. 質(zhì)量相等的某種物質(zhì)和水，在升高相同的溫度時(shí)，吸收熱量之比為11: 100,則該物質(zhì)的比熱是 .二

20、、選擇測（每題5分，共35分）1. 質(zhì)量相等的水和酒精，其初溫相同，若吸收相等的熱量后混合在一起，則（）A.酒精將熱傳給水B.水將熱傳給酒精C.不會發(fā)生熱傳遞D.無法判斷2. 質(zhì)量、初溫分別相同的鐵塊和水，它們放出相等的熱量后，將鐵放入水中，則（）A.鐵塊和水之間沒有熱傳遞B.熱量從鐵塊傳向水C.熱量從水傳向鐵塊D.無法確定3. 物體A、B質(zhì)量相等，把它們加熱到相同的溫度，然后把它們分別放入等量同溫的水中，A使水溫升高10C, B使水溫升高20C,設(shè)A B的比熱分別為Ca和Cb,則（）A. Cb=C aB .Cb= 2CaC.Cb> 2CaD .CaVC b<2Ca4. 一定質(zhì)量的

21、水，溫度從 80C降低50C放出的熱量，與它從 50C降低20C放出的熱 量相比較（）A.前者要多B.后者要多C.一樣多D.無法判斷5. 大小相同的實(shí)心鉛球和空心鋁球，吸收相同的熱量后，溫度升高得多的是（A.實(shí)心球B .空心球 C.升高溫度相同D .無法判斷6質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，當(dāng)它們()A. 吸收相等的熱量時(shí)，升高的溫度也相等B. 吸收相等的熱量時(shí)，比熱大的物質(zhì)溫度升高少C升高相同溫度時(shí)，吸收的熱量也相等D. 吸收相等的熱量時(shí)，溫度升高多的物質(zhì)比熱大 7體積相同的實(shí)心鉛塊，銅塊和鋁塊，升高相同的溫度后，吸熱最多的是()A鉛塊 B .銅塊 C .鋁塊 D.同樣多三、計(jì)算題(每題 15 分，共則分)1. 質(zhì)量為200g的鋁壺中盛滿溫度為 20 C的水后進(jìn)行加熱，當(dāng)壺中水吸收5 . 04 x 105J 的熱量后，水溫升高到80 C,此過程中鋁壺吸收了多少熱量？壺中所裝水的質(zhì)量為多少千3 克？已知鋁的比熱為 0 . 88 X 10 J/( kg C)。2用某種合金制成的小球，體積為10cm3，當(dāng)溫度從10 C升高到20 C時(shí)，吸收的熱333量為153J，已知合金的密度為 8 . 5 X 10 kg/m,比熱為0. 45 X 10 J/( kg C), 問小球是空心還是實(shí)心的？如果是空心的，空心部分體積是多大？【素質(zhì)優(yōu)化訓(xùn)練】1工業(yè)生產(chǎn)中, 經(jīng)常需制取各種合金,對合金的性質(zhì)