第节 比热容(配套学案P3)
(对应学生用书第4页)
一、比较物质的吸热能力
1.同种物质,温度升高时吸收的热量跟物体的质量和升高的温度有关,质量越大,温度升高得越高,吸收的热量越多.
2.质量相同的不同物质,在温度升高相同的度数时,吸收的热量不同.
二、比热容
1.定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比.
2.符号:c.
3.单位:J/(kg·℃).
4.意义
(1)比热容是物质的一种属性,不同物质的比热容一般不同(选填“相同”或“不同”).
(2)水的比热容最大(选填“最大”或“最小”)
①数值:c水=4.2×103 J/(kg·℃).
②意义:1 kg水温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量是4.2×103 J.
三、热量的计算
1.吸热公式:Q吸=cm(t-t0).
2.放热公式:Q放=cm(t0-t).
3.各物理量的意义和单位
内容
Q吸或Q放
c
m
t
t0
t-t0
(Δt)
t0-t
(Δt)
意义
吸收或放
出的热量
比热容
质量
末温
初温
温度
升高
的度数
温度降低
的度数
单位
J
J/(kg·℃)
kg
℃
℃
℃
℃
(对应学生用书第5页)
探究一:比热容
1.比热容是物质的一种属性.同种物质在同种状态下,比热容不随其形状、质量、温度、吸收或放出热量的改变而改变.
2.同一物质的比热容随状态的改变而改变.
3.不同物质的比热容一般不同,所以可以鉴别物质.
【典例1】 (2013宁德模拟)关于水的比热容,下列说法正确的是( C )
A.沿海昼夜温差小是因为水的比热容小
B.水变成冰后,比热容不变
C.水的比热容较大,可用作柴油机的冷却剂
D.一桶水比一杯水的比热容大
解析:海边与内陆阳光照射程度相同的情况下,水与沙石吸收相同的热量,水的比热容较大,升温较小,所以海边昼夜温差较小,故A错误;水变成冰后,状态发生了改变,比热容也发生改变,故B错误;一桶水和一杯水,仅仅是水的质量和体积不同,物质的状态没有发生变化,仍是同种物质,比热容不变,故D错误;用水做冷却剂冷却发动机,利用的是水的比热容较大的特点,所以C正确.
探究二:热量的计算
1.明确热量的计算公式
Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t).
2.注意文字叙述中升高t、升高了t,降低t、降低了t对应的都是温度的改变量,而升高到t、降低到t对应的是物体的末温.
【典例2】 质量为100 kg的热水,温度从80 ℃降低到20 ℃,放出的热量是多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
解析:水放出的热量为Q放=c水m(t0-t),其中t0表示初温,t0=80 ℃,t表示末温,t=20 ℃,代入数据得
Q放=c水m(t0-t)
=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(80 ℃-20 ℃)
=2.52×107 J.
答案:2.52×107 J
(对应学生用书第5页)
【课堂小结】
比热容
【中考在线】
1.(2012吉林)冬天,我们常用热水袋取暖,这主要是因为水具有( D )
A.较多的热量 B.较大的密度
C.较高的温度 D.较大的比热容
解析:比热容较大的物质在降低相同的温度的时候,能放出较多的热量,水的比热容是最大的,所以我们常用热水袋取暖.
2.(2012东营)已知铁的比热容小于铝的比热容.质量相同的铁块和铝块吸收相同的热量后,铁温度升高得多;若它们降低相同的温度,铝放出的热量多.
解析:由公式Q吸=cmΔt变形Δt=,比热容小的温度升高得多,铁的比热容小于铝的比热容,因此铁温度升高得多;由公式Q放=cmΔt可知降低相同的温度,比热容大的放出的热量多,因此铝放出的热量多.
3.(2012安徽)某汽车的散热器用水作冷却剂,散热器中水的质量为5 kg,水的温度升高 10 ℃时吸收的热量是2.1×105J.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)].
解析:水吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×10 ℃
=2.1×105 J.
(对应学生用书第66页)
【测控导航】
知识点
题号
探究不同物质的吸热情况
1、2、6
比热容
1、2、3、4、5、7、8
热量的计算
5、9*
(注:右上角一个“*”为中档题,两个“*”为难题,无标识为基础题)
【基础达标】
一、选择题
1.下列说法正确的是( D )
A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B.吸收热量多的物体比热容一定大
C.高温物体放出的热量一定多
D.质量相同的水和煤油吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度
解析:比热容是物质的特性,与体积、吸收热量多少等无关,选项A、B错;由Q放=cmΔt知物体放出的热量与温度的变化量有关,故C错;从热量公式得到Δt=,可知吸热和质量分别相同时,物体升高温度的多少,跟它的比热容成反比,因为c煤油Δt水,故D对.
2.小明和小华同学在做“探究比较水与煤油吸收热量时温度升高快慢”的实验时,使用了如图所示的装置.设计实验方案时,他们确定以下需控制的变量,其中多余的是( B )
A.采用完全相同的加热方式
B.酒精灯里所加的酒精量相同
C.取相同质量的水和煤油
D.盛放水和煤油的容器相同
解析:采用完全相同的加热方式和相同的容器是为了保证相同的时间内水、煤油吸收相同的热量;研究温度升高的快慢,要控制质量相同,多余的是B.
3.将质量相同、材料不同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后放到表面平整的石蜡上,经过一段时间后观察到如图所示的现象,由此说明三块金属的比热容( C )
A.甲最大 B.乙最大
C.丙最大 D.一样大
解析:石蜡熔化的越多,说明金属块放出的热量越多,根据公式c=可知,在质量和温度变化相同时,放出的热量越多,比热容越大,故C对.
4.下列实例中不是利用水的比热容大这一特性的是( A )
A.在河流上建水电站,用水发电
B.汽车发电机用循环水冷却
C.让流动的热水流过散热器取暖
D.晚上向秧苗田里放水,以防冻坏秧苗
解析:质量相同的不同物质,温度升高或降低相同的度数,比热容大的物质吸收或放出的热量多,水的比热容最大,B、C、D都是利用了水的这一特性,只有A是根据水流动具有机械能而发电的.
5.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体.用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示.下列说法正确的是( D )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度比乙液体温度升高得多
解析:用同一热源分别加热,加热相同的时间,则两种液体吸收的热量相等,C错;由题中图象知,加热相同的时间(图象横坐标相同),甲液体温度升高的(纵坐标)比乙多,D对;如果升高相同温度(图像纵坐标相同),液体吸收的热量即加热时间(横坐标)乙比甲多,B错;根据公式c=知,在质量m和温度变化Δt相同的情况下,吸收热量多的比热容就大,所以乙液体的比热容大,A错.
二、填空题
6.(2012大连)在“比较水和煤油的吸热能力”的实验中,可以通过控制水和煤油的质量相同、吸收的热量相同,比较它们温度升高的多少,从而比较它们的吸热能力;实验中,用加热时间长短间接反映吸收的热量.
解析:相同质量的不同物质,吸收相同的热量,温度升高较低的物质吸热能力较强;在实验中,水和煤油吸热多少是根据加热时间长短来反映吸收的热量的多少的.
7.(2012衡阳)海边的昼夜温差比沙漠地带要小得多,这主要是因为水的比热容比较大的缘故,相同质量的海水和沙石,吸收相同的热量后,海水的温度升高得少.
解析:水的比热容较大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同的热量,水的温度的变化比沙石小.因此,在受太阳照射条件相同时,海水比沙石的温度低.
8.已知铜的比热容是铅的比热容的3倍,现有质量相等、温度相同的铅块和铜块,当它们吸收相同的热量后互相接触,则铅块一定向铜块传递热量.
解析:由公式Q吸=cmΔt且铅的比热容小,知铅块吸热后温度高,两金属块接触,热量将从高温的铅块传向低温的铜块.
【能力提升】
9.(2012呼和浩特)呼和浩特市某中学为学生提供开水,用电热器将220 kg的水从17 ℃加热至97 ℃,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则:
(1)电热器内的水是放出热量还是吸收热量?
(2)电热器内的水在这一过程中吸收或放出的热量是多少?
解析:(1)在烧水的过程中,水的温度升高,内能增加,水需要吸收热量.
(2)加热过程中水吸收的热量
Q吸=cmΔt
=4.2×103 J/(kg·℃)×220 kg×(97 ℃-17 ℃)
=7.392×107 J.
答案:(1)吸收热量
(2)7.392×107 J
