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      2. 《物質(zhì)的比熱容》知識要點(diǎn)

        時間:2022-02-19 12:07:34 好文 我要投稿

        《物質(zhì)的比熱容》知識要點(diǎn)

          知識點(diǎn)1

        《物質(zhì)的比熱容》知識要點(diǎn)

          比熱容定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高(降低)1℃時,吸收(放出)的熱量叫這種物質(zhì)的比熱容。從定義中可以看出,比熱容的單位由熱量、質(zhì)量和溫度的單位共同決定。

          單位:J/(kg.℃)

          例1 溫度相同的鋁塊甲和鐵塊乙,m甲=m乙,將它們分別加熱,使其吸收相同的熱量后接觸,此時(  )

          A、溫度從甲傳向乙 B、內(nèi)能從甲傳向乙C、內(nèi)能從乙傳向甲 D、甲、乙間不發(fā)生熱傳遞思路解析 在熱傳遞時,傳遞的是能量而不是溫度,故A不正確。由于能量是從高溫物體傳向低溫物體,所以此題的解題關(guān)鍵是判斷甲、乙兩物體吸收熱量后溫度的高低。

          由Q甲=c甲m甲(t甲-t0甲), Q乙=c乙m乙(t乙-t0乙),因它們吸收相同的熱量,有Q甲=Q乙,又m甲=m乙,所以c甲(t甲-t0甲)=c乙(t乙-t0乙),因為c甲>c乙,t0甲=t0乙,所以t甲

          知識點(diǎn)2

          比熱容的意義比熱容是物質(zhì)的特性之一,由物質(zhì)本身和物質(zhì)所處的狀態(tài)決定,對處于某一定狀態(tài)下的物質(zhì)來說,其比熱容是一定的,跟物質(zhì)的質(zhì)量和體積的大小、溫度的高低、吸收(或放出)熱量的多少無關(guān)。

          例2 把兩個質(zhì)量相等的20℃的銅球,分別放進(jìn)質(zhì)量相等的、溫度均為50℃的水和煤油中,達(dá)到熱平衡后,水和煤油的溫度相比哪個低?

          思路解析 本題是關(guān)于熱平衡現(xiàn)象的問題。可以利用熱平衡方程,以及公式Q=cm△t來解。

          正確解答 設(shè)水的質(zhì)量為m1,比熱為c1,水的初溫為t01=50℃,熱平衡后溫度為t末1;又設(shè)煤油質(zhì)量m2 (m1=m2),比熱為c2,煤油的初溫為t02=50℃,熱平衡后溫度為t末2;銅的質(zhì)量為m3,比熱為c3,銅球的初溫為t03=20℃,銅在水中熱平衡后溫度為t末3=t末1;銅在煤油中熱平衡后的溫度為t′末3=t末2.銅球放在水中的情況下,根據(jù)熱平衡方程,有Q銅吸=Q水放,即c3m3 (t末1-t03)=c1m1 (t01-t末1)             ①銅在煤油中時,同理可得c3m3 (t末2-t03)=c2m2 (t02-t末2)   ②由①/②得 .又m1=m2,化簡上式得 .因為c1>c2,所以 .所以(t末1-t03)(t02-t末2)>(t01-t末1)(t末2-t03)。

          兩邊展開,代入已知條件,合并同類項,得30t末1>30t末2,所以t末1>t末2.所以達(dá)到熱平衡后煤油的溫度低些。

          誤點(diǎn)警示 此題中的熱平衡是指不計熱損失的情況下。

          知識點(diǎn)3

          水的比熱容水的比熱容為4.2×103 J/(kg.℃)。水的比熱容比較大,在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用,其應(yīng)用主要有兩方面:一是用水來做制冷劑或取暖;二是調(diào)節(jié)氣候。

          例3 宿遷境內(nèi)的洪澤湖在盛夏季節(jié),對周圍地區(qū)氣溫起著很好的調(diào)節(jié)作用,這主要是因為洪澤湖的水面大,水量多。更重要的是因為水的       比陸地大,太陽曬后水的          變化比陸地小。

          思路解析 從小的比熱比干泥土的比熱大3倍多去理解、分析。

          正確解答 根據(jù)公式 ,可知當(dāng)比熱較大的水在吸收或放出與陸地相當(dāng)?shù)臒崃繒r,溫度的變化較小。所以,本題答案為:比熱  溫度。

          誤點(diǎn)警示 公式Q=cm△t,體現(xiàn)了各種物質(zhì)吸收或放出熱量與物質(zhì)的比熱、物質(zhì)的質(zhì)量以及溫度變化之間的關(guān)系。

          知識點(diǎn)4

          熱量的計算吸熱計算式:Q吸=cm(t-t0)

          放熱計算式:Q放=cm(t0-t)

          其中Q為熱量,單位是J;c為物質(zhì)的比熱容,單位J/(kg.℃);m為物體質(zhì)量,單位為kg;t0為物體初始溫度,t為物體末溫,單位為℃。

          「注意」應(yīng)用計算式進(jìn)行計算時,代入的數(shù)據(jù)一定要連同單位一起代入,且單位要統(tǒng)一。

          例4 質(zhì)量為5 kg的冷水和質(zhì)量2 kg的熱水混合后,其共同溫度是40℃,則冷水和熱水的初溫可能是(  )

          A、10℃,52℃ B、20℃,50℃C、20℃,90℃ D、30℃,70℃思路解析 根據(jù)題意可知cm冷(t末 -t冷初)=cm熱(t熱初-t末),即5(40℃-t冷卻)=2(t熱初-40℃)展開,合并可得5t冷初+2t熱初=280℃此式為二元一次方程,應(yīng)有無數(shù)組解,但題中只給了四個選項。

          當(dāng)t冷初=20℃,t熱初=90℃時,滿足上述二元一次方程。

          正確解答 選C.誤點(diǎn)警示 解好本題除了要掌握好所學(xué)的物理知識,還要應(yīng)用好有關(guān)的數(shù)學(xué)知識。

          例5 把質(zhì)量為4 kg的冷水與3 kg、80℃的熱水混合后的`溫度為40℃,若不計熱量損失,求冷水的溫度是多少?

          命題意圖 本題考查了能量守恒定律在熱傳遞過程中的應(yīng)用。

          題型特點(diǎn) 本題是理想狀況下的熱傳遞,解題時的關(guān)鍵是明確熱傳遞過程中熱水放出的熱量與冷水吸收的熱量相等。且本題涉及的物理量較多,因此解題時應(yīng)注意加腳標(biāo)以示區(qū)別。

          分析解答 熱水與冷水混合會發(fā)生熱傳遞,直到二者溫度相同時為止。若不計熱量損失,根據(jù)能量守恒定律,熱水放出的熱量等于冷水吸收的熱量。下面以兩種解法示例。

          解法一:分步計算法:由題意得,熱水放出的熱量為Q放=cm1(t1-t)=4.2×103 J/(kg.℃)×3 kg×(80℃-40℃)=5.04×105 J,冷水吸收的熱量為Q放=Q吸=5.04×105 J由于Q吸=cm2 (t-t2),變換得冷水的溫度

          解法二:綜合法:由題意得Q放=Q吸,展開得cm1 (t1-t)=cm2 (t-t2)

          所以冷水的溫度為

          課堂小結(jié)比熱容的定義比熱容表示的物理意義,物質(zhì)的比熱容物質(zhì)的比熱容 比熱容的單位水的比熱容及其應(yīng)用熱量的計算同步練習(xí)一、填空題1、質(zhì)量為200g的某金屬,溫度從100℃降到20℃,共放出7360J的熱量,則此金屬的比熱容是      。由幾種物質(zhì)的比熱容表可以知道,此金屬可能是       。

          二、選擇題1、質(zhì)量和溫度都相等的水和煤油,吸收相等的熱量后(  )

          A、水的溫度與煤油的溫度一樣B、水的溫度比煤油的溫度低C、水的溫度比煤油的溫度高D、水的溫度可能比煤油的溫度高,也可能比煤油的溫度低2、質(zhì)量相等的某種液體和水在降低相同的溫度時,放出熱量之比為1:2,則該液體的比熱容與水的比熱容的關(guān)系是(  )

          A、c液= c水 B、c液=c水 C、c液=2c水 D、無法確定3、相同體積的空氣、酒精和銅塊,分別對它們加熱后,體積都增加了0.1%,可以判斷( )

          A、空氣的溫度上升得最多 B、酒精的溫度上升得最多C、銅塊的溫度上升得最多 D、它們上升的溫度一樣多三、簡答題沙漠地帶晝夜溫差很大,而沿海地區(qū)晝夜溫差不大,請說說其中的道理。

          參考答案

          一、1、460 J/(kg.℃)  鋼鐵(全解:m=200g=0.2 kg  t0=100℃ t=20℃ Q放=7360J由公式Q放=cm(t0-t)可得)

          二、1、B (提示:由Q=cm(t-t0)可知,物體吸收質(zhì)量后,溫度升高的多少與物質(zhì)的種類、質(zhì)量和吸收熱量的多少有關(guān)。在本題中質(zhì)量和吸收熱量相等,所以t-t0與比熱容c的大小有關(guān):比熱容越大,t-t0越小。水的比熱容比煤油的大,所以水升高的溫度比煤油少,初溫相同,所以煤油的末溫高。)

          2、A (提示:由熱量的計算公式Q=cm(t-t0)可以知道,質(zhì)量和降低溫度相等的不同物質(zhì),比熱容與放出的熱量成正比。所以c液 :c水=1:2,c液= c水)

          3、C (提示:本題好像無從下手,從體積增加如何來判斷物體溫度上升呢?這三種物質(zhì)的休積都膨脹了0.1%,我們知道氣體受熱后比較容易膨脹,固體由于分子間作用力比較大,不容易膨脹,要膨脹到氣體的體積,就必須要達(dá)到一個更高的溫度,所以,銅塊上升的溫度最多。)

          三、提示:沿海水多,水的比熱容大于沙的比熱容。

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