第二節(jié)科學探究第二節(jié)科學探究: :物質的比熱容物質的比熱容1.1.比熱容比熱容(1)(1)概念概念: :一定質量的某種物質一定質量的某種物質, ,在溫度升高在溫度升高( (或降低或降低) )時吸收時吸收( (或放出或放出) )的的熱量與它的質量和升高熱量與它的質量和升高( (或降低或降低) )溫度的乘積之比溫度的乘積之比, ,叫做這種物質的叫做這種物質的 . .單位單位: : .(2)(2)物理意義物理意義: :單位質量的某種物質單位質量的某種物質, ,溫度降低溫度降低1 1 所放出的熱量所放出的熱量, ,與它溫與它溫度升高度升高1 1 所吸收的熱量所吸收的熱量 , ,數(shù)值上等于它的數(shù)值上等于它的 .(3)(3)水的比熱容是水的比熱容是4.24.210103 3J/(kg),J/(kg),表示的含義是表示的含義是 . . .2.2.熱量計算熱量計算. .比熱容比熱容J/(kgJ/(kg)相同相同比熱容比熱容1 kg1 kg的水溫度升高的水溫度升高( (降低降低)1 )1 吸收吸收( (放出放出) )的熱量是的熱量是4.24.210103 3J JQ Q吸吸= = ;Q;Q放放= = .cm(tcm(t2 2-t-t1 1) )cm(tcm(t1 1-t-t2 2) )比熱容的概念比熱容的概念C C 解析解析: :水和冰是同一種物質的不同狀態(tài)水和冰是同一種物質的不同狀態(tài), ,由表可知由表可知, ,水的比熱容與冰的比熱水的比熱容與冰的比熱容不同容不同, ,說明物質的比熱容與物質的狀態(tài)有關說明物質的比熱容與物質的狀態(tài)有關, ,故故A A錯錯; ;同種物質在相同狀態(tài)同種物質在相同狀態(tài)下的比熱容是不變的下的比熱容是不變的, ,故故B B錯錯; ;質量相等的鋁塊和銅塊質量相等的鋁塊和銅塊, ,吸收相同熱量后吸收相同熱量后, ,比比熱容小的銅塊溫度變化較大熱容小的銅塊溫度變化較大, ,故故C C正確正確; ;寒冬季節(jié)寒冬季節(jié), ,放在室外盛有水的水缸會放在室外盛有水的水缸會破裂破裂, ,主要是因為水凝固成冰后主要是因為水凝固成冰后, ,體積增大體積增大, ,而不是水的比熱容大的緣故而不是水的比熱容大的緣故, ,故故D D錯錯. .2.2.如圖如圖, ,在兩個相同的燒杯中分別裝有質量、初溫都相同的水和沙子在兩個相同的燒杯中分別裝有質量、初溫都相同的水和沙子, ,用兩用兩個相同的酒精燈對其加熱個相同的酒精燈對其加熱. .(1)(1)加熱相同時間后加熱相同時間后, ,分別測量兩者的溫度分別測量兩者的溫度, ,發(fā)現(xiàn)沙子的溫度明顯高于水發(fā)現(xiàn)沙子的溫度明顯高于水, ,這這是因為是因為 ; ;加熱時攪拌沙子加熱時攪拌沙子, ,目的是目的是 .(2)(2)在兩燒杯上方分別蓋上玻璃片在兩燒杯上方分別蓋上玻璃片, ,過一會兒發(fā)現(xiàn)裝水燒杯上方的玻璃片內過一會兒發(fā)現(xiàn)裝水燒杯上方的玻璃片內側有小水珠側有小水珠, ,用手摸兩個玻璃片用手摸兩個玻璃片, ,發(fā)現(xiàn)裝發(fā)現(xiàn)裝 ( (填填“沙子沙子”或或“水水”) )燒杯燒杯上方的玻璃片溫度比較高上方的玻璃片溫度比較高, ,原因是原因是 .水的比熱容大水的比熱容大( (或沙子的比熱容小或沙子的比熱容小) )使沙子受熱均勻使沙子受熱均勻水水水蒸氣液化放熱水蒸氣液化放熱比熱容的計算比熱容的計算 1.681.6810105 5 解析解析:m=500 g=0.5 kg,:m=500 g=0.5 kg,一標準大氣壓下一標準大氣壓下, ,水的沸點是水的沸點是100 ,100 ,即即t t2 2=100 ,=100 ,水需要吸收的熱量水需要吸收的熱量Q Q吸吸=cm(t=cm(t2 2-t-t1 1)=4.2)=4.210103 3J/(kgJ/(kg)0.5 kg0.5 kg(100 -(100 -20 )=1.6820 )=1.6810105 5J.J.4.2 kg4.2 kg的水溫度降低的水溫度降低5 ,5 ,放出的熱量為放出的熱量為 J.J.水的比熱容在常水的比熱容在常見物質中是比較見物質中是比較 的的, ,因此沿海地區(qū)晝夜溫差比同緯度的內陸地區(qū)因此沿海地區(qū)晝夜溫差比同緯度的內陸地區(qū) ( (均選填均選填“大大”或或“小小”).c).c水水=4.2=4.210103 3 J/(kg J/(kg)解析解析: :水放出的熱量水放出的熱量Q Q放放=c=c水水m(tm(t1 1-t-t2 2)=4.2)=4.210103 3 J/(kg J/(kg)2 kg2 kg5 5 =4.2=4.210104 4 J, J,水的比熱容在常見的物質中是比較大的水的比熱容在常見的物質中是比較大的, ,白天陽光照射下白天陽光照射下, ,水水吸熱時升溫慢吸熱時升溫慢, ,晚上放熱時晚上放熱時, ,水降溫也慢水降溫也慢, ,因此沿海地區(qū)晝夜溫差比同緯度因此沿海地區(qū)晝夜溫差比同緯度的內陸地區(qū)小的內陸地區(qū)小. .4.24.210104 4大大小小【測控導航【測控導航】知識點題號比熱容的概念及探究1、2、3、4、5、6、7、10、11比熱容的計算8、91.(20131.(2013武漢武漢) )關于比熱容關于比熱容, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.物體的比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關物體的比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關B.B.物體的比熱容跟物體的溫度有關物體的比熱容跟物體的溫度有關C.C.物體的質量越大物體的質量越大, ,它的比熱容越大它的比熱容越大D.D.物體的比熱容與溫度、質量都沒有關系物體的比熱容與溫度、質量都沒有關系解析解析: :比熱容是物質的一種屬性比熱容是物質的一種屬性, ,表示表示1 kg1 kg物質升高物質升高( (降低降低)1 )1 時吸收時吸收( (放放出出) )的熱量的熱量, ,大小只與物質的種類及狀態(tài)有關大小只與物質的種類及狀態(tài)有關, ,與吸收或放出的熱量無關與吸收或放出的熱量無關. .2.2.冬天冬天, ,我們常用熱水袋取暖我們常用熱水袋取暖, ,這主要是因為水具有這主要是因為水具有( ( ) )A.A.較多的熱量較多的熱量B.B.較大的密度較大的密度C.C.較高的溫度較高的溫度D.D.較大的比熱容較大的比熱容解析解析: :因為水的比熱容較大因為水的比熱容較大, ,在降低相同溫度的條件下在降低相同溫度的條件下, ,可以釋放更多的可以釋放更多的熱量熱量. .D DD D3.(20143.(2014泰安泰安) )在在“比較水與煤油吸收熱量時溫度升高的快慢比較水與煤油吸收熱量時溫度升高的快慢”實驗中實驗中, ,需需要控制某些變量要控制某些變量, ,以下做法多余的是以下做法多余的是( ( ) )A.A.采用完全相同的加熱方式采用完全相同的加熱方式B.B.采用酒精燈加熱時采用酒精燈加熱時, ,酒精燈里所加的酒精量相同酒精燈里所加的酒精量相同C.C.取相同質量的水和煤油取相同質量的水和煤油D.D.盛放水和煤油的容器相同盛放水和煤油的容器相同解析解析: :實驗中實驗中, ,應采用完全相同的加熱方式應采用完全相同的加熱方式, ,保證在相同的時間內提供相同保證在相同的時間內提供相同的熱量的熱量; ;實驗中實驗中, ,酒精燈里所加的酒精量對升溫的快慢不會造成影響酒精燈里所加的酒精量對升溫的快慢不會造成影響, ,屬多屬多余的量余的量; ;實驗中實驗中, ,必須取相同質量的水和煤油必須取相同質量的水和煤油, ,符合控制變量法的要求符合控制變量法的要求; ;實實驗中驗中, ,盛放水和煤油的容器也會影響其吸熱與升溫的情況盛放水和煤油的容器也會影響其吸熱與升溫的情況, ,故應使容器保故應使容器保持相同持相同, ,故有必要故有必要. .B B4.4.探究探究“比較不同物質的吸熱能力比較不同物質的吸熱能力”時時, ,同學們用酒精燈同時開始均勻加同學們用酒精燈同時開始均勻加熱質量和初溫都相等的沙子和水熱質量和初溫都相等的沙子和水, ,裝置如圖所示裝置如圖所示, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.實驗中實驗中, ,沙子吸熱升溫較快沙子吸熱升溫較快, ,說明沙子吸熱能力較強說明沙子吸熱能力較強B.B.在本實驗中在本實驗中, ,物體吸熱多少是由物質的種類決定的物體吸熱多少是由物質的種類決定的C.C.實驗中實驗中, ,將沙子和水加熱到相同溫度時將沙子和水加熱到相同溫度時, ,它們吸收的熱量相同它們吸收的熱量相同D.D.實驗中實驗中, ,加熱相同的時間加熱相同的時間, ,末溫低的物質吸熱能力強末溫低的物質吸熱能力強解析解析: :由于沙子的比熱容比水小由于沙子的比熱容比水小, ,質量相同、吸收相同的熱量的情況下沙質量相同、吸收相同的熱量的情況下沙子升高的溫度比水升高的溫度大子升高的溫度比水升高的溫度大, ,溫度升高的少的吸熱能力較強溫度升高的少的吸熱能力較強. .在本實在本實驗中驗中, ,物體吸熱多少除了與物質的種類有關外物體吸熱多少除了與物質的種類有關外, ,還與加熱時間等因素有關還與加熱時間等因素有關. .D D5.(20135.(2013廣州廣州) )水的比熱容比煤油的大水的比熱容比煤油的大. .如圖所示如圖所示, ,隔著石棉網(wǎng)同時加熱規(guī)格隔著石棉網(wǎng)同時加熱規(guī)格相同、分別裝有質量和初溫都相同的煤油和水的試管相同、分別裝有質量和初溫都相同的煤油和水的試管, ,至管內液體升溫到至管內液體升溫到40 ,40 ,這個過程中這個過程中( ( ) )A.A.煤油溫度先升到煤油溫度先升到40 40 B.B.同一時刻水的溫度比煤油高同一時刻水的溫度比煤油高C.C.加熱相同時間加熱相同時間, ,水吸收的熱量多水吸收的熱量多D.D.升高相同的溫度升高相同的溫度, ,煤油需加熱較長的時間煤油需加熱較長的時間解析解析: :質量和初溫都相同的煤油和水在相同時間內吸收相等的熱量質量和初溫都相同的煤油和水在相同時間內吸收相等的熱量, ,由于煤由于煤油的比熱容比水的小油的比熱容比水的小, ,由由Q=cmtQ=cmt知煤油的溫度上升較快知煤油的溫度上升較快, ,水的溫度上升較慢水的溫度上升較慢; ;升高相同的溫度升高相同的溫度, ,煤油吸收熱量少煤油吸收熱量少, ,水吸收熱量多水吸收熱量多, ,所以升高相同的溫度煤油所以升高相同的溫度煤油所用時間較少所用時間較少, ,水所用時間較多水所用時間較多, ,所以所以A A項正確項正確. .A A6.(20146.(2014河南河南) )用相同的加熱裝置給質量相等的甲、乙兩種液體同時加熱用相同的加熱裝置給質量相等的甲、乙兩種液體同時加熱, ,兩種液體的溫度隨兩種液體的溫度隨t(t(時間時間) )的變化如表所示的變化如表所示. .由數(shù)據(jù)比較兩種液體的比熱容由數(shù)據(jù)比較兩種液體的比熱容( ( ) )A A時間t/min012345甲的溫度/ 202224262830乙的溫度/ 202530354045A.cA.c甲甲cc乙乙B.cB.c甲甲=c=c乙乙 C.cC.c甲甲cc乙乙D.D.無法確定無法確定解析解析: :根據(jù)題意知根據(jù)題意知, ,用相同加熱裝置加熱用相同加熱裝置加熱, ,相同時間內放出熱量相等相同時間內放出熱量相等, ,且兩種且兩種物質在相同時間內吸收熱量相等物質在相同時間內吸收熱量相等, ,由由Q=cmtQ=cmt知知,t,t與與c c成反比成反比,t,t甲甲tcc乙乙, ,故選故選A.A.C C 解析解析: :比熱容是物質的一種性質比熱容是物質的一種性質, ,在狀態(tài)和物質種類一定時在狀態(tài)和物質種類一定時, ,比熱容大小比熱容大小與物體吸放熱、溫度變化大小、質量多少都沒有關系與物體吸放熱、溫度變化大小、質量多少都沒有關系. .故選故選C.C. 質量為質量為1 kg1 kg的水的水cc水水=4.2=4.210103 3J/(kgJ/(kg),),溫度從溫度從20 20 升升高到高到30 30 吸收的熱量是吸收的熱量是( ( ) )A.4.2A.4.210103 3J JB.4.2B.4.210104 4J JC.8.4C.8.410104 4J JD.1.26D.1.2610105 5J J解析解析: :水吸收的熱量水吸收的熱量:Q:Q吸吸=cmt=4.2=cmt=4.210103 3J/(kgJ/(kg ) )1 kg1 kg(30 -(30 -20 )=4.220 )=4.210104 4J.J.8.(20148.(2014福州福州) )B B 散熱器常用水作為冷卻劑散熱器常用水作為冷卻劑, ,這是利用了水的比熱容較這是利用了水的比熱容較 . . ( (選填選填“大大”或或“小小”) )的性質的性質. .如果散熱器中裝有如果散熱器中裝有3 kg3 kg的水的水, ,當溫度升高了當溫度升高了20 20 時時, ,它吸收了它吸收了 J J的熱量的熱量.已知已知c c水水=4.2=4.210103 3 J/(kg J/(kg)解析解析:(1):(1)水的比熱容較大水的比熱容較大, ,降低相同溫度水吸收熱量多降低相同溫度水吸收熱量多, ,所以利用了水的比所以利用了水的比熱容較大的性質熱容較大的性質. .(2)Q=c(2)Q=c水水mtmt=4.2=4.210103 3 J/(kg J/(kg)3 kg3 kg20 =2.5220 =2.5210105 5 J. J.9.(20139.(2013重慶重慶) )大大2.522.5210105 510.10.海邊的晝夜溫差比沙漠地帶要小得多海邊的晝夜溫差比沙漠地帶要小得多, ,這主要是因為水的這主要是因為水的 比較比較大的緣故大的緣故, ,相同質量的海水和沙石相同質量的海水和沙石, ,吸收相同的熱量后吸收相同的熱量后, , 的溫度升高的溫度升高得少得少.解析解析: :沙漠地區(qū)缺水且多沙石沙漠地區(qū)缺水且多沙石, ,沿海地區(qū)水多沿海地區(qū)水多, ,沙石的比熱容比水的小沙石的比熱容比水的小, ,夜間夜間沙石溫度降低快沙石溫度降低快, ,因而氣溫較低因而氣溫較低; ;午間在陽光的照射下午間在陽光的照射下, ,沙石吸熱后溫度升高沙石吸熱后溫度升高較快使得氣溫迅速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)象于是出現(xiàn)晝夜氣溫差別較大的現(xiàn)象. .相同質量的海相同質量的海水和沙石水和沙石, ,由于海水的比熱容大于沙石的比熱容由于海水的比熱容大于沙石的比熱容, ,所以海水升高的溫度較少所以海水升高的溫度較少. .比熱容比熱容海水海水11.11.隨著人們生活水平的提高隨著人們生活水平的提高, ,越來越多的家庭采用越來越多的家庭采用“水地暖水地暖”進行取暖進行取暖. .其其原理是原理是: :在房間地面裝飾層下鋪設散熱管道在房間地面裝飾層下鋪設散熱管道, ,通過管道內的熱水散熱提高室通過管道內的熱水散熱提高室溫溫. .當供水溫度為當供水溫度為45 45 時時, ,單位面積的散熱功率與地面裝飾層材料、散熱管單位面積的散熱功率與地面裝飾層材料、散熱管材料的對應關系見下表材料的對應關系見下表: :地面裝飾層材料散熱功率散熱管材料陶瓷塑料木地板聚乙烯(PE-RT)136.6W/m2103.5W/m293.5W/m2聚丁烯(PB)125.7W/m296.9W/m290.0W/m2(1)(1)若該地暖系統(tǒng)的總水量為若該地暖系統(tǒng)的總水量為2 210103 3 kg, kg,將全部的水從將全部的水從5 5 加熱至加熱至45 ,45 ,水水至少需要吸收多少熱量至少需要吸收多少熱量?c?c水水=4.2=4.210103 3 J/ (kg J/ (kg)(2)(2)某家庭木地板的面積為某家庭木地板的面積為80 m80 m2 2, ,散熱管材料為聚丁烯散熱管材料為聚丁烯(PB),(PB),供水溫度為供水溫度為45 ,45 ,則該供暖系統(tǒng)每小時的散熱量為多少焦耳則該供暖系統(tǒng)每小時的散熱量為多少焦耳? ?解析解析:(1):(1)水吸收的熱量水吸收的熱量Q Q吸吸=c=c水水m(tm(t2 2-t-t1 1)=4.2)=4.210103 3 J/ (kg J/ (kg)2 210103 3 kg kg(45 -5 )=3.36(45 -5 )=3.3610108 8 J. J.(2)(2)由表可知由表可知, ,散熱管材料為聚丁烯散熱管材料為聚丁烯(PB),(PB),供水溫度為供水溫度為45 45 時時, ,木地板的木地板的散熱功率是散熱功率是90 W/m90 W/m2 2, ,則面積為則面積為80 m80 m2 2的木地板每小時的散熱量為的木地板每小時的散熱量為:Q=PSt:Q=PSt= =90 W/m90 W/m2 280 m80 m2 23600 s=2.5923600 s=2.59210107 7 J; J; 答案答案:(1)3.36:(1)3.3610108 8 J J(2)2.592(2)2.59210107 7 J J(3)“(3)“水地暖水地暖”散熱量除與散熱時間、面積有關外散熱量除與散熱時間、面積有關外, ,你認為還與哪些因素有你認為還與哪些因素有關關? ?請至少寫出兩點請至少寫出兩點. .解析解析: :(3)(3)從表中數(shù)據(jù)可知從表中數(shù)據(jù)可知,“,“水地暖水地暖”散熱量除與散熱時間、面積有關散熱量除與散熱時間、面積有關外外, ,還與地面裝飾層材料、散熱管材料有關還與地面裝飾層材料、散熱管材料有關, ,另外另外, ,還可能與裝飾層厚度、還可能與裝飾層厚度、供水溫度、管間距離等因素有關供水溫度、管間距離等因素有關. .答案答案：(3)(3)地面裝飾層材料、散熱管材料、裝飾層厚度、供水溫度、管間地面裝飾層材料、散熱管材料、裝飾層厚度、供水溫度、管間距離等距離等12.(12.(探究題探究題) )為了比較水和煤油的吸熱能力為了比較水和煤油的吸熱能力, ,曉雯設計了如下實驗步驟曉雯設計了如下實驗步驟:A.:A.在兩個同樣的燒杯中在兩個同樣的燒杯中, ,分別裝入等體積的水和煤油分別裝入等體積的水和煤油;B.;B.用兩支溫度計分別測用兩支溫度計分別測出水和煤油的初溫出水和煤油的初溫;C.;C.在燒杯中在燒杯中, ,分別放入功率相同的電熱器分別放入功率相同的電熱器, ,加熱相同時加熱相同時間間;D.;D.用溫度計分別測出水和煤油的末溫用溫度計分別測出水和煤油的末溫. .(1)(1)步驟步驟A A存在的錯誤是存在的錯誤是: : , ,應改為應改為 .(2)(2)步驟步驟C,C,加熱相同時間是為了加熱相同時間是為了 ;(3)(3)步驟步驟B B和和D D是為了計算是為了計算 .解析解析:(1):(1)實驗中應當控制兩種液體的質量相同實驗中應當控制兩種液體的質量相同, ,所以所以A A步驟中的錯誤是取兩步驟中的錯誤是取兩種液體的體積相同種液體的體積相同;(2);(2)步驟步驟C C中使用相同的加熱器給兩種液體加熱相同的中使用相同的加熱器給兩種液體加熱相同的時間時間, ,目的是為了使兩種液體吸收的熱量相同目的是為了使兩種液體吸收的熱量相同;(3);(3)步驟步驟B B和和D D分別測水和煤分別測水和煤油的初溫和末溫油的初溫和末溫, ,目的是為了計算它們升高的溫度并進行比較目的是為了計算它們升高的溫度并進行比較. .取水和煤油的體積相同取水和煤油的體積相同取水和煤油的質量相同取水和煤油的質量相同使水和煤油吸收的熱量相同使水和煤油吸收的熱量相同水和煤油升高的溫度并進行比較水和煤油升高的溫度并進行比較