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第三节 比热容

发布时间:2013-10-27 10:42:33  

第十三章

第三节 比热容

●目标导航

1.知识与技能

了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。

尝试用比热容解释简单的自然现象。

能根据比热容进行简单的热量计算。

2.过程与方法

通过探究,比较不同物质的吸热能力。

通过阅读“STS气候与热污染”了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解一下“热岛效应”。

3.情感、态度与价值观

利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。

●名师引领

1.比热容

定义: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。比热容是物质的一种特性。

单位:J/(kg·℃)

水的比热容:4.2?103J/(kg·℃),表示1kg的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。

2.热量的计算

计算公式:Q吸?cm(t?t0),Q放?cm(t0?t)。其中热量为Q,c为比热容,t为末温、t0为初温。计算时注意单位的统一。 变形公式:c?QQQ、m?、?t? m?tc?tcm

●师生互动 共解难题

例1 2009年7月5日19时30分,中央气象台发布了西安和香港两城市在未来24小时内的天气预报:西安,晴,气温21℃~34℃;香港,晴,气温24℃~28℃。造成两地在同一天内气温变化差别较大的原因之一是( )。

A.水的内能比泥土、砂石的内能大

B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大

C.水的内能比泥土、砂石的内能小

D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小

解析:根据题目的信息可知是在太阳照射条件相同的条件下,比热容大的温度的变化小,比热容小的,温度变化大。西安属于内陆地区,主要是干泥土,比热容小,温度变化大;而香港属于沿海地区,主要是水,水的比热容大,温度变化小。

故选B。

答案:B

例2 两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。根据图像可知( )。

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,两种液体吸收的热量相同

C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量

D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多

解析:根据题意,在坐标系中取两种液体加热的时间相等,也就是吸收的热量相等,根据公式Q?cm?t,在质量和吸收的热量一定时,比热容与变化的温度成反比关系。从图像中可以看出在质量和吸收的热量相等时,乙液体温度变化大,所以它的比热容小,而甲液体的温度变化小,比热容大。

答案:A

例3 小虎根据表一、表二所提供的几种物质的比热容和密度,得出以下四个结论,其中正确的是( )。

A.固体的密度大于液体的密度,固体的比热容小于液体的比热容

B.质量相等的水和酒精,吸收相等的热量后,温度的变化一定相等

C.体积相等的铝块和铜块升高相同的温度,铜块吸收的热量多

D.体积相等的铝块和冰块、冰块质量是铝块的3倍

解析:根据数据表格提供的数据可知,A项中水银是液体,它的密度比固体的密度大,所以A项中的说法是错误的;B项中根据公式Q?cm?t,在质量和吸收的

热量一定时,比热容与变化的温度成反比关系,水的比热容比酒精的大,所以水变化的温度比酒精变化的温度小;C项中体积相等的铝块和铜块,铜的密度大,所以铜的质量大,升高相同的温度,根据公式Q?cm?t得出是铜块吸收的热量多;D项中,在体积相等时,密度大的质量大,所以是铝块的质量是冰块的三倍。 答案:C

例4 如图所示,小明同学往量杯里倒入80℃的热水,读的热水的体积是80ml,然后将一只煮熟的冷鸡蛋放入热水中,一段时间后,测得热水的温度是30℃。[c

3

水=4.2×10J/(kg·℃)]

(1)由资料查得,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),则此过程中鸡蛋吸收的热量不会超过多少?

(2)请你说明热水放出的热量没有全部被鸡蛋吸收而损耗的原因。

解析:此题的关键是根据热传递特点,在不计热量损失的前提下,水放出的热量等于鸡蛋吸收的热量,所以计算鸡蛋吸收的热量不会超过水放出的热量时,只要得出水放出的热量即是鸡蛋不会超过吸收的热量。

答案:(1)量杯中水的质量:m??v?1.0?103kg/m3?8?10?5m3?0.08kg 热水放出热量:Q?cm?t?4.2?103J/(kg?℃)?0.08kg?50℃?1.68?104J

(2)由于热传递,热水要损失一部分能量;由于蒸发,热水要损失一部分能量。

●积累运用 举一反三

1.比热容是指________温度每升高________放出的热量。在国际单位制中,比热容的单位是________。

2.煤油的比热容是2.1×103J/(kg·℃),它表示________。

3.汽车散热器等制冷设备常用水作为冷却剂,这是利用了水的________较大的性质;如果汽车散热器中装有5kg的水,在温度升高10℃的过程中,水吸收的热量是________。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]

4.美丽的柳叶湖是常德市的一颗明珠,她不仅以其旖旎的风光令人们流连忘返,更是这个城市的居民在盛夏避暑的好去处。柳叶湖的水面宽广,蓄水量丰富,而水的________比砂石的大,在质量相同的情况下吸收相同的热量后水升高的温度要________砂石升高的温度(填“多于”、“等于”或“少于”),因而夏天里人们在柳叶湖边会感到很舒服。

5. 有一种节能锅,如图所示。它由内锅和外锅组成,内锅底部固定有一个用特殊材料制成的物块,烹饪食物时,先把内锅置于火上加热,待内锅里的水沸腾。物块被烧红时关闭火源,立即把内锅放在外锅里密闭,烧红的物块继续给食物加热,直到食物被煮熟,要放出更多的热量,此物块应该具有质量 、比热容 的特点。

6.星期天,小明同学在父母的协助下,从早上七点开始每隔半小时对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度—时间图象,如图所示。从图线可以看出乙的温度变化幅度小,是________(选填“气温”或“水温”)的图线,温度变化幅度小的原因是________。

7.将温度25℃、750mL的一瓶矿泉水放入冰箱冷藏室,温度降到5℃时,瓶内矿

3-1泉水放出的热量是________J(水的比热容为 4.2×10J·(Kg·℃))。

8.炎热的夏天,从冰箱内取出-5℃的冰块,冰块________(填“会”或“不会”)立即溶化;当冰块全部溶化成水后,其体积________,比热容________。(此两空选填“增大”或“减小”)

9.将一块铁切去一半,变化了的物理量是( )。

A.密度

B.质量

C.比热容

D.温度

10.下列说法中,能反映物体吸收热量的多少跟物质种类有关的是( )。

A.相同质量的同种物质,升高不同的温度时,吸收的热量不同

B.不同质量的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量不同

C.相同质量的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量不同

D.以上说法都可以

11. 厦门园博苑有“水上大观园”之称。水域辽阔,能有效调节气温。这是由于水的( )。

A.密度小

B.沸点小

C.凝固点低

D.比热容大

12.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的快慢”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( )。

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

13. (2009·甘肃兰州)由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著。因此( )。

A.白天的海风多是从陆地吹向海面,夜晚的海风多是从海面吹向陆地

B.白天的海风多是从海面吹向陆地,夜晚的海风多是从陆地吹向海面

C.白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面

D.白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地

14.(2009·山西 )小萌在烈日当空的海边玩耍,发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的,这是为什么?

答案:

1.单位质量某种物质 1℃ J/(kg·℃)

2.1kg的煤油温度上升1℃吸收的热量是2.1?103J

3.比热容 2.1?105J

4.比热容 少于

5.大 大

6.水温 水的比热容较大

7.6.3×104

8.不会 减小 增大

9.B

解析:密度、比热容是物质的一种特性,与外界因素无关,只与物质的材料、状态的变化有关;外界因素温度不变,所以铁的温度也是不变的。

10.C

解析:题意是探究吸收的热量的多少与物质种类的关系,所以必须控制物质的质量和变化的温度相等,来改变物质的种类,看吸收热量的多少。

11.D

解析:根据公式Q?cm?t,在陆地和沿海地区,受太阳的照射时间相同时,比热容与变化的温度成反比关系,水的比热容大,温度变化小,导致夏天温度上升得小,冬天温度下降得小,所以会出现冬暖夏凉的情景。

12.B

解析:根据题意可知是探究不同物质与变化温度的关系,根据公式Q?cm?t可知必须控制是吸收的热量、和物质的质量相等才可以。所以A.C.D三项是正确的,

A.D是为了保证吸收的热量相等;但对酒精灯中酒精一定相同是不做要求的。

13.B

解析:白天在同样受热的情况下,沿海是水,水的比热容大,温度变化小,气压大,而陆地是干泥土。干泥土的比热容小,温度变化大,气压小,所以白天风是海面吹向陆地;同理晚上海风多是从陆地吹向海面。

14.因为沙子的比热容比海水的比热容小,吸收相同的热量,相同质量的沙子比海水温度升高快,所以小萌在烈日当空的海边玩耍,感到沙子烫脚,海水却是凉凉的。

解析:根据公式Q=cmΔt可知,Δt=Q/cm,所以要比较温度的变化必须确定质量和吸收的热量相同,这是解答此题的关键。

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