文档文本内容
13.1 热量 比热容
▌题型01 热量
▌题型02 比热容及其理解
▌题型03 比热容生活应用解释
▌题型04 吸放热的简单计算
▌题型05 比热容的概念理解与图像分析
▌题型06 比热容的实验探究
▌题型07 热平衡综合计算
▌题型01 热量
1. 核心知识
(1)热量是热传递过程中传递热的多少,是一个过程量,只能说“吸收”或“放出”热量,不能说物体“含有”“具有”
热量。
(2)影响物体吸热的因素
物体吸收热量的多少与物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量有关,质量越大、比热容越大、温度
升高的幅度越大,物体吸收的热量就越多。
2. 解题技巧
解决这类辨析题,牢牢抓住“热量是过程量”这一核心要点,首先排除描述中说物体“含有热量”“具有热量”的
错误选项,再结合晶体熔化、液体沸腾等特殊过程,逐一分析温度变化和吸放热的逻辑关系即可得出正确结论。
1.在_______过程中,_______的多少叫做热量。单位:_______。
【答案】
热传递
传递的内能
焦耳
【详解】在热传递的过程中,传递内能的多少叫热量,热传递过程中,高温物体放出热量,内能减少;低温物体
吸收热量,内能增加,热量的单位与能量的单位相同,也是焦耳。
2.(25-26 九年级上·江苏扬州·期中)在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“天气很热”中的
“热”指的是___________;“摩擦可以生热”中的“热”指的是___________;“沸水温度降低时,向外放热”,这个“热”
指的是___________。
【答案】
温度
内能
热量
【详解】[1]“天气很热”描述的是环境的冷热程度,在物理学中,用温度来表示物体的冷热程度,所以这里的“热”
指的是温度。
[2]“摩擦可以生热”是通过克服摩擦力做功的方式,将机械能转化为内能,使物体的内能增加,这里的“热”指的是
内能。
[3]“沸水温度降低时,向外放热”,是指沸水在温度降低过程中向外传递的能量,在热传递过程中传递的能量叫做
热量,所以这里的“热”指的是热量。
3.(25-26 九年级上·安徽黄山·期中)曾侯乙墓曾出土过一种铜制冰鉴,可以说是现代保温瓶的始祖。这种冰鉴
有内外两层,外为一方鉴,内装一方壶,盛夏之时方鉴盛冰,方壶就能保存食物或酒水。从物理视角进行了以下
分析,正确的是( )
A.方鉴中的冰温度很低,具有的热量很少
B.冰块熔化成水的过程中,温度升高
C.壶内的食物将温度传给方鉴中的冰块
D.把冰块放入方鉴后,方鉴的外表面出现水珠的现象中会放热
【答案】D
【详解】A.热量是过程量,不能说物体“具有的热量”,故A 错误;
B.冰块是晶体,熔化成水的过程中,不断吸收热量,内能增大,温度不变,故B 错误;
C.壶内的食物或酒水与冰块发生热传递。壶内的食物或酒水将热量传给方鉴中的冰块,不是传递温度,故C 错
误;
D.把冰块放入方鉴后,方鉴的外表面出现水珠是因为水蒸气遇冷液化成小水滴,液化放热,故D 正确。
故选D。
4.(25-26 九年级上·江苏宿迁·期末)下列关于热量的说法正确的是( )
A.物体温度越高,具有的热量越多
B.质量相同的同种物质,温度高的比温度低的放出热量一定多
C.同一个物体温度升高的越多,吸收的热量越多
D.物体含有的热量多少,与物体的质量有关
【答案】C
【详解】AD.热量是过程量,表示在热传递过程中转移能量的多少,不能说“具有或含有的热量”,故AD 错误;
B.根据Q
cm t
=
D ,温度变化量不确定,所以质量相同的同种物质,温度高的不一定比温度低的放出热量多,
故B 错误;
C.根据Q
cm t
=
D ,同一个物体温度升高的越多,吸收的热量越多,故C 正确。
故选C。
5.(25-26 九年级上·江西上饶·期中)(多选)“永和豆腐”是江西的名菜,豆腐制作主要有磨豆、过滤、煮浆三个
步骤。下列说法正确的是( )
A.“磨豆”时,豆子被磨成粉,说明力能改变物体的形状
B.“过滤”时,从纱布中过滤出来的全是小分子,大分子豆渣滤不出来
C.“煮浆”时,厨房里豆香四溢,说明分子在不停地运动
D.豆浆被煮沸后,若继续加热,豆浆含有的热量一直增加
【答案】AC
【详解】A.“磨豆”时,通过石磨等工具对豆子施加力,使豆子的形状发生改变,由完整的豆子变成粉末状,这
充分说明了力能改变物体的形状,故A 正确;
B.分子极小,肉眼看不见,“过滤”时,从纱布中过滤出来的是宏观物体颗粒,不是分子,豆渣也不是分子同样
是宏观物体,故B 错误;
C.“煮浆”时,能闻到厨房里豆香四溢,是扩散现象,因为豆浆中的香味分子在不停地做无规则运动,进入到空
气中,所以能闻到香味,故C 正确;
D.热量是过程量,不能说豆浆含有热量多或少。故D 错误。
故选AC。
▌题型02 比热容及其理解
1. 核心知识
比热容是描述物体吸放热能力的物理量,它是物质本身的一种固有属性,只与物质的种类和状态有关,与物
体的质量、吸放热的多少、温度的变化量均无关。
2. 解题技巧
解决这类概念辨析题,只要牢牢抓住“比热容是物质固有属性,不随质量、吸放热、温度改变”这一核心点,
就能直接排除多数错误表述,若涉及水比热容大的应用辨析,只需要对应分析:比热容越大,相同质量的物质升
高相同温度吸收热量更多,或放出相同热量温度变化更小,即可直接判断应用合理性。
6.(25-26 九年级上·黑龙江佳木斯·期中)水的比热容是_______
J /
·
kg ℃,表示1kg 水温度升高1℃吸收的热量
为______J。
【答案】
3
4.2 10
´
3
4.2 10
´
【详解】[1][2]水的比热容是一个固定值,为
3
4.2 10 J /
·
kg
´
℃,其物理意义就是1kg 水温度升高(或降低)1℃
吸收(或放出)的热量为
3
4.2 10 J
´
。
7.(25-26 九年级上·湖北武汉·期中)关于比热容,下列说法不正确的是( )
A.沙子的比热容小,所以沙漠地区昼夜温差大
B.在烧水时,水的温度不断上升,但是其比热容没有发生变化
C.因为r
r
>
铝
铜,所以质量相等的铝块和铜块,吸收相等热量,铝块的温度变化大
D.比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关
【答案】C
【详解】A.比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。沙子的比热容
较小,在吸收或放出相同热量时,根据公式Δ
Q
t
cm
=
可知,沙子的温度变化较大。白天太阳照射,沙子升温快;
夜晚热量散失,沙子降温也快,所以沙漠地区昼夜温差大,故A 正确,不符合题意;
B.比热容是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物体的温度、质量、吸热多少等因素无关。在
烧水过程中,物质种类和状态都没有改变,所以其比热容不变,故B 正确,不符合题意;
C.根据公式Δ
Q
t
cm
=
,温度变化量Δt 与比热容c 成反比。由常见物质的比热容可知,铝的比热容大于铜的比热
容,即c
c
>
铝
铜,质量m 相等,吸收热量Q 相等时,铜块的温度变化更大,而不是铝块温度变化大,故C 不正确,
符合题意;
D.比热容是物质本身的一种属性,取决于物质的种类和状态,与物体的质量、吸热多少和温度变化大小等因素
均无关,故D 正确,不符合题意。
故选C。
8.(25-26 九年级上·河南鹤壁·期中)关于物质的比热容,下列说法中正确的是( )
A.比热容是物质的一种性质,只和物质的种类有关
B.同种物质质量越大,比热容就越大
C.因为水的比热容较大,所以比较适合做汽车发动机的冷却剂
D.物质的状态发生变化时,其比热容一定不变
【答案】C
【详解】AD.比热容与物质的种类有关,还与物质的状态有关;物质状态发生变化时,其比热容通常会发生变
化,例如水的比热容与冰的比热容不同,故AD 错误;
B.比热容与物质的质量无关,无论是一杯水还是一桶水,比热容就相同,故B 错误;
C.水的比热容较大,意味着在吸收或放出相同热量时,温度变化较小,因此水常被用作冷却剂,故C 正确。
故选C。
9.(25-26 九年级上·云南迪庆·期中)关于比热容的说法正确的是( )
A.根据c
Q
m t
=
D ,物质的比热容跟物体的温度变化成反比
B.若吸收的热量增大一倍,则物质比热容增大一倍
C.一杯水倒出一多半,杯内剩余水的比热容变小
D.甲、乙质量相等,吸收相同的热量,甲升高的温度比乙的多,则有c
c
<
甲
乙
【答案】D
【详解】ABC.比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类、状态有关,与质量、吸收或放出热量以及温度变
化无关,故ABC 错误;
D.根据公式
Δ
Q
c
m t
=
可知,甲、乙质量m 相等,吸收相同的热量Q,甲升高的温度比乙的多,即t
t
D
> D
甲
乙,则
c
c
<
甲
乙,故D 正确。
故选D。
10.(25-26 九年级上·广东汕头·期末)下列与比热容相关的知识正确的是( )
A.冬天手机续航下降,因为低温下电池内部物质的比热容变小
B.夏天手机容易发烫,因为手机外壳材料比热容较大,吸热后温度变化明显
C.有些手机采用石墨烯散热,是利用石墨烯比热容小的特点
D.手机电池充电时温度升高,因为电流做功产生热量,电池的比热容并未改变
【答案】D
【详解】A.冬天手机续航下降是因为低温影响电池内部化学反应速率,而比热容不随温度改变,并非电池内部
物质的比热容变小,故A 错误;
B.根据公式Q
cm t
=
D ,在吸收热量��和质量��相同时,比热容��越大,温度变化Δt 越小。若手机外壳材料
比热容大,吸热后温度变化应不明显,故B 错误;
C.手机采用石墨烯散热,是利用石墨烯导热性好的特点,能快速传递热量,而非比热容小的特点,故C 错误;
D.手机电池充电时,电流做功将电能转化为内能,导致温度升高;而比热容是物质特性,电池的比热容不会因
温度升高而改变,故D 正确。
故选D。
▌题型03 比热容生活应用解释
1. 常见考法
通常结合生产生活、自然现象中的实例,要求解释“暖气用水做介质”“沿海地区昼夜温差比内陆小”“汽车发
动机用水降温”这类常见现象。
2. 解题步骤
(1)明确实例中涉及的物质,点明水的比热容较大这一核心特点;
(2)结合具体场景控制变量分析:相同质量的这种物质与其他物质相比,要么是升高(或降低)相同温度时,
能吸收(或放出)更多热量,要么是吸收(或放出)相同热量时,温度变化更小;
(3)对应场景总结结论,说明该特点带来的对应效果,完成解释。
11.(25-26 九年级上·宁夏吴忠·期末)下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.夏天在房间内洒水降温
B.用循环水冷却汽车发动机
C.沿海地区昼夜温差较小
D.让热水流过散热器供暖
【答案】A
【详解】A.夏天在房间洒水降温,原理是水蒸发吸热,靠水的汽化带走热量降温,和水的比热容无关,故A 符
合题意;
B.用循环水冷却汽车发动机,利用了水比热容大,升高相同温度可吸收更多热量的特点,与比热容有关,故B
不符合题意;
C.沿海地区水多,水比热容大,吸放热相同的情况下温度变化更小,因此昼夜温差更小,与比热容有关,故C
不符合题意;
D.热水流过散热器供暖,利用了水比热容大,降低相同温度可放出更多热量的特点,与比热容有关,故D 不符
合题意。
故选A。
12.(25-26 九年级上·江苏无锡·期中)下列实例中没有利用到水的比热容这一物理属性的是( )
A.让热水流过散热器供暖
B.夏天在房间内洒水降温
C.沿海地区昼夜温差较小
D.用循环水冷却汽车发动机
【答案】B
【详解】A.由于水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以,让
流动的热水流过散热器取暖,是利用了水的比热容较大,故A 不符合题意;
B.炎热的夏天,在室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,使人感到凉爽,不是利用水
的比热容大的特点,故B 符合题意;
C.由于水的比热容大于沙石的比热容,相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的温
度少,所以,沿海地区昼夜温差比内陆地区小,故C 不符合题意;
D.由于水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以,汽车发动机
用循环水冷却,故D 不符合题意。
故选B。
13.(25-26 九年级上·湖南怀化·期末)下列选项中主要是利用水的比热容较大这一特性的是( )
A.冬天,北方的菜农常在地窖里放几桶水
B.北方楼房中的暖气用水作为介质
C.湖面上湖水结冰,但是湖底的湖水却没有结冰D.常在中暑人额头上擦冷水降温
【答案】B
【详解】A.冬天,北方的菜农常在地窖里放几桶水,防止菜冻坏,利用了水凝固时放出热量,与比热容无关,
故A 不符合题意;
B.比热容越大,说明物质的吸放热能力就越强;北方房屋中的暖气用水作为介质,是因为水的比热容较大,在
降低相同的温度时,水可以放出更多的热量,故B 符合题意;
C.湖面上湖水结冰,是因为气温低于0℃,但是湖底的湖水却没有结冰,是因为水的温度高于0℃,高于水的
凝固点,与比热容无关,故C 不符合题意;
D.常在中暑人额头上擦冷水,利用水蒸发吸收热量,达到降温的目的,不是利用水的比热容大的特点,故D 不
符合题意。
故选B。
14.(25-26 九年级上·上海·期中)“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”,是一句描述新疆地区气候特征的谚语。
如图所示,同一天,新疆库尔勒的温度差比上海________(选填“大”或“小”),这是由于新疆地表多为砂石和干
泥土________较小(选填“热量”或“比热容”或“热值”),导致白天阳光直射时快速升温,夜间散热时,迅速降温。
现有质量和初温都相同的水和砂石,若使它们升高相同的温度,则________吸收的热量较多;若使它们放出相同
的热量,则________的温度降低较多。(后面两空均选填“水”或“砂石”)
【答案】
大
比热容
水
砂石
【详解】[1][2]新疆地表多为砂石和干泥土,比热容较小,所以白天升温快、夜间降温快,温差大;上海是沿海
城市,水比热容较大,白天升温慢、夜间降温慢,所以新疆库尔勒的温差比上海大。
[3]质量和初温相同的水和砂石,升高相同温度时,由Q
cm t
=
D ,可知比热容越大吸收热量越多,所以水吸收的
热量较多。
[4]质量和初温相同的水和砂石,若它们放出相同的热量,由
Q
t
cm
D =
,可知比热容越小,温度变化越大,所以砂
石的温度降低较多。
15.(25-26 九年级上·上海·期中)比热容在生产、生活中有着广泛的应用——城市“热岛效应”。
(1)上海建有人工湖具有“吸热”功能,在盛夏时期能大大减弱周围地区的“热岛效应”,这是因为水的比热容较
______(选“大”或“小”)。若绿地中的人工湖的湖水吸收一定热量后,水温升高2℃,若这些热量被同等质量的砂
石吸收(c
c
<
砂石
水),则砂石升高的温度将______(选“大于”“小于”或“等于”)2℃,因此人工湖在盛夏时期能大
大减弱周围地区的“热岛效应”。
(2)除了通过修建人工湖,请你再出一个其他来改善城市热岛效应的建议:______。
【答案】(1)
大
大于 (2)增加城市绿地面积
【详解】(1)[1]水的比热容较大,相同质量的水与其他物质相比,吸收相同热量时温度升高较慢,能有效调节
区域气温,减弱热岛效应。
[2]由Δ
Q
t
cm
=
,当吸收的热量Q 和质量m 相同时,比热容c 越小,温度变化量t
D 越大。已知砂石比热容小于水,
若水温升高2℃,砂石升高的温度大于2℃。
(2)可从增加热量吸收、减少热量排放的角度提出方案,比如增加城市绿地面积,植物蒸腾作用可吸收热量降
低气温;或采用低排放能源、在建筑表面使用反光隔热材料等,均可改善热岛效应。
▌题型04 吸放热的简单计算
1. 核心知识
计算公式为Q=cmΔt,其中Q 表示吸收或放出的热量,c 表示物质的比热容,m 表示物体的质量,Δt 表示物
体温度的变化量。吸热时Δt=末温-初温,放热时Δt=初温-末温,计算时要注意区分温度“升高到”和“升高了”的区
别。
2. 解题技巧
计算时先明确已知量,统一单位后,将对应数值带入公式直接计算即可,注意题目要求保留的有效数字位数,
不要出现单位换算错误。
16.(25-26 九年级上·甘肃临夏·阶段检测)周末,小明用热水为家人热盒装牛奶,他把3 盒牛奶放入装有温度是
90℃、质量是2kg 热水的盆中,经过一段时间,3 盒牛奶的温度都从10℃变成了45℃,这段时间内每盒牛奶从
水中吸收了_______J 的热量;已知:每盒牛奶的质量0.25kg,牛奶的比热容
3
4.0 10 J/ kg
C
´
×°
,水的比热容
3
4.2 10 J/ kg
C
´
×°
。
【答案】
4
3.5 10
´
【详解】一盒牛奶吸收的热量
3
4
0
4.0 10 J/ kg
C
0.25kg
45 C 10 C
3.5 10 J
Q
c
m t
t
=
-
=
´
×°
´
´
°
-
°
=
´
吸
牛奶
17.(25-26 九年级上·河北唐山·期中)电脑中央处理器在工作时会产生大量的热量,为了尽快散热,通常在中央
处理器上安装金属散热器。如表是四种金属材料的比热容,若选择比热容最大的金属制作散热片,表格中几种金
属用作散热片的最好材料是_______。某电脑中央处理器正常工作的一段时间内产生了热量1408J,假设这段时
间内中央处理器产生的热量全部被上面所选材料制成的散热器吸收,则可使散热器温度升高_______℃。(已知散
热器的质量是80g)
物质
比热容J/(kg.0C)
铝
0.88×103
铁
0.46×103
锌
0.39×103
铅
0.13×103
【答案】铝
20
【详解】[1]相同质量的不同物质,升高相同温度时,比热容越大,吸收的热量越多。对比四种金属的比热容,
铝的比热容最大,符合所选散热材料的要求。
[2]散热器质量为
80g
0.08kg
m =
=
,由吸热公式Q
cm t
=
D 可得,散热器温度升高Δt=
Q
cm=
1408J
0.88×103J/(kg·0C)×0.08kg=20∘C
18.(25-26 九年级上·安徽马鞍山·期末)下饺子前,锅里有初温为20℃,质量为2kg 的水,若这些水吸收的热量
为
5
4.2 10 J
´
,则在1 标准大气压下,这些热量能使水的温度升高______℃。[
3
4.2 10
/ k
J
g
c
=
´
×
水
℃]
【答案】50
【详解】由热量公式,水升高的温度为
5
3
k
4.2 1
50
4.2 10 J /
g
2kg
0 J
Q
t
c m
D =
=
=
´
´
´
g
吸
水
℃
℃
在1 标准大气压下水的沸点为100℃,水的末温为
0
20
50
100
t
t
t
=
+ D =
+
℃
℃=70℃<
℃
所以在1 标准大气压下,这些热量能使水的温度升高50℃。
19.(25-26 九年级上·黑龙江齐齐哈尔·期末)在一标准大气压下,质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为
5
4.2 10 J
´
,则水的末温为_________℃。冷水温度是20℃,热水温度是80℃,为了使冷热水混合后的温度为
40℃,不计热量损失,冷水和热水的质量比是_________。(水的比热容为
3
4.2 10 J / (kg
)
´
×℃)
【答案】30
2:1
【详解】[1]质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为
5
4.2 10 J
´
,则
5
3
4.2 10 J
Δ
10
4.2 10 J/ kg·
×10
Q
t
cm
kg
´
=
=
=
´
℃
℃
则水的末温为
0
Δ
20
10
30
t
t
t
=
+
=
+
=
℃
℃
℃
[2]不计热量损失,则有Q
Q
=
热水
冷水
,即
40
20
80
40
cm
cm
-
=
-
热水
冷水
℃
℃
℃
℃
则
80
40
2:1
40
20
m
m
-
=
=
-
冷水
热水
℃
℃
℃
℃
20.(25-26 九年级上·辽宁丹东·阶段检测)甲、乙两种物质质量之比为1:3,放出热量之比为3:4,比热容之
比c 甲:c 乙为2:1,则降低的温度之比为______。若此时将二者接触,则热传递方向是______(填“从甲到乙”、
“从乙到甲”、“不传递”或者“无法判断”)。
【答案】
9:8
无法判断
【详解】[1]甲、乙两种物质降低的温度之比
3
1
3
9
4
2
1
8
Q
t
c m
Q
c
m
Q
t
Q
c
m
c m
D
=
=
´
´
=
´
´
=
D
甲
甲
甲
甲
甲
乙
乙
乙
乙
乙
甲
甲
乙
乙
[2]根据热量传递的方向可知,热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,由本题的条件只能知道甲、乙两
物体降低的温度之比,但是甲、乙两物体的初始温度是未知量,即甲、乙最终的温度是未知量,故无法判断热传
递方向。
▌题型05 比热容的概念理解与图像分析
1. 常见考法
通常会结合不同物质的吸热实验,给出质量、初始温度等已知条件,通过温度随加热时间变化的坐标图像,
考察对比热容概念的理解,要求比较不同物质比热容的大小关系,或是根据图像计算未知物质的比热容。
2. 解题技巧
解决这类问题首先明确加热装置相同的前提下,相同加热时间代表两种物质吸收的热量相等,再结合公式
Q=cmΔt 分情况讨论:若两种物质质量相同,可通过比较升高相同温度时的加热时间,也就是吸收热量的多少来
判断比热容大小,吸收热量越多比热容越大;或是吸收相同热量时比较温度变化量,温度变化越小比热容越大。
如果需要计算具体数值,可根据图像提取已知的温度变化量、质量、吸收热量等信息,将其变形得到c=Q/(mΔt)
后代入计算即可。
21.(25-26 九年级上·江苏常州·期末)两个相同的容器分别装有质量相等的甲、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。从0 到t0 时间,下列说法中正确的是( )
A.甲吸收的热量大于乙吸收的热量
B.甲吸收的热量小于乙吸收的热量
C.甲的比热容大于乙的比热容
D.甲的比热容小于乙的比热容
【答案】C
【详解】AB.由题可知,同一热源分别加热甲、乙两种液体,加热相同的时间,则甲与乙液体吸收的热量相同,
故AB 错误;
CD.由题可知,两种液体质量相等,相同热源加热说明相同时间提供的热量相等,由图像可以看出:在吸收热
量相同时,乙液体升高的温度更高,由公式c
Q
m t
=
D 可知,甲的比热容大于乙的比热容,故C 正确,D 错误。
故选C。
22.
(25-26九年级上·四川成都·期末)如图所示,在“比较不同物质的吸热情况”的实验中,两容器中分别装有250mL、
初温均为20℃的煤油和水,用相同的电加热器,同时持续加热两杯液体直至其沸腾,测得不同时间下两种液体
的温度,如图中斜线甲、乙是由实验数据得到的部分图像。已知:水的比热容是
3
4.2 10 J/ kg
C
°
´
×
,水的密度为
3
3
1 10 kg / m
´
,煤油的密度为
3
3
0.8 10 kg/m
´
,当地水的沸点为100℃,煤油的沸点为150℃。则下列对本次实验的
分析正确的是( )
A.煤油和水达到沸点的时间之比为13∶20
B.分析可知水的吸热图线是斜线甲
C.甲、乙两杯液体的吸热之比始终为5∶2
D.煤油比热容为
3
1.68 10 J/ kg
C
°
´
×
【答案】A
【详解】ABD.由
m
V
r =
可得,水的质量为
3
3
3
3
3
6
3
1 10 kg/m
250cm
1 10 kg/m
250 10 m
0.25kg
m
V
r
-
=
= ´
´
= ´
´
´
=
水
水
水
由
m
V
r =
可得,煤油的质量为
3
3
3
3
3
6
3
0.8 10 kg/m
250cm
0.8 10 kg/m
250 10 m
0.2kg
m
V
r
-
=
=
´
´
=
´
´
´
=
煤油
煤油
煤油
水的质量较大,且比热容较大,根据
Δ
Q
cm t
=
可知,煤油温度变化较大,即甲为煤油的温度变化图像,乙为水
的温度变化图像。由图可知,当加热时间为180s 时,由Q
cm t
=
D 可得,水吸收的热量为
3
4
4.2 10 J/ kg
C
0.25kg
40 C
20 C
2.1 10 J
Q
c m
t
°
°
°
=
D
=
´
×
´
´
-
=
´
吸
水
水
水
此时加热时间相同,水和煤油吸收的热量相同,由Q
cm t
=
D 可得,煤油的比热容为
4
3
2.1 10 J
2.1 10 J/ kg
C
0.2kg
70 C
20 C
Q
c
m
t
°
°
°
´
=
=
=
´
×
D
´
-
吸
煤油
煤油
煤油
不计热损失,电加热器放出的热量全部被水和煤油吸收,设加热器的电功率为P,则有Q
cm t
Pt
=
D =
,则加热时
间为
cm t
t
P
D
=
,所以,水到达沸点的加热时间为
3
4
4.2 10 J/ kg
C
0.25kg
100 C
20 C
Δ
8.4 10 J
c m
t
t
P
P
P
°
°
°
´
×
´
´
-
´
=
=
=
¢
水
水
水
水
所以,煤油到达沸点的加热时间为
3
4
2.1 10 J/ kg
C
0.2kg
150 C
20 C
Δ
5.46 10 J
c
m
t
t
P
P
P
°
°
°
´
×
´
´
¢
´
-
=
=
=
煤油
煤油
煤油
煤油
则煤油和水达到沸点的时间之比为
4
4
5.46 10 J
13
8.4 10 J
20
t
P
t
P
´
=
=
´
煤油
水
,故A 正确,BD 错误;
C.甲乙两种液体使用相同规格的电加热器同时开始加热,加热时间相同,吸收的热量相同,甲、乙两杯液体的
吸热之比始终为1:1,故C 错误。
故选A。
23.小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体进行了实验,并用图像对
实验数据进行了处理,如图所示。实验中,水和这种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出( )
A.甲物质是水,
3
2.1 10 J / (kg
)
c
´
=
×
乙
℃
B.甲物质是水,
3
1.4 10 J / kg
c
=
´
×
乙
℃
C.乙物质是水,
3
2.1 10 J / (kg
)
c =
´
×
甲
℃
D.乙物质是水,
3
4.2 10 J / (kg
)
c =
´
×
甲
℃
【答案】A
【详解】由图可知,相同时间内,乙液体的温度降低得快,甲液体温度降低得慢;根据Q
cm t
=
D 可知,在质量
相等、初温相同、放热也相同的情况下,乙的温度降低得快,乙的比热容小;所以,甲液体的比热容大,水的比
热容在常见物质中是比较大的,因此甲物质是水,水的比热容为
3
4.2 10 J/ kg
c
=
´
×
水
℃。水和液体的质量相同,
水和液体在相同时间内放出的热量相等,当15min 时,水降低的温度
60
40
20
t
D
=
-
=
甲
℃
℃
℃
某种液体降低的温度为
60
20
40
t
D
=
-
=
乙
℃
℃
℃
由Q
cm t
=
D 可知,当m 、Q 相同时,c 与t
D 成反比,故液体的比热容为
3
3
Δ
20
4.2 10 J / kg
2.1 10 J / kg
Δ
40
t
c
c
t
=
=
´
´
×
=
´
×
甲
液
水
乙
℃
℃
℃
℃
,故A 符合题意,BCD 不符合题意。
故选A。
24.(25-26 九年级上·安徽蚌埠·期末)两个相同容器中分别装入初温为20 C
°
、质量为100g 的水和某液体M ,再
各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质
温度随时间变化的图像,如图所示。已知
3
4.2 10 J / kg
C
c
°
=
´
×
水
,则液体M 的比热容为__________
J / kg
C
°×
。
【答案】
3
2.8 10
´
【详解】标准大气压下,水的凝固点为0℃,所以图中右边的图像为水的温度随时间变化图像,则左边的图像为
液体M 的温度随时间变化图像。单位时间内它们放出的热量相等,0∼t2 时间段内,水放出热量
3
Δ
4.2 10 J /
·
0.1
20
4
6720J
Q
c m
t
kg
kg
=
=
´
´
´
-
=
水
水
水
℃
℃
℃
液体M 放出的热量QM=Q 水=6720J
由Q
cm t
=
D 可得,液体M 的比热容为
3
M
M
M
6720J
2.8 10 J /
· C
0.1
20 C
4 C
Q
c
kg
m
t
kg
=
=
=
´
°
D
é
ù
´
°
- - °
ë
û
25.(24-25 九年级上·江苏镇江·期末)为比较A、B 两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1 kg
相同温度的热水,它们的初温均为0t ,绘制水温随时间的变化图像如图所示。在热水冷却的整个过程中A 杯中
水放出热量
4
1
2.1 10 J
Q =
´
,则0t = ___________℃,B 杯中水放出的热量
2
Q ___________
1
Q 。保温性能___________
(选填“A 更好”、“B 更好”或“A、B 一样好”)。【
3
4.2 10 J / kg
C
c
°
=
´
×
水
】
【答案】
80
=
A 更好
【详解】[1]根据放热公式
0
Q
c m t
t
=
-
水
末
放
,代入已知条件有
4
3
0
2.1 10 J
4.2 10 J /
·
0.1
30
kg
kg
t
´
=
´
´
´
-
℃
℃
解得:0
80
t =
℃。
[2]比较 Q2 与 Q1从图像可知,B 杯的水温和 A 杯的水温温度变化量相同,且两杯中水的质量相同,根据放热公
式
0
Q
c m t
t
=
-
水
末
放
,可知
2
1
Q
Q
=
。
[3]保温性能的好坏由相同时间内水温下降的快慢决定,水温下降越慢,保温性能越好。 从图像看,A 杯的水温
下降得比 B 杯慢,说明 A 杯的保温性能更好。
▌题型06 比热容的实验探究
1. 常见考法
通常以探究不同物质的吸热能力为实验背景,考察实验装置组装、实验方法控制、实验现象分析、实验结论
推导等内容,是热力学部分常考的实验题型。
2. 解题要点
(1)实验方法
实验中用到控制变量法和转换法,转换法体现为用相同的加热装置,通过加热时间长短来反映物质吸收热量
的多少;控制变量法需要控制不同物质的质量相同、初始温度相同、加热装置相同,只改变物质种类。
(2)实验结论
相同质量的不同物质,升高相同温度吸收的热量不同,吸热多的物质比热容更大,以此说明比热容是物质自
身的吸放热属性。
(3)误差分析
若实验中得到的比热容数值和标准值有偏差,通常是因为装置散热、不同物质导热速度不同导致吸收热量不
完全相等,分析时对应说明即可。
26.(25-26 九年级上·江苏南京·阶段检测)如图所示为“观察不同物质吸热升温现象”的装置。将初温相同,质量
均为50g 的沙子和水分别放在两个瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘4min 后,再用温度计分别测出沙子和水
的温度。此时沙子的温度为55.4℃,水的温度为30.7℃,下列有关该实验说法正确的是( )
A.测量仪器需要温度计、托盘天平、秒表
B.红外灯释放的热量全部被沙子和水吸收
C.加热4min,水比沙子吸收了更多热量
D.①为水的升温图线,②为沙子的升温图线
【答案】A
【详解】A.实验中需要用温度计测量温度,用托盘天平测量沙子和水的质量,用秒表测量加热时间,所以测量
仪器需要温度计、托盘天平、秒表,故A 正确;
B.红外灯释放的热量会有一部分散失到空气中,不会全部被沙子和水吸收,故B 错误;
C.用同一个红外灯均匀照射4min,加热相同时间,沙子和水吸收的热量是相同的,故C 错误;
D.水的比热容比沙子大,相同质量的水和沙子吸收相同热量时,水升温慢,沙子升温快。所以①为沙子的升温
图线,②为水的升温图线,故D 错误。
故选A。
27.(23-24 九年级上·辽宁锦州·阶段检测)(多选)在“比较不同液体比热容大小”的实验中,用相同酒精灯对四
种液体加热,得到如表所示的数据;若四次实验中,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等,已知水的
比热容为4.2×103J/(kg·℃),则下列说法正确的是( )
次数
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
200
10
7
2
甲
200
20
10
3
乙
400
20
14
4
丙
400
15
14
A.乙液体的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
B.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
C.第1 次实验中,水吸收的热量一定等于酒精燃烧放出的热量
D.第3、4 次实验中,乙液体吸收的热量等于丙液体吸收的热量
【答案】AD
【详解】A.相同酒精灯相同时间内液体吸收热量相等,故
:
14:7
2:1
Q
Q
=
=
乙
水
由数据表格可知,乙和水的质量之比为
:
400 : 200
2:1
m
m
g
g
=
=
乙
水
升高温度之比为
:Δ
20
:10
2:1
t
t
D
=
=
乙
水
℃
℃
由
Q
c
m t
=
D 可得
2
1
1
1
1
2
2
2
Q m
t
c
c
Q m
t
D
=
=
´
´
=
D
乙
水
水
乙
乙
乙
水
水
,则
3
1
2.1 10
/ kg
2
c
c
J
=
=
´
×
乙
水
℃,故A 正确;
B.设液体1min 吸收的热量为Q ,甲加热时间为10min ,吸收的热量为10Q ,乙加热时间为14min ,吸收的热量
为14Q ,由
Q
c
m t
=
D 可得,甲的比热容
10
0.2kg
20
Q
Q
c
m
t
=
=
D
´
甲
甲
甲
甲
℃
乙的比热容为
14
0.4kg
20
Q
Q
c
m
t
=
=
D
´
乙
乙
乙
乙
℃,计算得c
c
>
甲
乙,故B 错误;
C.酒精燃烧放出的热量会有一部分被容器吸收、散失到空气中,水吸收的热量小于酒精燃烧放出的热量,故C
错误;
D.相同酒精灯加热,相同时间内液体吸收热量相等,第3、4 次实验加热时间相同,所以乙、丙吸收的热量相
等,故D 正确。
故选AD。
28.(25-26 九年级上·山东聊城·期末)用图1 中的实验装置探究水和煤油吸热能力的强弱。
(1)安装图1 中实验器材时,应采取________(填“从上到下”或“从下到上”)的顺序。实验前应该在两个相同的烧
杯中分别加入初温相同、________相同的水和煤油。
(2)本实验选用两个相同的酒精灯同时进行加热,实验中上下反复缓慢地提拉搅拌器,每隔一分钟记录一次温度,
记录的数据如下表。分析表中实验数据可知,升高相同的温度,水的加热时间长,说明水的吸热能力更强。在物
理学上,物质吸热能力的强弱用________(填物理量的名称)来描述。
加热时间/min
0
1
2
3
4
煤油
20
22
24
26
28
温度/℃
水
20
21
22
23
24
(3)下列现象不能用本实验的结论来解释的是( )(填字母)
A.夏天在教室洒水降温
B.汽车的发动机用水来冷却
C.沿海地区昼夜温差较小
(4)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中加热,使其熔化直至沸腾,其温度随时间变化的关系如图2 所示。
该物质第7min 时的状态为_________态;从第11min 到第19min,该物质分子无规则运动的剧烈程度将_________
(填“不变”“增大”或“减小”)。
【答案】(1)
从下到上
质量
(2)比热容
(3)A
(4)固液共存
增大
【详解】(1)安装图1 中实验器材时,因要用酒精灯的外焰加热,应采取从下到上的顺序。根据比较不同物质吸
热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,故实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相
同的水和煤油。
(2)分析实验数据可知:升高相同的温度,水的加热时间长,即水吸收的热量多,说明水的吸热能力更强;在
物理学上,物质吸热能力的强弱用比热容来描述。
(3)A.夏天,在教室的地面上洒水,由于水蒸发从周围吸热,会使人感觉凉爽,与水比热容大小无关,故A
符合题意;
B.因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却汽
车发动机,故B 不符合题意;
C.在沿海地区,水是比较多的,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水
的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,故C 不符合题意。
故选A。
(4)由图2 可知,4~11min 吸热但温度不变,为熔化过程,所以该物质第7min 时的状态为固液共存态。
温度越高分子热运动越剧烈,所以从第11min 到第19min,因温度升高,该物质分子无规则运动的剧烈程度将增
大。
29.(25-26 九年级上·吉林·期末)某实验小组用图1 所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(1)除了图1 中的实验器材,为了顺利完成实验,我们还需要的测量工具有停表和________;
(2)用两个相同的电加热器来加热水和煤油,每隔一段时间记录一次温度,整个实验操作无误。由图2 甲可知煤
油的比热容为________
J/ kg×℃;
(3)实验是用________间接反映液体吸收热量的多少;实验表明:不同的物质,质量和升高温度相同时,吸收的
热量不同。我们用比热容来表示不同物质这种性质上的差别;
(4)另一小组用该器材进行实验,根据实验数据绘制的图像,如图2 乙所示,发现乙图像中AB 段与OC 段相互平
行,分析产生这种现象的原因可能是
a
m ________
b
m (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)天平 (2)
3
1.575 10
´
(3)加热时间
(4)大于
【详解】(1)实验需要控制水和煤油的质量相同,因此除了停表测时间,还需要天平测质量。
(2)实验中用相同电加热器加热,相同时间内水和煤油吸收的热量 Q 相同,即 Q
Q
=
水
煤油
由图 2 甲: 10 分钟内,b 升温慢,则b 是水,则水升温Δ
98 C
95 C
3 C
t
=
°
-
°
= °
水
a 升温快,a 是煤油,则煤油升温Δ
98 C
90 C
8 C
t
=
°
-
°
= °
煤油
即
Δ
Δ
c m t
c
m t
=
水
水
煤油
煤油
则煤油的比热容
3
3
3
3
4.2 10 J /
· C
1.575 10 J /
· C
8
8
c
c
kg
kg
=
=
´
´
°
=
´
°
水
煤油
(3)相同电加热器,加热时间越长,吸收热量越多,所以,实验中用加热时间的长短间接反映液体吸收热量的
多少。
(4)图 2 乙中, AB 段与 OC 段平行,说明两段a、b 的相同时间内温度升高相同。 相同加热器,相同时间
内提供的热量相同 ,根据Q
Q
=
水
煤油,即
Δ
Δ
c m t
c
m t
=
水
水
煤油
煤油
已知c
c
>
水
煤油,若a、b 相同时间内温度升高相同,则 m
m
<
水
煤油
即
a
b
m
m
>
30.(25-26 九年级上·福建南平·阶段检测)小毅利用如图所示器材测量家中植物油的比热容。假设周围环境的气
压为一个标准大气压,忽略鹅卵石、水和植物油在空气中热量散失。
实验步骤:
第一步:用案秤称出鹅卵石的质量m,然后在杯中分别倒入与鹅卵石质量相同的水和植物油,鹅卵石、水和植物
油的温度均为25℃;
第二步:将两个相同的鹅卵石放入热水壶的沸水中,待它们与沸水同温后,夹起鹅卵石迅速分别放入装有水和植
物油的杯中,相同时间后,测出鹅卵石与水、鹅卵石与植物油同温时的温度分别为
37
t
=
水
℃,
50
t
=
油
℃。
(1)鹅卵石放入沸水后,鹅卵石的内能将______,这是通过______的方式改变内能;
(2)第二步中当鹅卵石和水同温时,鹅卵石放出的热量______水吸收的热量;
(3)鹅卵石的比热容______植物油的比热容;
(4)植物油的比热容c 油=______J/(kg·℃)。[
3
4.2 10 J / kg
c
=
´
g
水
℃]
【答案】(1)增大
热传递
(2)等于
(3)小于
(4)
3
1.6 10
´
【详解】(1)[1][2]鹅卵石放入沸水后,鹅卵石吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式改变内能。
(2)将鹅卵石放入水中,鹅卵石的温度比水高,会发生热传递,在不计热量散失时,鹅卵石放出的热量全部被
水吸收,所以鹅卵石放出的热量等于水吸收的热量。
(3)鹅卵石与植物油同温时的温度为
50
t
=
油
℃。所以鹅卵石在植物油中降低的温度为100
50
50
-
=
℃
℃
℃,植物
油升高的温度为50
25
25
-
=
℃
℃
℃。植物油升高的温度较少,鹅卵石与植物油质量相同,不计热量散失,鹅卵石
放出的热量等于植物油吸收的热量,根据c
Q
m t
=
D 可知,鹅卵石的比热容小于植物油的比热容。
(4)水、鹅卵石与植物油质量相同,鹅卵石与水、鹅卵石与植物油同温时的温度分别为
37
t
=
水
℃,
50
t
=
油
℃。
所以鹅卵石在水中降低的温度为100
37
63
-
=
℃
℃
℃,在植物油中降低的温度为50℃。根据Q
cm t
=
D ,鹅卵石在
水和植物油中放出的热量与温度变化量成正比,所以鹅卵石在水和植物油中放出的热量之比为63 50
∶,不计热量
散失,则水和植物油吸收的热量之比为63 50
∶。水升高的温度为37
25
12
-
=
℃
℃
℃,植物油升高的温度为25℃,
则植物油和水比热容之比为
Δ
Δ
Δ
50
12
8
Δ
Δ
63
25
21
Δ
Q
t
t
c
m t
Q
Q
Q
c
t
Q
Q
t
m t
=
=
´
=
´
=
´
=
油
水
水
油
油
油
油
水
水
油
水
水
油
水
则植物油的比热容
3
3
8
8
4.2 10 J / kg
1.6 10 J / kg
21
21
c
c
=
=
´
´
=
´
g
g
油
水
℃
℃
▌题型07 热平衡综合计算
1.常见考法
给出不同温度、不同质量的两种物体,不考虑热量损失的前提下,要求计算热平衡后的共同温度,或是结合
热平衡过程考察热量传递方向的判断。
2.解题步骤
(1)先判断物体吸放热状态,明确温度高的物体放出热量,温度低的物体吸收热量;
(2)写出吸热物体吸收热量的表达式Q吸=cm1(t−t01),放热物体放出热量的表达式Q放=cm2(t02−t);
(3)根据热平衡原理,不考虑热量损失时,吸收的热量等于放出的热量,即Q吸=Q放。若若存在热量损耗,则
Q吸=ηQ放(η为热效率)。
(4)求解平衡温度。
31.(25-26 九年级上·江苏苏州·阶段检测)把加热到100℃的某铁块投入m1 克20℃的水中,混合温度为40℃;
把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中,混合温度为60℃;如果把同样加热到100℃的该铁块投入(m1+m2)
克20℃的水中,混合温度为(只考虑水与铁块之间的热量转移)( )
A.50℃
B.48℃
C.36℃
D.32℃
【答案】C
【详解】把加热到100℃的某铁块投入m1 克20℃的水中,由热量公式Q
cm t
=
D ,根据热平衡方程得
1
100 C
40 C
40 C
20 C
c m
c m
°
-
°
=
°
-
°
水
铁
铁
即
1
60 C
20 C
c m
c m
´
°
=
´
°
水
铁
铁
①
把加热到100℃的某铁块投入m2 克20℃的水中,根据热平衡方程得
1
100 C
60 C
60 C
20 C
c m
c m
°
-
°
=
°
-
°
水
铁
铁
即
2
40 C
40 C
c m
c m
´
°
=
´
°
水
铁
铁
②
①+②得:
1
2
160 C
40 C
c m
c
m
m
´
°
=
+
´
°
水
铁
铁
所以
1
2
1
4
c m
c
m
m
=
+
水
铁
铁
③
把加热到100℃的某铁块投入(m1+m2)克20℃的水中,设混合温度为t,根据热平衡方程得
1
2
100 C
20 C
c m
t
c
m
m
t
°
-
=
+
-
°
水
铁
铁
④
③代入④得:
1
2
1
2
1
100 C
20 C
4 c
m
m
t
c
m
m
t
+
°
-
=
+
-
°
水
水
解得
36 C
t =
°
,故ABD 错误,C 正确。
故选C。
32.(25-26 九年级上·福建漳州·阶段检测)将一杯质量为m 的热水倒入容器内质量为2m 的冷水中,容器内冷水
温度升高8℃。如果再把一杯相同的热水倒入这个容器中,则容器内水温会再升高多少℃?( )(忽略热量损
失)
A.2℃
B.4℃
C.6℃
D.8℃
【答案】B
【详解】忽略热量损失,第一次倒入热水时,冷水吸收的热量等于热水放出的热量。设冷水初始温度为T冷,热
水温度为T热,根据热平衡方程:
2
8 C
(
8 C)
c
m
c m T
T
×
×
= ×
×
-
-
o
o
热
冷
解得
24 C
T
T
-
=
o
热
冷
第二次倒入热水后,总质量为3
4
m
m
m
+
=
混合后温度再升高Δt 。此时热水温度变化为
(
8 C
Δ )
T
T
t
-
+
+
o
热
冷
,原冷水温度变化为Δt 。热平衡方程为
(24 C
8 C
Δ )
3
Δ
c m
t
c
m
t
×
×
-
-
= ×
×
o
o
解得Δ
4 C
t =
o
。故B 符合题意,ACD 不符合题意。
故选B。
33.(25-26 九年级上·吉林长春·阶段检测)质量相等的两金属块A、B 长时间放在沸水中,将它们从沸水中取出
后,立刻分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中。不计热量损失,当甲、乙两杯水的温度不再升高时,
发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度。则下列说法中不正确的是( )
A.金属块A 的末温比B 的末温高
B.金属块B 放出的热量比A 多
C.金属块A 的比热容比B 的比热容小
D.甲杯中的水比乙杯中的水吸收的热量少
【答案】A
【详解】A.达到热平衡后,金属块的末温等于水的末温,因为甲杯水的温度低于乙杯水的温度,所以金属块A
的末温比金属块B 的末温低,故A 错误,符合题意;
B.两金属块使水温升高,甲杯水的温度低于乙杯水的温度,甲杯水吸热少,则金属块A 放热少,故B 正确,不
符合题意;
C.由题意可知,甲杯水最终温度较低,升温较小,因此吸收的热量较少。根据不计热量损失可知,金属块A 放
出的热量比金属块B 放出的热量少,即
A
B
Q
Q
<
放
放。根据放热公式
(
)
Q
cm t
t
=
- 末
放
初
及两金属块质量相等,可得
(
)
(
)
A
A
B
B
c
t
t
c
t
t
-
<
-
。又因为A
B
t
t
<
,所以金属块A 的温度变化量(
)
A
t
t
-
大于金属块B 的温度变化量(
)
B
t
t
-
。综
合以上两个不等式可知,金属块A 的比热容比B 的比热容小,即
A
B
c
c
<
。故C 正确,不符合题意。
D.甲杯水的温度低于乙杯水的温度,而初温相同,甲杯水的温度变化小,而甲、乙两杯水的质量相同,根据公
式Q
cm t
=
D 可知,甲杯里的水比乙杯里的水吸收的热量少,故D 正确,不符合题意。
故选A。
34.(25-26 九年级上·重庆铜梁·阶段检测)当物体之间存在温度差时,会发生热传递,高温物体将一部分能量等
量地转移到低温物体上,直到两物体的温度相等为止,此时称物体间达到了热平衡。现有质量、初温均相同的甲、
乙两物体,将甲物体投入一杯热水中,达到热平衡时水温降低2 C
° ;将甲取出,接着把乙物体投入这杯水中,再
次达到热平衡后水温又降低2 C
° 。则甲吸收的热量______乙吸收的热量,甲的比热容______乙的比热容(两空均
选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】
等于
小于
【详解】[1]依题意得,甲、乙分别放入水中时,水温均降低2℃,则水放出的热量相同,甲、乙吸收的热量均等
于水放出的热量,则甲吸收的热量等于乙吸收的热量。
[2]甲、乙物体的质量、初温均相同,设水的初温为t 水,甲、乙的初温为t0。甲升高的温度为
0
-2
-
t
t
t
D
=
甲
水
℃
乙升高的温度为
0
0
-2
-2
- =
-4
-
t
t
t
t
t
D
=
乙
水
水
℃℃
℃
则甲升高的温度大于乙升高的温度,甲吸收的热量等于乙吸收的热量,由
=
Q
cm t
D
吸
得,甲的比热容小于乙的比
热容。
35.(25-26 九年级上·广东广州·期中)如图所示,将足量的热水倒入双层木桶,接着把质量和初温都相同的甲、
乙两金属块同时放进木桶内,立即盖上软木塞,经过足够长的时间后,木桶内甲、乙金属块升高的温度t
D 甲_______
t
D 乙(选填“>”、“<”或“=”)。已知c
c
<
甲
乙,且桶内物质与外界没有发生热传递,木桶内甲、乙金属块吸收的热量
分别为Q甲、Q乙,则Q甲_______(选填“>”、“<”或“=”)Q乙,判断依据是_______。
【答案】
=
<
见解析
【详解】[1]经过足够长时间后,甲、乙金属块与热水达到热平衡,末温相同;由于甲、乙初温也相同,因此升
高的温度t
t
D
= D
甲
乙
[2][3]根据热量计算公式Q
cm t
=
D ,两金属块的质量和温度变化相同,但是c
c
<
甲
乙,故Q
Q
<
甲
乙
36.(25-26 九年级上·安徽六安·期中)小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质
量为100g 的水和某液体M ,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相
等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知
3
4.2 10 J / kg
c
=
´
×
水
℃,实验在标准大
气压下进行。求:
(1)从20℃刚好降到0℃时,水放出的热量;
(2)计算液体M 的比热容;
(3)计算
2
0
t
-
时间液体M 放出的热量;
【答案】(1)
3
8.4 10 J
´
(2)
3
2.8 10 J/ kg
´
×℃
(3)
3
6.72 10 J
´
【详解】(1)从20℃刚好降到0℃时,水放出的热量
3
3
Δ
4.2 10 J / kg
0.1kg
20
0
8.4 10 J
Q
c m
t
=
=
´
×
´
´
-
=
´
水
水
水
放
℃
℃
℃
(2)由图可知,上面物质的熔化图像中,熔点为0℃,下面物质的熔化图像中,熔点为4
- ℃,所以上面物质是
水,下面物质是液体M ,由题意可知,单位时间内它们放出的热量相等,则
M
Q
Q
=
水
,由图可知,
2
0
t
~
时间内,
它们放出的热量相等,水由20℃降温到4℃,液体M 由20℃降温到4
- ℃,则c m
t
cm t
D
=
D
水
水
水
则水和某液体M 的质量相等,则液体M 的比热容为
3
3
4.2 10 J kg
20
4
Δ
2.8 10 J/ kg
Δ
20
4
c
t
c
t
´
×
´
-
=
=
=
´
×
- -
水
水
℃
℃
℃
℃
℃
℃
(3)
2
0
t
-
时间液体M 放出的热量
3
3
cmΔ
2.8 10
/ kg
0.1kg
20
4
6.72 10 J
Q
t
J
=
=
´
×
´
´
- -
=
´
放液
(
℃)
℃
℃
37.(22-23 九年级上·上海·阶段检测)把某铁块加热到100℃,投入到质量为m1 温度为20℃的水中,混合后的
温度为40℃。把该铁块重新加热到100℃,投入到质量为m2 温度为20℃的水中,混合后的温度为60℃。如果把
这块100℃的铁块投入到质量为(m1+m2)温度为20℃的水中,整个过程不计热量的损失,求混合后最终的温度。
【答案】36℃
【详解】解:把加热到100℃的某铁块投入质量为m1 温度为20℃的水中,整个过程不计热量的损失,即Q 吸=Q
放,根据Q
cm t
=
D 得
1
100
40
40
20
c m
c m
-
=
-
铁
铁
水
℃
℃
℃
℃
1
60
=
20
c m
c m
´
´
铁
铁
水
℃
℃
1
2
60
=
40
c m
c m
´
´
´
铁
铁
水
℃
℃①
把加热到100℃的某铁块投入质量为m2 温度为20℃的水中
2
100
60
60
20
c m
c m
-
=
-
铁
铁
水
℃
℃
℃
℃
2
40
=
40
c m
c m
´
´
铁
铁
水
℃
℃②
①+②得
1
2
160
=
40
c m
c
m
m
´
+
´
铁
铁
水
℃
℃
1
2
1
= 4
c m
c
m
m
+
铁
铁
水
③
把加热到100℃的某铁块投入质量为(m1+m2)温度为20℃的水中
1
2
100
20
c m
t
c
m
m
t
-
=
+
-
铁
铁
水
℃
℃④
③代入④得
1
2
1
2
1
100
20
4 c
m
m
t
c
m
m
t
+
-
=
+
-
水
水
℃
℃
解得
t=36℃
答:混合后最终的温度为36℃。