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让更多的孩子得到更好的教育
比热容(提高)
责编:武霞
【学习目标】
1、知道物质的比热容的概念、物理意义;
2、记住水的比热容比较大,是4.2×103J/(㎏·℃);
3、能用比热容解释简单的自然、生活中的现象,并能设计实验、解决简单的问题;
4、会设计并进行“比较不同物质吸热能力不同”的实验;
5、能够利用吸热、放热公式进行相关计算。
【要点梳理】
要点一 、探究比较不同物质的吸热能力
1、提出问题:物体温度升高,吸收热量的多少与哪些因素有关?
2、猜想与假设
以水为例:水吸热的多少,与水的质量,水的温度升高有关,不同物质,质量相同,温度升高相同吸热
是否相同呢?
总结:物体吸热多少与物质的种类,物体的质量,物体升高的温度有关。
3、制定计划与设计实验
温馨提示:注意控制变量法的使用,取质量相同,初温相同的水和煤油,升高相同的温度,看吸热是否
相同,(以加热时间的多少来看吸热的多少) 。
4、进行实验与收集证据
物质种类 质量m/kg 初温t/℃ 末温t/℃ 温度变化△t/℃ 加热时间T/min
水
水
煤油
煤油
5、分析与论证:
相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸热是相同的;
相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸热是不同的。
6、评估、交流与合作
7、分析误差的原因
要点二、比热容(高清课堂《比热容、热量的计算》一、比热容)
单一定质量的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比,叫做物质的
比热容。符号c,单位为焦每千克摄氏度,符号为J/(㎏·℃)。
要点诠释:
1、比热容是物质本身的一种性质
(1)同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的改变无关。
(2)同一种物质在不同的状态下比热容不同,如冰、水的比热容是不同的。
2、水的比热容比较大,是4.2×103J/(㎏·℃)。主要表现:
(1)由于水的比热容较大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,我
们用水作为冷却剂和取暖用。
(2)由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这
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一点有利于调节气候。夏天,太阳晒到海面上,海水的温度升高过程中吸收大量的热,所以人们住在海
边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温降得不是太低,所
以住在海边的人又不觉得特别冷。
要点三、热量的计算(高清课堂《比热容、热量的计算》二、热量的计算)
1、吸热公式:Q =cm(t-t )
吸 0
式中Q 表示物体吸收的热量,c表示物质的比热容,m表示物体的质量,t 表示物体原来的温度,t
吸 0
表示物体后来的温度。(t-t)表示温度的升高量。
0
2、放热公式:Q =cm(t -t)
放 0
式中(t-t)表示物体温度的降低量。
0
要点诠释:
物体吸收或放出热量的多少由物体的比热容、物体的质量和物体的温度升高(或降低)的乘积决定,
跟物体的温度高低无关。
【典型例题】
类型一、比热容
1、为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,小刚和几个同学做了如下实验:在四
个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用相同的加热器给它们加热。加热器每分钟放出的热量相等,且放出
的热量全部被水和煤油吸收。下表是同学们记录的实验数据,请你根据下表中的实验数据,回答下列问题:
(ρ =0.8×103kg/m3,ρ =1.0×103kg/m3)
煤油 水
液体(杯号) 体积 初温 加热时间 末温
水(1) 480mL 20℃ 10min 50℃
煤油(2) 600mL 20℃ 10min 80℃
水 (3) 480mL 20℃ 10min 50℃
煤油(4) 600mL 20℃ 5min 50℃
(1)分析比较_________号两个烧杯的实验数据,可以得出的初步结论是:在质量和升高的温度都相同
时,____________________________。
(2)分别比较1、2、3、4号烧杯的实验数据,结合(1)中的结论,归纳后可得出结论:物体温度升高时吸
收热量的多少与_________这几个因素有关。
【答案与解析】(1)1、4;比热容大的吸热多。(2)比热容、质量、升高的温度。
【总结升华】本题突出考查了实验方法:控制变量法和转化法。⑴在质量和升高的温度都相同时,根据热量
的计算,比热容大的吸热多。而热量测不出来,但可以转化为加热时间来进行比较。
2、(2015•莆田中考)炎热的夏天,小玥与家人到湄洲岛度假,她站在沙滩上脚感到烫,而当他站在
海水中时脚却感到凉,这主要是因为水和沙子具有不同的( )
A.热量 B.热值 C.内能 D.比热容
【答案】D
【解析】热量、内能、比热容都是物理学中三个重要的物理量,三者之间有区别也有联系,学生容易混淆,
在沙滩上,水和沙子在同样的日照条件下,吸收相同的热量,水的比热容较大,水的温度变化小,沙子的比
热容较小,沙子的温度变化大,所以海水凉,砂子烫。
【总结升华】物理知识在生活中的应用非常广泛,要深刻体会。
举一反三:
【变式】(2015•邵阳中考)生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生
物体造成损害.主要是因为水的( )
A.质量较小 B.凝固点较低 C.沸点较高 D.比热容较大
【答案】D
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类型二、热量的计算
3、小阳家的热水器内装有质量为5kg的水,该热水器中水的温度从20°C升高到40°C。求这些水吸
收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案与解析】
Q =cm(t-t)
吸 0
=4.2×103J/(kg ·℃)×5kg ×(40-20)℃
=4.2×105J
【总结升华】本题考查了学生对吸热公式Q =cm△t的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
吸
举一反三:
【变式】质量为2kg的水,温度由30℃升高了50℃,吸收多少热量?
【答案】4.2×105J
【解析】由Q =cm(t-t )可知。物体升高温度t-t=50℃,而原来的温度30℃在本题中无实际意义。
吸 0 0
4、用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容______________(填“相同”或“不同”)。质
量均为1kg的铜块和铅块,如吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为______________;若
铜块温度升高了100℃,则它吸收了______________J的热。(c =3.9×102J/(kg·℃),c =1.3×102J/(kg·℃
铜 铅
))
【思路点拨】比热容是物质的一种特性,同种物质比热容相同,不同物质比热容不同.根据公式Q=cm△t
可计算铜块与铅块升高的温度之比和块温度升高了100℃吸收的热量。
【答案与解析】
相同;
;
Q =c m Δt=3.9×102 J/(kg·℃)×1kg×100℃=3.9×104J
吸 铜 铜
【总结升华】这是一道有关比热容计算的一道很好的综合题。 比热容是物质的特性,因此只要物质的状态
不变,质量和体积等因素的改变是不会影响物质的比热容的,抓住“同种物质”可以得出“相同”的答
案。后两问因为是热传递现象,所以用公式Q=cmΔt进行解题。
举一反三:
【变式】质量和初温都相等的铜和铝(c <c ),放出相等的热量后相互接触,热量( )
铜 铝
A.一定从铜传给铝 B.一定从铝传给铜
C.不会发生热传递 D.不能确定是否发生热传递
【答案】B
【解析】热量是由温度高的物体向温度低的物体传递,因此通过热量的公式Q=cmΔt,当Q、m一定时,c越
大,可以得出Δt越小;又因为初温都相等,放出热量,所以铜的末温低于铝,一定从铝传给铜热量。
5、甲、乙两块质量相同的不同金属,在沸水里加热一段时间。先取出甲决投入一杯冷水里,当达到
热平衡后,水温升高20℃。再取出甲块,立即将乙块从沸水中取出投入这杯水中,再次达到热平衡,水
温又升高20℃。若不计热的损失,则由此可判断( )
A.甲的比热容比乙大
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B.甲的比热容比乙小
C.甲的比热容跟乙相等
D.无法确定比热容大小
【思路点拨】甲、乙两金属块,先后投入到同一杯水中,甲乙两金属块放出热量、温度降低,水吸收热量、温
度升高;
由题知,两次水升高的温度相同,也就是水吸收的热量相同,因为不计热量损失,由热平衡方程可知,甲乙
两金属块放出的热量相同;
而甲、乙两金属块的质量相等、初温相同,经放热后,甲金属块比乙多降低了20℃,甲金属块的末温比乙
的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两金属块,放出相同的热量,甲降低的温度多,所以甲金属的比热容比
乙的小。
【答案】B
【解析】先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中,水升高的温度相同,水吸收的热量相同;
∵不计热的损失,
∴Q =Q ,
吸 放
∴甲、乙两金属块放出的热量相同;
由题知,甲金属块比乙多降低了20℃;
∴质量相同的甲、乙两金属块,放出相同的热量,甲金属块降低的温度多,所以甲的比热容小,故B
正确。
【总结升华】本题考查了比热容的概念、热平衡方程、热量公式,能确定甲乙两金属块的末温关系是本题的
关键。
举一反三:
【变式】(高清课堂《比热容、热量的计算》例2)用相同的酒精灯和同样的烧杯盛有质量相同的甲、乙两种
液体加热,如图反映的是温度随时间变化的图象, 从图中可以看出( )
A.甲的比热容大 B.乙的比热容大
C.它们的比热容一样大 D.无法判断热量的计算
【答案】B
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