2024九年級(jí)物理全冊(cè)訓(xùn)練3比熱容計(jì)算-熱平衡問題新版滬科版

訓(xùn)練3比熱容計(jì)算——熱平衡問題問題為了測(cè)量某種液體的比熱容，把質(zhì)量為100g的銅塊放入沸騰的水中相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間后取出(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)，迅速投入質(zhì)量為100g、溫度為10℃的待測(cè)液體中，最后銅塊和液體的共同溫度是25℃。若不計(jì)熱量損失，求這種液體的比熱容為多少？[已知c銅＝0.4×103J/(kg·℃)]【思維路徑】寫出解題過程：1．小麗需用溫度為40℃的水，便把90℃的熱水與10kg、20℃的水混合，假設(shè)混合過程中沒有熱量損失，求需要90℃的熱水的質(zhì)量。2．將一杯質(zhì)量為m1、初溫為t1的冷水倒入另一杯質(zhì)量為m2、初溫為t2的熱水中，混合后的溫度為t，不計(jì)熱量損失，試推證：若m1>m2，則t<eq\f(t1＋t2,2)。3.如圖甲所示為某品牌即熱式節(jié)能飲水機(jī)，其工作原理如圖乙所示，剛燒開的水很燙不能立即飲用，它的奧秘在于將出水管套在進(jìn)水管內(nèi)，利用進(jìn)水管中的冷水給出水管中的開水降溫，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)的出水流量為2.0L/min時(shí)，20℃的自來水經(jīng)熱交換套管后被預(yù)熱成80℃的熱水流進(jìn)加熱腔。即熱式節(jié)能飲水機(jī)喝水無需等待，即按即出，而且待機(jī)零功耗，真正倡導(dǎo)了綠色環(huán)保飲水新概念。(1)出水管套在進(jìn)水管內(nèi)，進(jìn)水管中的冷水給出水管中的開水降溫，利用的是________的方式改變水的內(nèi)能，在這個(gè)過程中冷水的內(nèi)能________(填“增大”“減小”或“不變”)；(2)在熱交換套管內(nèi)進(jìn)行熱交換過程中，若自來水吸收的熱量與等質(zhì)量的開水放出的熱量相等，則可供直接飲用的溫開水的溫度是________℃。4．【分析圖像】小點(diǎn)同學(xué)為了探究熱傳遞過程中高溫物體、低溫物體溫度變化的特點(diǎn)，做了如下實(shí)驗(yàn)，將盛有30℃冷水的小燒杯放入盛有70℃熱水的大燒杯中，分別用溫度傳感器測(cè)量?jī)蔁臏囟茸兓闆r，繪制成如圖所示的圖像。下列說法正確的是()A．熱水和冷水到達(dá)同一溫度的時(shí)間是不相同的B．熱水溫度下降比冷水溫度升高得慢C．熱水放出的熱量等于冷水吸收的熱量D．熱水的質(zhì)量可能小于冷水的質(zhì)量5．【方程思想】A、B兩物質(zhì)質(zhì)量相等，溫度均為10℃，甲、乙兩杯水質(zhì)量相等，溫度均為50℃，現(xiàn)將A放入甲杯，B放入乙杯，不計(jì)熱量損失，熱平衡后，甲杯水溫降低了4℃，乙杯水溫降低了8℃，則A、B兩種物質(zhì)的比熱容之比為()A．2∶3 B．3∶5C．4∶9 D．1∶26．【多次熱傳遞】有甲、乙兩個(gè)金屬球，溫度和質(zhì)量都相等，先把甲球放入裝有100℃水的杯中，熱平衡后水溫降低了10℃，再將乙球放入該杯中，熱平衡后水溫又降低了10℃，不計(jì)熱量損失，則甲球比熱容c甲和乙球比熱容c乙的大小關(guān)系是()A．c甲＜c乙 B．c甲＝c乙C．c甲＞c乙 D．無法確定訓(xùn)練3比熱容計(jì)算——熱平衡問題【經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)過程】吸；10；25；25；100解：銅塊的質(zhì)量：m銅＝100g＝0.1kg，銅塊放出的熱量：Q銅放＝c銅m銅Δt銅＝0.4×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃－25℃)＝3000J，若不計(jì)熱量損失，這些熱量全部被液體吸收，即Q液吸＝Q銅放，由Q液吸＝c液m液Δt液得c液＝eq\f(Q液吸,m液Δt液)＝eq\f(Q銅放,m液Δt液)＝eq\f(3000J,100×10－3kg×（25℃－10℃）)＝2×103J/(kg·℃)?！疽?guī)律應(yīng)用】1．解：20℃水吸收熱量：Q吸＝cm2(t－t2)，熱水放出熱量：Q放＝cm1(t1－t)，不計(jì)熱損失，故Q吸＝Q放，即cm2(t－t2)＝cm1(t1－t)，m1＝eq\f(m2（t－t2）,t1－t)＝eq\f(10kg×（40℃－20℃）,90℃－40℃)＝4kg。2．解：冷水吸收的熱量Q吸＝cm1(t－t1)，熱水放出的熱量Q放＝cm2(t2－t)，由題可知，Q吸＝Q放，cm1(t－t1)＝cm2(t2－t)，解得eq\f(m1,m2)＝eq\f(t2－t,t－t1)，若m1>m2，則t2－t>t－t1，t<eq\f(t1＋t2,2)。3．(1)熱傳遞；增大(2)40點(diǎn)撥：(2)因20℃的自來水經(jīng)熱交換套管后被預(yù)熱成80℃的熱水，同時(shí)相同質(zhì)量的100℃的開水從加熱腔流進(jìn)熱交換套管，不計(jì)熱損失時(shí)，冷的自來水吸收的熱量和開水放出的熱量相等，由Q＝cmΔt可得：c水m(80℃－20℃)＝c水m(100℃－t)，解得：t＝40℃。4．D5．C點(diǎn)撥：物質(zhì)A放入甲杯水后，它們的共同溫度為50℃－4℃＝46℃，ΔtA＝46℃－10℃＝36℃，水放出的熱量Q放＝c水m水Δt水，A吸收的熱量Q吸＝cAmAΔtA，根據(jù)熱平衡方程：Q放＝Q吸，即c水m水Δt水＝cAmAΔtA代入相關(guān)數(shù)據(jù)得cA＝eq\f(1,9)×eq\f(c水m水,mA)；物質(zhì)B放入乙杯水后，它們的共同溫度為50℃－8℃＝42℃，水放出的熱量Q放′＝c水m水Δt水′，ΔtB＝42℃－10℃＝32℃，B吸收的熱量Q吸′＝cBmBΔtB，根據(jù)熱平衡方程：Q放′＝Q吸′，即c水m水Δt水′＝cBmBΔtB代入相關(guān)數(shù)據(jù)得cB＝eq\f(1,4)×eq\f(c水m水,mB)；A、B兩物質(zhì)質(zhì)量相等，即mA＝mB，eq\f(cA,cB)＝eq\f(\f(1,9),\f(1,4))＝eq\f(4,9)＝4∶9。6．A點(diǎn)撥：設(shè)甲、乙兩球的質(zhì)量為m，初溫度為t0，甲球的比熱容為c甲，乙球的比熱容為c乙，甲球吸收的熱量為Q吸1，乙球吸收的熱量為Q吸2，則甲球放入水中后，水放出的熱量為：Q放1＝c水m水Δt1＝c水m水×10℃，甲球吸收的熱量為：Q吸1＝c甲m(100℃－10℃－t0)，因?yàn)镼吸1＝Q放1，所以c甲m(100℃－10℃－t0)＝c水m水×10℃①；乙球放入水中后，水放出的熱量為：Q放2＝c水m水Δt2＝c水m水×10℃，乙球吸收的熱量為：Q吸