中考物理基礎篇第16講比熱容（附強化訓練題）.docx

第16講 比熱容16.1 學習提要16.1.1 燃料的熱值1. 熱值的概念燃料燃燒時能放出熱量，相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒時放出的熱量不一樣。1千克某種燃料完全燃燒時放出的熱量叫做這種燃料的熱值，用字母q表示。2. 熱值的定義熱值的定義式為 q=Q/m3. 熱值的單位在國際單位制中，熱值的單位是焦/千克（J/Kg），讀作“焦每千克”。16.1.2 比熱容1. 比熱容的概念比熱容簡稱比熱，用字母c表示，是物質(zhì)的特性之一，每種物質(zhì)都有自己的比熱容。比熱容是指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高（或降低）1吸收（或者放出）的熱量。2. 比熱容的定義式比熱容的定義式為 c = Q/mt3.比熱容的單位比熱容的單位是一個組合單位，在國際單位制中，比熱容的單位是焦/（千克.），讀作“焦每千克攝氏度”。4. 比熱容的測定比熱容是物質(zhì)的特性之一，在許多熱學問題上都要用到，所以測定物質(zhì)的比熱容很重要。在熱傳遞過程中，如果沒有熱量的損失，那么低溫物體吸收的熱量應該等于高溫物體放出的熱量。（1） 實驗原理：熱平衡方程式Q 吸= Q放 （2） 實驗方法：實驗室一般采用混合法來測定物質(zhì)的比熱容。（3） 實驗器材：量熱器、天平、溫度計、待測金屬塊、適量的常溫下的水和沸水。（4） 實驗步驟：用天平分別測量小桶、攪動器、適量的常溫下的水、待測金屬塊的質(zhì)量；將金屬塊放入沸水（100）中加熱一段時間；在量熱器小筒內(nèi)裝入適量的常溫下的水，并用溫度計測出水的溫度t1；將金屬塊從沸水中取出，投入量熱器的小筒內(nèi)，合上蓋子，用攪拌器上下攪動，直到量熱器中溫度達到穩(wěn)定為止。用溫度計測出混合溫度t2.（5） 實驗結果：設量熱器和攪拌器是由比熱容為c的同種物質(zhì)做成，總質(zhì)量為m；適量的常溫下的水質(zhì)量為m水，比熱容為c水；待測金屬塊的質(zhì)量為m金，比熱容為c金。由于量熱器、攪拌器、常溫下的水的初溫均為t1，待測金屬塊的初溫為t2=100，混合后溫度為t2。由熱平衡方程式Q吸 = Q放 ?？傻胏m(t1-t2)+c水m水（t2-t1）= c金m金（t0-t2）c金=(cm+c水m水)（t2-t1）/m金(t0-t2)16.2 難點釋疑16.2.1 溫度和熱量溫度表示物體的冷熱程度。不論物體處于哪一種狀態(tài)，總有某一個確定的溫度。物體在熱傳遞過程中溫度會發(fā)生變化，物體從外界吸收熱量，其溫度一般會上升；物體向外界放出熱量，其溫度一般會下降。當吸收熱量和放出熱量的過程結束后，物體的溫度仍然有一個確定的值。熱量是物體在熱傳遞過程中，吸收或放出熱的多少。一個物體有某一個確定的溫度值，并不能說一個物體就具有多少熱量。所以不能說溫度高的物體熱量大，也不能說同一溫度質(zhì)量大的物體熱量大。熱量的多少只有在熱傳遞過程中才具有意義。說的明確一點，熱量只有在物體的溫度發(fā)生變化或內(nèi)能發(fā)生變化時才具有意義。物體的溫度是某一個確定的值，對應于物體處于某一種狀態(tài)。物體吸收（或者放出）的熱量是某一個確定的值，對應于物體一定的溫度變化（或物態(tài)變化）。在熱傳度過程中，物體吸收熱量，溫度會升高；放出熱量，溫度會降低，它反映了物體的兩個不同的狀態(tài)之間的一個變化過程。16.2.2 量熱器的使用量熱器是熱學實驗的重要儀器。在測定物質(zhì)的比熱容等實驗中，它能使物體與水之間進行熱交換，又能減少熱量損失。其結構如圖16-1所示，其中A、B為大小兩銅質(zhì)圓筒，C為木架，D為木（或電木）蓋，蓋上有兩個孔，中間較大的一個孔（附軟木塞）插溫度計用，邊上較小的一個孔插銅質(zhì)攪拌器。在用量熱器測定物質(zhì)（如鉛塊）的比熱容時，應注意：裝入小筒內(nèi)的水要適量，以能浸沒金屬塊為宜；金屬塊從沸水中取出到投入小筒內(nèi)，動作要快，投入后要立即合上蓋子，盡可能減小熱損失，且投入的金屬塊不得帶有沸水；用攪拌器上下攪動，使液體的上下溫度迅速均勻；初溫和混合溫度的讀取方法，已在“溫度計的使用”中有過說明；小筒和攪動器、水、金屬塊的質(zhì)量用天平測量。粗略的測量比熱容時，可忽略小筒和攪動器的吸熱和放熱，稍精確的測量則不能忽略。16.3 例題解析16.3.1 比熱容概念的形成例1 為研究物質(zhì)的某種特性，某同學選取水、煤油兩種物質(zhì)做實驗，表16-1記錄了實驗測得的數(shù)據(jù)及設法求得的有關數(shù)據(jù)。請根據(jù)表16-1中所提供的數(shù)據(jù)進行分析：（1） 可初步歸納出的結論是_；（2） 為進一步研究物質(zhì)的特性，該同學還應設計和增加表16-1中第7列（空欄）項目的名稱是_，請在該空欄下的空格中填入適當?shù)臄?shù)據(jù)，并由此可歸納出的結論是_，在物理學中如果要用一個物理量來反應第7列中概括出物質(zhì)的特性，那么這個物理量的定義為_?！窘馕觥浚?）對表16-1中的數(shù)據(jù)進行仔細分析可知，在這個實驗中，所運用的研究方法是控制變量法。分析比較第1行與第2行（或第4行與第5行）的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，實驗所控制的變量分別為物質(zhì)的種類和質(zhì)量，研究吸收的熱量跟升高的溫度之間的關系。水或煤油的質(zhì)量相等，當升高的溫度增大到2倍，它吸收的熱量也增大到2倍，由此可以得出結論1：質(zhì)量相等的同種物質(zhì)，吸收的熱量跟它升高的溫度成正比。分析比較第2行與第3行（或第5行與第6行）的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，實驗控制的變量分別是物質(zhì)的種類和升高的溫度，研究吸收的熱量跟質(zhì)量之間的關系。水或煤油升高的溫度相同，當質(zhì)量增大到2倍，它吸收的熱量也增大到2倍。由此可以得出結論2：升到溫度相同的同種物質(zhì)，吸收的熱量跟它的質(zhì)量成正比。分析比較第1行與第4行（或第2行與第5行、第3行與第6行）的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，實驗所控制的變量分別為質(zhì)量和升高的溫度，研究吸收熱量跟物質(zhì)種類之間的關系。質(zhì)量相同的水或煤油，升高的溫度也相同，然而吸收的熱量不同。由此可以得出結論3：質(zhì)量相等，升高溫度相同的不同物質(zhì)，吸收的熱量多少跟物質(zhì)的種類有關。（2）再對表16-1中的數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)第1行與第6行的數(shù)據(jù)中，質(zhì)量、升高的溫度、物質(zhì)的種類都不相同，那么，如何來比較這兩次水和煤油的吸熱本領呢？顯然，可以與密度、壓強等概念形成過程所采用的方法想類比，選擇一個比較的標準，這個標準為：單位質(zhì)量、溫度升高1吸熱的多少。因此，表16-1中第7列（空欄）項目的名稱是：單位質(zhì)量、溫度升高1吸收的熱量。通過計算可知，第7列的數(shù)據(jù)分別是4.2*103J/（Kg . ）、4.2*103J/（Kg . ）、4.2*103J/（Kg . ）、2.1*103J/（Kg . ）、2.1*103J/（Kg . ）、2.1*103J/（Kg . ）。分析這一列數(shù)據(jù)，可得出結論：對于確定的物質(zhì)來說（如水或煤油），物質(zhì)吸收的熱量跟它的質(zhì)量、升高的溫度之比是一個確定的值。它跟吸收熱量、質(zhì)量、升高的溫度均無關，而對于不同物質(zhì)，這個比值卻是不同的。在物理學中如果要用一個物理量來反應物質(zhì)的這種特性（吸熱是本領），這個物理量的定義應為：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1吸收的熱量。16.3.2 用熱量計算公式解題例2 有甲乙兩個溫度和質(zhì)量都相同的金屬球，先把甲放入盛有熱水的杯中，熱平衡后水溫降低了11，把甲球取出，再把乙球放入杯中，熱平衡后，水溫又降低了11，則兩球比熱容的大小關系是（ ）A c甲c乙B c甲=c乙C c甲t乙，根據(jù)c甲m甲t甲=c乙m乙t乙，有c甲c鐵c銅）6. 上海市重大公共綠地建設工程之一的太平橋綠地已于2001年6月8日竣工。綠地中的人工湖具有“吸熱”功能，炎夏時它能大大降低周邊地區(qū)的熱島效應。若人工湖湖水的質(zhì)量為1.0107kg，水溫升高2，則湖水吸收的熱量為_J。（已知c水=4.2103J/（kg）7. 表16-2為某同學根據(jù)中央電視臺天氣預報欄目記錄的上海和蘭州兩地某年5月3日到5月5日三天內(nèi)每日氣溫的最高值和最低值。從表16-2中可以看出_現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_。8. 關于熱量和溫度，下列說法正確的是（ ）A. 物體溫度越高，所含熱量越多B. 物體溫度降低，吸收的熱量越少C. 物體的質(zhì)量越大，放出的熱量越多D. 以上說法都不對9. 質(zhì)量、溫度都相同的兩塊不同金屬，吸收相同的熱量后（ ）A. 兩金屬塊溫度相等B. 比熱容較大的金屬塊溫度高C. 比熱容較小的金屬塊溫度高D. 無法比較兩金屬塊溫度的高低10. 汽車發(fā)動機用水作冷卻劑是因為（ ）A. 水的密度大B. 水沒有腐蝕作用C. 取水方便D. 水的比熱容大11. 下列說法中，能反映物體放出熱量多少跟物質(zhì)種類有關的是（ ）A. 相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，降低不同溫度，放出的熱量不同B. 相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，降低相同溫度，放出的熱量一般不同C. 不同質(zhì)量的同種物質(zhì)，降低相同溫度，放出的熱量不同D. 以上說法都可以12. 由吸熱公式得到c=Q/mt，那么物質(zhì)的比熱容跟（ ）A. 物體吸收的熱量Q成正比B. 物體的質(zhì)量成反比C. 物體溫度變化t成反比D. 物體吸收熱量Q、質(zhì)量m以及溫度變化t均無關13. 甲、乙兩杯質(zhì)量相同、溫度分別是60和50的水，若降低相同的溫度，比較它們放出的熱量，則（ ）A. 甲多B. 乙多C. 一樣多D. 無法比較14. 在下列各物理量中，表示物質(zhì)特性的是（ ）A. 熱量B. 比熱容C. 溫度D. 質(zhì)量15. 質(zhì)量和初溫度都相同的一塊鋁和一杯水，它們吸收相等熱量之后，把鋁塊投入水中，那么（ ）A. 熱量由水傳給鋁塊B. 熱量由鋁塊傳給水C. 水和鋁塊之間沒有熱傳遞D. 條件不足，無法判斷16. 將一壺水從室溫燒開，需吸收熱量約為（ ）A. 8102JB. 8103JC. 8104JD. 8105J17. 兩個質(zhì)量不同的金屬快，放出相同熱量，降低了相同溫度，那么（ ）A. 質(zhì)量大的金屬塊的比熱容大B. 質(zhì)量大的金屬塊的比熱容小C. 兩金屬的比熱容相同D. 兩金屬的比熱容大小無法確定18. 物理學中引入比熱容，是為了比較（ ） A. 不同質(zhì)量的相同物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收熱量不同 B. 不同質(zhì)量的相同物質(zhì)，吸收相同熱量，升高溫度不同 C. 相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，升高相同溫度，吸收熱量不同 D以上說法都不對19. 鐵的比熱容大于銅的比熱容，質(zhì)量相等的鐵塊和銅塊吸收了相等的熱量，那么（ ） A. 鐵塊的溫度升高得多 B. 銅塊的溫度升高得多 C. 鐵塊和銅塊升高相同的溫度 D. 由于初溫度未知，所以不能判斷20. 甲、乙兩塊質(zhì)量相同的不同金屬，在沸水里加熱一段時間。先取出甲投入一杯冷水里，當達到熱平衡后，水溫又升高20。再取出甲，立即將乙從沸水中取出投入這杯水中，再次達到熱平衡，水溫又升高20。若不計熱的損失，則可判斷（ ） A. 甲的比熱容比乙大 B. 甲的比熱容比乙小 C. 甲的比熱容跟乙相等 D. 無法確定比熱容的大小21. 冷水的溫度為t1，熱水的溫度為t2，現(xiàn)要把冷水和熱水混合為t3的溫水，若不計熱量損失，冷水和熱水的質(zhì)量比應為（ ） A. （t2t1）/t1 B. （t3t2）/（ t3t1） C. （t2t3）/（t3t1） D. t3/（t2t1）22. 把加熱到100的某鐵塊投入m1克20的水中，混合溫度為40；把加熱到100的該鐵塊投入m2克20的水中，混合溫度為60；如果把同樣加熱到100的該鐵塊投入（m1+m2）克20的水中，混合溫度為（ ） A. 50 B. 48 C. 36 D. 3223. 在質(zhì)量是0.5kg的鋁壺里裝了2kg的水，把這壺水從20加熱到100，求：（1）水吸收的熱量c水=4.2103J/（kg）；（2）鋁壺吸收的熱量c鋁=0.9103J/（kg）。B 卷1. 質(zhì)量為m的物體，溫度從t0降低到t，放出的熱量為Q，則該物體的比熱容為_；當物體放出熱量為3Q時，該物體的比熱容為_ 。2. 質(zhì)量相等的甲、乙兩種物質(zhì)吸收熱量之比為3:4，升高溫度之比4:3，那么它們的比熱容之比c甲：c乙=_。3. 銅的比熱容是鉛的比熱容的3倍，質(zhì)量相等的銅塊和鉛塊，如果吸收相等的熱量，銅塊升高了15，則鉛塊升高了_ 。4. 質(zhì)量為m1的熱水和質(zhì)量為m2的冷水混合，已知熱水的初溫是3t，冷水初溫為t，混合后水溫為2t，則熱水和冷水的質(zhì)量之比是_。5. 現(xiàn)將質(zhì)量相等、初溫相同的銅球、鐵球、鋁球投入質(zhì)量相等、溫度為80的三杯熱水中，過一段時間后（假設無熱損失），溫度最低的是投入_球的那杯水。（已知c鋁c鐵c銅）。6. 同種材料組成的兩個物體在下列情況下，放出的熱量相等的是（ ）A. 初溫和末溫都相等B. 初溫不等，降低的溫度相等C. 質(zhì)量相等，降低的溫度相等D. 質(zhì)量相等，初溫不等，末溫相等7. 質(zhì)量相等、初溫相同的鐵塊和銅塊，（1）吸收相等的熱量后再相互接觸，那么（ ）（2）若它們放出相等的熱量后的再相互接觸，那么（ ）A. 熱從銅塊傳到鐵塊B. 溫度從銅塊傳到鐵塊C. 熱從鐵塊傳到銅塊D. 不發(fā)生熱傳遞8. 一大杯熱水的溫度為t1，一小杯冷水的溫度為t2，混合后的溫度為t，則（ ）A. t=（t1+t2）/2B. t（t1+t2）/29. 在標準大氣壓下，1kg20的水吸收4.2105J的熱量后，可能的溫度是（ ）A. 80B. 100C. 120D. 13010. 甲、乙兩個物體，初溫相同，甲的比熱容大，乙的質(zhì)量小，把它們同時放入同一個冰箱內(nèi)冷卻，經(jīng)過一段時間（ ）A. 甲放出的熱量多B. 乙放出的熱量多C. 甲、乙兩物體放出的熱量一樣多D. 以上情況都有可能11. 甲、乙兩球，吸收相同熱量后，甲球可把熱量傳給乙球，不可能發(fā)生的情況是（ ）A. 甲球質(zhì)量較大，初溫較低B. 甲球質(zhì)量較大，初溫較高C. 甲球質(zhì)量較小，初溫較高D. 甲球質(zhì)量較小，初溫較低12. 等質(zhì)量的兩種物質(zhì)，吸收或放出相同的熱量，則比熱容較大的物質(zhì)，（ ）A. 末溫一定高B. 末溫一定低C. 溫度變化可能較大D. 溫度變化一定較小13. 5的冷水和熱水混合后，得到30的溫水，若不計熱損失，可以判斷（ ）A. 混合前熱水的熱量不一定比冷水的熱量多B. 混合前熱水的熱量一定比冷水的熱量多C. 熱水的質(zhì)量不一定比冷水的質(zhì)量多D. 熱水的質(zhì)量一定比冷水的質(zhì)量少14. 鐵的比熱容約為酒精比熱容的1/5，取鐵塊質(zhì)量為酒精質(zhì)量的5倍，并使它們吸收相同的熱量后，再把鐵塊放入酒精中，此后（ ）A. 熱從鐵塊傳向酒精B. 熱從酒精傳向鐵塊C. 鐵和酒精之間不發(fā)生熱傳遞D. 以上說法都有可能15. 甲、乙兩物體的質(zhì)量、溫度都相同，比熱容c甲c乙，當兩物體放出相等的熱量后放在一起，（ ）A. 熱量從甲傳到乙B. 熱量從乙傳到甲C. 不發(fā)生熱傳遞D. 上述情況都有可能16. 質(zhì)量相同的一塊鋁和一杯水，它們吸收了相等的熱量后，把鋁塊投入水中，那么（ ）A. 熱量由水傳給鋁塊B. 熱量由鋁塊傳給水C. 水和鋁之間不發(fā)生熱傳遞D. 條件不足，無法判斷17. 初溫相同的a、b兩球，它們的質(zhì)量和比熱容分別為ma、ca、mb、cb，吸收相等熱量后，a球可把熱量傳給b球，則下列情況中不可能的是（ ）A. mamb，cacbB. macbC. mamb，camb，cacb18. 甲、乙兩物體質(zhì)量相同，溫度相同，把甲放入一杯熱水中，平衡后，水溫降低了t；把甲拿出，設水量沒有損失，也沒有熱量損失，再把乙投入水中，平衡后，水溫降低了t，則（ ）A. 甲的比熱容大B. 乙的比熱容大C. 甲、乙比熱容一樣大D. 無法判斷19. 把質(zhì)量為m、溫度為t的銅塊放入一杯質(zhì)量為1kg、溫度為0的水中，水的溫度升高到t/5，若把質(zhì)量為2m、溫度為t的銅塊投入質(zhì)量為1kg、溫度為0的水中（不考慮散熱和容器吸收的熱）達到熱平衡時，可使水的溫度（ ）A. 升高t/3B. 升高2t/3C. 升高2t/5D. 升高t/520. 現(xiàn)有甲、乙、丙三種初溫相同的液體，其中甲、乙為質(zhì)量相等的不同液體，乙、丙為質(zhì)量不等的同種液體。若對這三種物體分別加熱，則根據(jù)它們吸收的熱量和升高的溫度，在溫度-熱量圖像上分別畫出對應的甲、乙、丙三點，如圖16-2所示，則甲的比熱容和質(zhì)量跟丙的比熱容和質(zhì)量相比，應是（ ） A. 丙的比熱容比甲的比熱容大B. 丙的比熱容比甲的比熱容小C. 丙的質(zhì)量比甲的質(zhì)量大D. 丙的質(zhì)量比甲的質(zhì)量小21. 質(zhì)量為m1的銅質(zhì)量熱器盛著質(zhì)量為m2的水，它們的共同溫度為t0，現(xiàn)將一塊質(zhì)量為m3、溫度為t（tt0）的鐵塊放入量熱器水中，設銅、水、鐵的比熱容分別為c1、c2、c3，求最后溫度t1。 22. 溫度不同的兩個物體相互接觸后將發(fā)生熱傳遞現(xiàn)象，當兩物體達到熱平衡狀態(tài)時，它們的溫度相同。若不計熱量的損失，高溫物體放出的熱量等于低溫物體所吸收的熱量。現(xiàn)有三種不同的液體A、B、C，它們的初溫分別為15、25、35。當A和B液體混合并達到平衡狀態(tài)，其平衡溫度為21；當B和C液體混合并達到平衡狀態(tài)時，其平衡溫度為32。求A和C液體混合到到平衡時的平衡溫度。23. 質(zhì)量相等的A和B兩固體，它們的初溫均為20。把A和B同時放入盛有沸水的大鍋爐內(nèi)后，它們分別以每克每秒12.6焦和每克每秒42焦的吸熱速度吸收熱量。已知A和B的比熱容分別為2.1103J/（kg）和3.36103J/（kg），且在吸熱過程中，A和B兩個物體均未發(fā)生物態(tài)變化，10s后，求：（1