第二節(jié)科學(xué)探究 物質(zhì)的比熱容 1 比熱容 1 概念 一定質(zhì)量的某種物質(zhì) 在溫度升高 或降低 時(shí)吸收 或放出 的熱量與它的質(zhì)量和升高 或降低 溫度的乘積之比 叫做這種物質(zhì)的 單位 2 物理意義 單位質(zhì)量的某種物質(zhì) 溫度降低1 所放出的熱量 與它溫度升高1 所吸收的熱量 數(shù)值上等于它的 3 水的比熱容是4 2 103J kg 表示的含義是 2 熱量計(jì)算 比熱容 J kg 相同 比熱容 1kg的水溫度升高 降低 1 吸收 放出 的熱量是4 2 103J Q吸 Q放 cm t2 t1 cm t1 t2 比熱容的概念 C 解析 水和冰是同一種物質(zhì)的不同狀態(tài) 由表可知 水的比熱容與冰的比熱容不同 說明物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān) 故A錯(cuò) 同種物質(zhì)在相同狀態(tài)下的比熱容是不變的 故B錯(cuò) 質(zhì)量相等的鋁塊和銅塊 吸收相同熱量后 比熱容小的銅塊溫度變化較大 故C正確 寒冬季節(jié) 放在室外盛有水的水缸會(huì)破裂 主要是因?yàn)樗坛杀?體積增大 而不是水的比熱容大的緣故 故D錯(cuò) 2 如圖 在兩個(gè)相同的燒杯中分別裝有質(zhì)量 初溫都相同的水和沙子 用兩個(gè)相同的酒精燈對(duì)其加熱 1 加熱相同時(shí)間后 分別測量兩者的溫度 發(fā)現(xiàn)沙子的溫度明顯高于水 這是因?yàn)?加熱時(shí)攪拌沙子 目的是 2 在兩燒杯上方分別蓋上玻璃片 過一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)裝水燒杯上方的玻璃片內(nèi)側(cè)有小水珠 用手摸兩個(gè)玻璃片 發(fā)現(xiàn)裝 填 沙子 或 水 燒杯上方的玻璃片溫度比較高 原因是 水的比熱容大 或沙子的比熱容小 使沙子受熱均勻 水 水蒸氣液化放熱 比熱容的計(jì)算 1 68 105 解析 m 500g 0 5kg 一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下 水的沸點(diǎn)是100 即t2 100 水需要吸收的熱量Q吸 cm t2 t1 4 2 103J kg 0 5kg 100 20 1 68 105J 4 2kg的水溫度降低5 放出的熱量為J 水的比熱容在常見物質(zhì)中是比較的 因此沿海地區(qū)晝夜溫差比同緯度的內(nèi)陸地區(qū) 均選填 大 或 小 c水 4 2 103J kg 解析 水放出的熱量Q放 c水m t1 t2 4 2 103J kg 2kg 5 4 2 104J 水的比熱容在常見的物質(zhì)中是比較大的 白天陽光照射下 水吸熱時(shí)升溫慢 晚上放熱時(shí) 水降溫也慢 因此沿海地區(qū)晝夜溫差比同緯度的內(nèi)陸地區(qū)小 4 2 104 大 小 測控導(dǎo)航 1 2013武漢 關(guān)于比熱容 下列說法正確的是 A 物體的比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關(guān)B 物體的比熱容跟物體的溫度有關(guān)C 物體的質(zhì)量越大 它的比熱容越大D 物體的比熱容與溫度 質(zhì)量都沒有關(guān)系解析 比熱容是物質(zhì)的一種屬性 表示1kg物質(zhì)升高 降低 1 時(shí)吸收 放出 的熱量 大小只與物質(zhì)的種類及狀態(tài)有關(guān) 與吸收或放出的熱量無關(guān) 2 冬天 我們常用熱水袋取暖 這主要是因?yàn)樗哂?A 較多的熱量B 較大的密度C 較高的溫度D 較大的比熱容解析 因?yàn)樗谋葻崛葺^大 在降低相同溫度的條件下 可以釋放更多的熱量 D D 3 2014泰安 在 比較水與煤油吸收熱量時(shí)溫度升高的快慢 實(shí)驗(yàn)中 需要控制某些變量 以下做法多余的是 A 采用完全相同的加熱方式B 采用酒精燈加熱時(shí) 酒精燈里所加的酒精量相同C 取相同質(zhì)量的水和煤油D 盛放水和煤油的容器相同解析 實(shí)驗(yàn)中 應(yīng)采用完全相同的加熱方式 保證在相同的時(shí)間內(nèi)提供相同的熱量 實(shí)驗(yàn)中 酒精燈里所加的酒精量對(duì)升溫的快慢不會(huì)造成影響 屬多余的量 實(shí)驗(yàn)中 必須取相同質(zhì)量的水和煤油 符合控制變量法的要求 實(shí)驗(yàn)中 盛放水和煤油的容器也會(huì)影響其吸熱與升溫的情況 故應(yīng)使容器保持相同 故有必要 B 4 探究 比較不同物質(zhì)的吸熱能力 時(shí) 同學(xué)們用酒精燈同時(shí)開始均勻加熱質(zhì)量和初溫都相等的沙子和水 裝置如圖所示 下列說法正確的是 A 實(shí)驗(yàn)中 沙子吸熱升溫較快 說明沙子吸熱能力較強(qiáng)B 在本實(shí)驗(yàn)中 物體吸熱多少是由物質(zhì)的種類決定的C 實(shí)驗(yàn)中 將沙子和水加熱到相同溫度時(shí) 它們吸收的熱量相同D 實(shí)驗(yàn)中 加熱相同的時(shí)間 末溫低的物質(zhì)吸熱能力強(qiáng)解析 由于沙子的比熱容比水小 質(zhì)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 溫度升高的少的吸熱能力較強(qiáng) 在本實(shí)驗(yàn)中 物體吸熱多少除了與物質(zhì)的種類有關(guān)外 還與加熱時(shí)間等因素有關(guān) D 5 2013廣州 水的比熱容比煤油的大 如圖所示 隔著石棉網(wǎng)同時(shí)加熱規(guī)格相同 分別裝有質(zhì)量和初溫都相同的煤油和水的試管 至管內(nèi)液體升溫到40 這個(gè)過程中 A 煤油溫度先升到40 B 同一時(shí)刻水的溫度比煤油高C 加熱相同時(shí)間 水吸收的熱量多D 升高相同的溫度 煤油需加熱較長的時(shí)間解析 質(zhì)量和初溫都相同的煤油和水在相同時(shí)間內(nèi)吸收相等的熱量 由于煤油的比熱容比水的小 由Q cm t知煤油的溫度上升較快 水的溫度上升較慢 升高相同的溫度 煤油吸收熱量少 水吸收熱量多 所以升高相同的溫度煤油所用時(shí)間較少 水所用時(shí)間較多 所以A項(xiàng)正確 A 6 2014河南 用相同的加熱裝置給質(zhì)量相等的甲 乙兩種液體同時(shí)加熱 兩種液體的溫度隨t 時(shí)間 的變化如表所示 由數(shù)據(jù)比較兩種液體的比熱容 A A c甲 c乙B c甲 c乙C c甲 c乙D 無法確定 解析 根據(jù)題意知 用相同加熱裝置加熱 相同時(shí)間內(nèi)放出熱量相等 且兩種物質(zhì)在相同時(shí)間內(nèi)吸收熱量相等 由Q cm t知 t與c成反比 t甲c乙 故選A C 解析 比熱容是物質(zhì)的一種性質(zhì) 在狀態(tài)和物質(zhì)種類一定時(shí) 比熱容大小與物體吸放熱 溫度變化大小 質(zhì)量多少都沒有關(guān)系 故選C 質(zhì)量為1kg的水 c水 4 2 103J kg 溫度從20 升高到30 吸收的熱量是 A 4 2 103JB 4 2 104JC 8 4 104JD 1 26 105J解析 水吸收的熱量 Q吸 cm t 4 2 103J kg 1kg 30 20 4 2 104J 8 2014福州 B 散熱器常用水作為冷卻劑 這是利用了水的比熱容較 選填 大 或 小 的性質(zhì) 如果散熱器中裝有3kg的水 當(dāng)溫度升高了20 時(shí) 它吸收了J的熱量 已知c水 4 2 103J kg 解析 1 水的比熱容較大 降低相同溫度水吸收熱量多 所以利用了水的比熱容較大的性質(zhì) 2 Q c水m t 4 2 103J kg 3kg 20 2 52 105J 9 2013重慶 大 2 52 105 10 海邊的晝夜溫差比沙漠地帶要小得多 這主要是因?yàn)樗谋容^大的緣故 相同質(zhì)量的海水和沙石 吸收相同的熱量后 的溫度升高得少 解析 沙漠地區(qū)缺水且多沙石 沿海地區(qū)水多 沙石的比熱容比水的小 夜間沙石溫度降低快 因而氣溫較低 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 相同質(zhì)量的海水和沙石 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 比熱容 海水 11 隨著人們生活水平的提高 越來越多的家庭采用 水地暖 進(jìn)行取暖 其原理是 在房間地面裝飾層下鋪設(shè)散熱管道 通過管道內(nèi)的熱水散熱提高室溫 當(dāng)供水溫度為45 時(shí) 單位面積的散熱功率與地面裝飾層材料 散熱管材料的對(duì)應(yīng)關(guān)系見下表 1 若該地暖系統(tǒng)的總水量為2 103kg 將全部的水從5 加熱至45 水至少需要吸收多少熱量 c水 4 2 103J kg 2 某家庭木地板的面積為80m2 散熱管材料為聚丁烯 PB 供水溫度為45 則該供暖系統(tǒng)每小時(shí)的散熱量為多少焦耳 解析 1 水吸收的熱量Q吸 c水m t2 t1 4 2 103J kg 2 103kg 45 5 3 36 108J 2 由表可知 散熱管材料為聚丁烯 PB 供水溫度為45 時(shí) 木地板的散熱功率是90W m2 則面積為80m2的木地板每小時(shí)的散熱量為 Q PSt 90W m2 80m2 3600s 2 592 107J 答案 1 3 36 108J 2 2 592 107J 3 水地暖 散熱量除與散熱時(shí)間 面積有關(guān)外 你認(rèn)為還與哪些因素有關(guān) 請(qǐng)至少寫出兩點(diǎn) 解析 3 從表中數(shù)據(jù)可知 水地暖 散熱量除與散熱時(shí)間 面積有關(guān)外 還與地面裝飾層材料 散熱管材料有關(guān) 另外 還可能與裝飾層厚度 供水溫度 管間距離等因素有關(guān) 答案 3 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 12 探究題 為了比較水和煤油的吸熱能力 曉雯設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟 A 在兩個(gè)同樣的燒杯中 分別裝入等體積的水和煤油 B 用兩支溫度計(jì)分別測出水和煤油的初溫 C 在燒杯中 分別放入功率相同的電熱器 加熱相同時(shí)間 D 用溫度計(jì)分別測出水和煤油的末溫 1 步驟A存在的錯(cuò)誤是 應(yīng)改為 2 步驟C 加熱相同時(shí)間是為了 3 步驟B和D是為了計(jì)算 解析 1 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)控制兩種液體的質(zhì)量相同 所以A步驟中的錯(cuò)誤是取兩種液體的體積相同 2 步驟C中使用相同的加熱器給兩種液體加熱相同的時(shí)間 目的是為了使兩種液體吸收的熱量相同 3 步驟B和D分別測水和煤油的初溫和末溫 目的是為了計(jì)算它們升高的溫度并進(jìn)行比較 取水和煤油的體積相同 取水和煤油的質(zhì)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(jìn)行比較 謝謝觀賞