13.3 比热容（原卷版）

第十三章 内能 第3 节 比热容 1 了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 2 通过比热容的实验，体会控制变量的方法在实验中的作用。 3 尝试用比热容解释简单的自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 4 会进行简单的吸热放热计算。 一、比热容： 1 定义：单位质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热 容。 2 符号：； 3 公式： 4 单位：焦每千克摄氏度；单位符号：/(kg·℃)； 5 物理意义：物体吸热或放热能力；（物体比热容越大，吸热能力 越强 ） （1）水的比热容是水＝42×103/(kg·℃)； （2）物理意义为： 1kg 的水，温度升高（或降低） 1℃ ，吸收（或放出）的热量为 42×10 3 。 6 说明： （1）比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类 、 状态 有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放 热、形状等无关。 （2）水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为 水的比热容大 。 （3）比较比热容的方法： ①质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。 ②质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢（低），比热容大。 学习目标 1 预习导学 02 二、热量计算： 1 热量的计算公式：Q ＝ m△t ①温度升高时用：Q 吸＝m（t－t0） ②温度降低时用：Q 放＝m（t0－t） ③只给出温度变化量时用：Q＝m△t Q：热量——焦耳（）； ：比热容——焦耳每千克摄氏度（/(kg·℃)） m：质量——千克（kg）； t：末温——摄氏度（℃）； t0：初温——摄氏度（℃） 知识点一：比热容 【探究重点】一、比热容 1、定义：一定质量的某种物质,在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的 温度乘积之比。 2、比热容用表示，单位：焦/（千克•摄氏度），符号：/（kg·℃）。 3、物理意义：表示物体吸热或放热能力的强弱。 4、水的比热容为42× /(kg·℃)，它表示的物理意义是：1kg 的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的 热量为42× 。 5、比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等 无关。 【例题精讲】（2023•连云港）沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是 因为（ ） ．水的内能多，沙石的内能少 B．水的导热性好，沙石的导热性差 ．水的比热容大，沙石的比热容小 D．水吸收的热量多，沙石吸收的热量少 【巩固训练】（2023•苏州）在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通 常（ ） 探究提升 03 ．发生在白天，且陆地温度较高 B．发生在白天，且海水温度较高 ．发生在夜晚，且陆地温度较高 D．发生在夜晚，且海水温度较高 知识点二：、热量的计算 【探究重点】 1、公式： ，其中 为“温度的变化量”。 2、热平衡方程：发生热传递时，若不计热量损失，则有 。 【例题精讲】（2023•恩施州）冬季，某供热系统中有10kg 水，当温度降低1℃时，可给房间放热（ ） ．42×102 B．42×103 ．42×104 D．以上都不对 【巩固训练】（2023•眉山）日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的 大。在标准大气 压下，质量为5kg 水温度从30℃升高20℃，吸收热量 。[水＝42×103/（kg•℃）] 1．（2023•乾安县三模）质量相等的铜块和铁块（铜＜铁）吸收了相等的热量后相互接触，则（ ） ．会发生热传递，热由铜块传给铁块 B．会发生热传递，热由铁块传给铜块 ．不会发生热传递 D．条件不足，无法判断 2．（2023•单县三模）利用如图甲所示，使用相同规格的电加热器和烧杯分别对水和食用油加热，得到温度随时 间变化的图象如图乙所示，水的比热容水＝42×103/ （kg•℃），下列说法正确的是（ ） 强化训练 040 ．要完成实验探究，应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油 B．利用图乙中图像的数据，可计算出食用油的比热容为28×103/（kg•℃） ．比较第2m 和第3m 的吸热情况，在第2m 时吸收的热量比b 多 D．吸热能力较强的是，是水，它更适合作冷却剂 3．（2023•连平县二模）图中美食的烹饪过程包含的物理知识，正确的是（ ） ．煎：煎锅一般用铁制造，利用铁的比热容大 B．炒：通过做功的方式使牛肉和河粉的内能增加 ．蒸：通过热传递，使鲈鱼蒸熟 D．拌：搅拌盐等配料，能加快分子的热运动 4．（2023•兴庆区校级一模）下列关于比热容说法正确的是（ ） ．比热容是物质本身的性质，与质量、吸收或放出的热量均无关 B．比热容跟物体吸收或放出的热量有关 ．物体的质量越大，它的比热容越大 D．比热容的单位是/kg 5．（2023•南通一模）下列图中箭头表示空气流动的方向。炎热晴朗的夏夜，我市老坝港海边的陆地与海面之间 空气循环流动的示意图表示正确的是（ ） ． B． ． D． 6．（2022 秋•鲁甸县期末）如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据 实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。（水和沙子质量相等）下列说法正确的是（ ） ．图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组装 B．图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为零 ．图乙中，温度计的示数为41℃ D．图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱 7．（2023•茶陵县模拟）育部发布了《义务劳动育课程标准（2022 年版）》，其中根据不同学段制定了“整理与 收纳”“家庭清洁、烹饪、家居美化等日常生活劳动”等学段目标，于2022 年秋季学期开始执行。下列关于厨 房中的物理知识说法正确的是（ ） ．炒菜是通过做功的方式改变菜的内能的 B．煲汤时，汤沸腾以后继续加热，汤的温度升高 ．饭菜做熟后香味飘满整个厨房，这是因为分子在不停地做无规则运动 D．用相同的热源给质量相同的水和油加热，油升温快是因为油的比热容较大 8．（2023•古浪县校级模拟）用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热（不计热量损失），如图 是甲和乙的温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ） ．甲的比热容与乙的比热容之比为2：3 B．甲的比热容与乙的比热容之比为1：2 ．甲和乙都加热10 分钟，甲吸收热量比乙吸收热量多 D．甲和乙升高相同的温度，甲吸收热量较多 9．（2023•庐阳区校级三模）餐饮行业的燃料常用植物油燃料，它有明火点不燃、无异味、无黑烟积碳等优点， 热值为504×107/kg，至少完全燃烧 kg 的植物油燃料可以将100kg 的水升温60℃。[水＝42×103/（kg•℃）] 10．（2023•浑南区三模）育部发布了《义务劳动育课程标准（2022 年版）》，家庭清洁、烹饪等9 月起纳入学段 目标。炒菜是通过 的方式改变菜的内能的，向锅中分别加入同样多的水和油，加热时发现油升温快，这是 因为 较小。 11．（2023•启东市二模）为探究固体熔化时的温度变化规律，小圆在绝热容器内装入1kg 某固体物质，其温度为 ﹣15℃。把一个发热功率恒定的电加热器放入容器内的固体物质中，接通电源开始加热并计时。加热器在5m 内放出的热量为8×103，由实验数据可得如图示的图线。 （1）在10～20m，容器内物质的分子动能 ，内能 （均填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）由图像可知，该物质是 （填“晶体”或“非晶体”）； （3）该物质液态时的比热容是 /（kg•℃）。 12．（2023•徐州三模）在“探究水和食用油吸热升温现象”的实验中，小明猜想物体温度升高吸收热量的多少可 能与质量和物质的种类有关，为了验证猜想，同组的同学经过讨论，制定了两个方： ：让研究对象升高相同的温度，然后比较它们吸收热量的多少。 b：让研究对象吸收相同的热量，然后比较它们升高温度的高低。 （1）实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯、秒表、适量的水和食用油，为了完成实验， 还需要的测量工具是 。 （2）两方中水和食用油吸热多少是通过 来反映的。 （3）根据实验数据，在图中画出食用油和水的温度随时间变化的图像。 加热时间/m 0 1 2 3 4 温度/℃ 食用油 20 25 29 34 38 水 20 21 22 23 24 （4）思路点拨图像可知，对于质量相等的食用油和水，若使两者升高相同的温度，则 吸收的热量较多。 四．计算题（共2 小题） 13．（2023•西青区一模）某太阳能热水器装有100kg，20℃的冷水，经过一天，水温升高到60℃，若用效率为 20%的燃气灶对这些水加热，达到同样的效果需要2kg 的燃气。求： （1）水吸收的热量； （2）燃气的热值。[水的比热容为42×103/（kg•℃）] 14．（2023•天宁区校级一模）如图所示，某家庭太阳能热水器阳光照射时，平均每小时吸收70×106的太阳能，若 热水器吸收8 的太阳能，可以使质量为100kg 的水温度升高50℃。已知水的比热容水＝42×103/（kg•℃），求： （1）水吸收的热量； （2）该太阳能热水器的效率。 1．（2023•福建）城市中修建人工湖和湿地公，可以调节气温，这主要是利用水的（ ） ．密度较大 B．沸点较高 ．比热容大 D．流动性好 2．（2023•兰州）为了比较、B 两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g 和400g 的、 B 两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息，下列说法中正确的 是（ ） ．、B 两液体在0～8m 内吸收的热量之比为2：1 B．、B 两液体的比热容之比为1：2 ．B 液体的吸热能力比液体的强 D．液体比B 液体更适合作发动机的冷却液 3．（2023•常德）下表是一些物质的比热容[单位/（kg•℃）]，根据表中数据和生活现象，下列判断中正确的是（ ） 水 42×103 铝 088×103 煤油、冰 21×103 铁、钢 046×103 砂石 约092×103 铜 039×103 ．不同种类的物质，比热容一定不同 B．比热容与物质物质的状态无关 ．质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的末温更低 D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大 4．（2023•广州）以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低； 那么，初温相同的甲、乙放出相同热量，（ ） ．甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大 B．甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大 ．甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大 D．无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大 5．（2023•宜昌）在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对 其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（ ） ．液体比热容小 B．b 液体是水 ．0～3m 内液体吸收的热量少 D．升高相同的温度时，b 液体吸收的热量少 6．（2023•扬州）下列与比热容有关的生活现象，描述正确的是（ ） ．沙漠地区昼夜温差小 B．汽车发动机常用水做冷却剂 ．在太阳光的照射下，干泥土比湿泥土升温慢 D．“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照 【答】B （多选）7．（2023•潍坊）图甲所示为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至55℃左右， 并能保温3 小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温 度的变化发生可逆的固液转换。取03kg 该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下 列思路点拨正确的是（ ） ．该晶体材料的熔点为55℃ B．在B 段，该晶体材料的内能保持不变 ．在B 段，该晶体材料的分子热运动变剧烈 D．该晶体材料的比热容为088×103/（kg•℃） 8．（2023•牡丹江）小明家的热水器装有50kg 水，将水由20℃加热到60℃，水需要吸收的热量是 。小明用 去一部分水，热水器中水的比热容 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。沿海地区比内陆地区昼夜温 差小，是因为水的 。 9．（2023•乐山）利用相同电加热器分别给质量相同的水和食用油加热，如图所示，这是通过 （选填“做 功”或“热传递”）使液体内能增大。实验表明加热相同时间，食用油温度上升得比水快，这是因为食用油的 比热容比水 （选填“大”或“小”）。 10．（2023•鞍山）小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方：将、B 两种液体分别装入烧杯中， 固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并 记录、B 的温度。 （1）组装器材时应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装； （2）实验时，选取 相同、初温相同的、B 两种不同液体，加热时液体温度升高，这是通过 方式来增 大液体内能的； （3）此实验通过 （选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来反映液体吸收热量的多少； （4）加热一段时间后，液体B 的温度如图乙所示，为 ℃； （5）根据实验数据小明绘制出的温度﹣时间图象如图丙所示，则液体 （选填“”或“B”）更适合作为家 中“暖气”中输运能量的介质。 11．（2023•上海）5kg 的水温度由40℃下降到20℃，放出的热量Q 放为多少？[水＝42×103焦/（千克•℃）] 12．（2019•潍坊）一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用 字母λ 表示。在标准大气压下，用一个热效率为40%的酒精炉为热源，将50g 初温为0℃的冰全部熔化为0℃ 的水，共燃烧了14g 酒精，酒精的热值为3×107/kg。求： （1）冰熔化过程中吸收的热量； （2）在标准大气压下，冰的熔化热λ 冰。