2020_2021学年九年级物理全册13 .3 比热容.pdf

1 3.3 比热容知识点扫描知识点一：比较不同物质的吸热能力1 .选用相同的电加热器(使物体单位时间吸收的热量相同)，为质量和初温相同的两种物质进行加热，记录加热时间和温度。2 .加热相同的时间，比较温度的变化量，温度变化量越小说明吸热能力越强；变化相同的温度比较加热时间，用时越长，说明吸热能力越强。知识点二：比热容(1)定义：我们把单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1 C 所吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。符号：c。(2)公式：c=m-t(3)常用单位：焦耳/(千 克 )(4)符号：J/(k g )(5)读作焦耳每千克摄氏度(6)同种物质来讲，比热容是一个确定的数值(相等的)，跟物体质量的大小，温度改变的多少，物体的形状、体枳、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。对不同物质来讲，比热容一般是不相同的。(7)记住水的比热容：c*=4.2 X 1 03J/(k g-),物理意义为：1 k g 的水温度升高(或降低)1 ,吸收(或放出)的热量为4.2 X l()3j。因为水比热容较大，所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。知识点三：热量的计算计算物体吸收热量的公式为：。，kcm(L 外=的t计算物体放出热量的公式为：Qcmt(rt)=cniA t重点难点解读一、比热容问题是难点记住水的比热容：c*=4.2 X 1 0：!J/（k g-）,物理意义为：1 k g 的水温度升高（或降低）1 ,吸 收（或放出）的热量为4.2 X 1 0 3J。因为水比热容较大，所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。二、热量的计算是重点（1）物体温度升高吸收的热量公式为Q方cm（Lt=cniA t公式中。暇是吸收热量，单位是J;c 是物体比热，单位是：J/（k g ）；m是质量，单位是k g；t o 是初始温度；t是后来的温度。A t是物体升高了的温度。（2）物体温度降低放出的热量公式为0*C R（t T）=cm/t公式中0我是放出的热量，单位是J;c 是物体比热，单位是：J/（k g C）；m是质量，单位是 k g；而是初始温度；t是后来的温度。A t是降低了的温度。对点例题解析知识点一：比较不同物质的吸热能力【例 题 1】两个质量相同的不同物质，吸收相同的热量，下列说法中正确的是（）A.比 热容大的物质升高温度较小B.比热容小的物质升高温度较小C.比热容大的物质升高温度较大D.升高温度相同，与比热容大小无关【答案】A【解析】比较物质吸热能力的2 种方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强。使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。根 据 Q=cm Z t 知，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高小，故 A正确。知识点二：比热容【例题2】下列说法正确的是（）A.燃料燃烧越充分，它的热值就越大B.内燃机用水做冷却液，是因为水的比热容较大C.敲击大小不同的编钟，发出声音的音色不同D.在闹市区安装噪声监测装置，可以减弱噪声【答案】B【解析】A.燃料的热值与燃料种类有关，和是否完全燃烧无关，故 A错误；B.水是自然界比热容最大的物质，用它做发动机的冷却液，可以带走更多的热量，故 B正确；C.大小不同的编钟，振动频率不同，因此发出声音的音调不同，故 C错误；D.在闹市区安装噪声监测装置，只能显示当地噪声的大小，而不能改变噪声的大小，故 D错误。知识点三：热量的计算【例题3】质量为1 千克的牛奶，加热后温度升高了 20,求牛奶吸收的热量。c，怫=2.5 X103焦/（千克）【答案】牛奶吸收的热量为5 X10）。【解析】知道牛奶的质量、牛奶的比热容、牛奶升高的温度值，利用吸热公式Q =c m A t 求牛奶吸收的热量。牛奶吸收的热量：Q =c m A t=2.5 X103J/（k g C）X l k g X205C=5 X l O j o达标训练题基础训练题1.比热的单位是：J/（k g ）,读作：。水的比热是：C=4.2X10：J/（k g ）,它表示的物理意义是每千克的水当温度升高（或降低）时，吸 收（或放出）的热量是【答案】焦耳每千克摄氏度。4.2X 1(0。【解 析】比热的单位是：J/(k g C),读 作：焦 耳 每 千 克 摄 氏 度。水 的 比 热 是：C=4.2X103J/(kg),它表示的物理意义是每千克的水当温度升高(或降低)1时，吸收(或放出)的热量是4.2X1OJ。2.物 体 温 度 升 高 吸 收 的 热 量 公 式 为；物 体 温 度 降 低 放 出 的 热 量 公 式 为。【答案】0啖=cz(t-to)-cmA t；Qfn=cm(tri)-cmA t【解析】理解记忆公式。要知道物体温度升高吸收的热量；物体温度降低放出的热量。吸收多少热量呢？需要应用公式。正C 勿(L to)=3 7/1 求 解放出多少热量呢？需要应用公式Q族求解。最重要的是一定要理解公式中每个字母的物理意义。3.炎炎夏日，烈日下海滩的沙子热得烫脚，而海水很清凉，榜晚落日后，沙子凉了，海水却依然暖暖的，这主要是因为海水和沙子具有不同的()A.密度 B.内能 C.热量 D.比热容【答案】D【解析】水的比热容大，在吸收和放出相同热量时，与同质量的其他物质相比，其温度变化小。水的比热容比沙子的比热容大，同样受热或冷却情况下，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，因此，在受太阳照射条件相同时，海水比沙滩的温度低，放出相同热量时，海水比沙滩的温度高，故 D正确。4.将质量为100kg、初温为2 0 c 的水加热到40,水吸收了 J 的热量c 木=4.2X 103J/(kg)【答案】8.4X101【解析】水吸收的热量：Q=c*m(t-to)=4.2X103J/(kgC)XIOOkgX(40-20)=8.4X106J5.下列实例中与”水的比热容较大”这一特性无关的是()A.让热水流过散热器供暖B.用循环水冷却汽车发动机C.沿海地区昼夜温差较小D.夏天在房间内洒水降温【答案】D【解析】本题考查的是热学相关知识。夏天在房间洒水降温是利用水的蒸发吸热，D错误。ABC三项都是利用水的比热容大这一特性。能力提升训练题一、选择题1.在热现象中，下列说法正确的是（）A.冰在熔化过程中，要不断吸收热量，温度同时升高B.一个物体内能增加了，一定是骏收了热量C.新型燃料汽车实现了“零排放”，其效率已达到了 100%D.初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，应该早晨多排水，傍晚多灌水【答案】D【解析】A.冰是晶体，熔化过程中吸热，温度不变，故A错误；B.一个物体的内能增加可能是吸收了热量，也可能是外界对此物体做功，故B错误；C.目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%,故C错误;D.初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，傍晚多灌水，当夜晚温度降低时，因为水的比热大，水放出热量，水的温度降低的比较少，不至于使秧苗受冻；在早晨把稻田内是水排出，稻田接受太阳光的照射，泥土的比热小，泥土吸收热量，温度升高快，有利于秧苗的生长,故D正确。2.下列关于热现象的说法中正确的是（）A.物体的温度越高所含的热量越多B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能C.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动D.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强【答案】D【解答】A.热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，只能说吸收热量或放出热量，故A错误；B.内燃机的一个工作循环有四个冲程，做功冲程是将内能转化成机械能，故 B错误；C.灰尘是可以看得见的物体，因此灰尘的飞扬不是分子的运动，而是物体的机械运动，故 C错误；D.比热容是物质的一种特性，它反映了物质吸收或放出热量的能力，比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强，故 D正确。3.如表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是()物质 水 煤油 冰 铝 铜比热容/(J k g 3 r)4.2 X 1 03 2.1 X 1 03 2.1 X 1 03 0.8 8 X 1 03 0.3 9 X 1 03A.不同物质的比热容一定不同B.物质的物态发生变化，比热容不变C.质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多【答案】C【解析】A.由表中数据可知，不同物质的比热容一般不同，但也有的物质比热容相同，如煤油和冰，故 A错误；B.水和冰是水的两种状态，分析表中数据可知，其比热容是不同的，说明比热容与物质状态有关，物质的物态发生变化，比热容也会发生变化，故 B 错误；C.由表中数据可知，铝的比热容大于铜的比热容；质量相等的铝和铜升高相同的温度，因铝的比热容大，则根据Q=c m Z t 可知铝吸收的热量更多，故 C正确；D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，因为水的比热容大，所以根据、=1 可知水升高的温度少，故 D错误。4.下列说法中正确的是（）A.一杯水和半杯水的比热容相等B.0C的水没有内能C.液体在任何温度下都能蒸发D.固体分子之间只存在引力【答案】A C【解析】（1）比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类和状态有关；（2）物体内所有分子由于热运动具有的动能和分子势能的总和叫内能,任何物体都有内能；（3）根据蒸发的定义分析解答；（4）分子之间既存在引力又存在斥力。A.比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类和状态有关，与质量无关；一杯水和半杯水的相比，物质的种类和状态不变，其比热容相等，故 A正确；B.因分子在永不停息地做无规则运动，所以一切物体都具有内能，故 B错误；C.蒸发是在任何温度下，在液体表面发生的缓慢的汽化现象，即液体在任何温度下都能蒸发,故 C正确；D.分子之间既存在引力又存在斥力，故 D错误。5.下表中有几种物质的比热容，小张同学根据提供的数据得出了四个结论,其中正确的是（）几种物质的比热容/如（k g ）一 口水4.2 X 1 03铁0.46 X 1 03酒精2.4X 1 03铜0.3 9 X 1 03煤油2.1 X 1 03干泥土0.5 4X 1 03冰2.1 X 1 03水银0.1 4X 1 03A.一杯水比一桶煤油的比热容小B.液体的比热容一定比固体的比热容大C.水吸收或放出热量的本领较强，常用作冷却剂D.比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类有关【答案】C【解析】比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系；根据比热容的特点进行分析判断。A.由表格中的信息可知，水的比热容大于煤油的比热容，比热容大小与质量无关，故 A错误。B.液体的比热容不一定比固体的大，比如：冰的比热容比水银的比热容大，故 B错误。C.因为水的比热容大，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，所以人们常用水作冷却剂，故 C正确；D.比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类和状态有关，故 D错误。6.A、B两物体质量相等，温度均为10；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50。现将A放入甲杯，B 放入乙杯，热平衡后甲杯水温降低了 4 C,乙杯水温降低了 8,不考虑热量的损耗，则 A、B两物体的比热容之比为()A 4:9 B.3:5 C.2:3 D.1:2【答 案】A【解 析】设 A、B 的 质 量 均 为 m,水 的 质 量 均 为 M,则 对 于 A 物 体 而 言，它 吸 收 的 热 量 等 于 水 所 放 出 的 热 量，故 c,、mX(46-1 0)=c*M X4；则 对 于 B 物 体 而 言，它 吸 收 的 热 量 等 于 水 所 放 出 的 热 量，故 CB mX(42C-1 0 c)=c 水 MX8；联 立 以 上 二 式 解 之 得 cv C B=4：9,故 A 是 正 确 的。二、填空题7.水的比热容为c，k=4.2X103/(kg),其物理意义是1kg的水温度升高1,需要吸收的热量为 Jo kg的水温度由20升高到2 5 C,水吸收的热量为1.05义10号。【答案】4.2X10)。5.【解析】比热容的物理含义是单位质量的某种物质，温度升高或者降低1时，所需吸收或者放出的热量。已知水的比热、升高的温度、吸收的热量，利用Q=cmat计算水的质量。m=Q/c(t-to)=1.05X 105J/4.2X10：iJ/(kg)X(25-20)=5kg8.将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图所示)，通过方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为J.c 牛奶=4.2X 1(0/(kg)【答案】热传递；2.1X101.【解析】(1)改变内能的方法：一是做功，二是热传递，物体放出热量、内能减少、温度降低；(2)知道牛奶的质量、比热容，求出温度升高值，利用吸热公式Q Q c m a t求牛奶吸收的热量。给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能；由图乙可知，牛奶升高的温度：t=40-2 0 c=20,则牛奶吸收的热量：Q=cmAt=4.2X103J/(kg)XO.25kgX20=2.IXIOjo9.太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中，属于不可再生能源的是。太阳能热水器内装有100kg水，水温从20升高到70c 水=4.2Xl()3j/(kg)所吸收的热量是 Jo【答案】天然气；2.IX 101【解析】(1)在太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中，天然气是在短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源；而太阳能、水能、地热能、风能、潮汐能是能源源不断的从自然界得到的能源，属于可再生能源。(2)水吸收的热量：Q=cmAt=4.2X103J/(kg)X I00kgX(70-20)=2.1X1O7J.,10.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图象可以得出：(选 填“甲”或“乙”)物质为水，另 一 种 液 体 的 比 热 容 为，这种液体在015min内 放 出 的 热 量 为。【答案】甲；2.IXIO3J/(kg-)；4.2X1OJ【解析】(1)时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式Q c m a t可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小；所以，甲液体的比热容大，所以若A、B两种液体中，一种液体是水，则这种液体一定是甲液体，由图可知：液体的初温是60,放 热 15分钟后甲液体的末温是40,则水放出的热量：QK=c*m*(t 水-to)=4.2X103J/(kg)XmX(60-40),(2)由题知，而水和液体的质量相同，即 m木=mz.c*m*At=c z.m(60-20)=4.2X10：iJ/(kg)XmX(60-4 0)解得 c 乙=2.IX 10,J/(kg-).(3)读图可得，乙在15min内由60降低到20,降低的温度是60-20=40,所以乙放出的热量 Q Q c m Z t=2.1 X 1 0)/(k g*)X O.5 k g X 4 0=4.2 X 1 04J 1 1 .质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5 时，升高的温度之比为6：5,则甲、乙 的 比 热 容 之 比 为。【答案】7：4。【解析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比，利用吸热公式求甲乙两物体的比热容关系。由题知，m ,：m 乙=2：3,A t q i：A t i=6：5,Q”，：Q 乙=7：5,因为 Q c n X t,Q甲 c甲m甲1:甲 c甲X2X6 7所以Q乙c乙m乙乙c乙X3X5 5解得：。甲-7 4-I:4 0C乙41 2 .把 1 k g 的水从6 0 开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图，由图像可知，水的沸点是。C;水 从 7 0 加热至9 0 需要吸收的热量是J;水沸腾时，水面上方的气压一个标准大气压（最后一空选填“大于”“小于”或“等 于 ）。C*=4.2 X 1 03J/（k g r）【答 案】9 8；8.4 X 1 0 ；小 于。【解 析】（1）根 据 液 体 沸 腾 的 特 点 找 到 沸 点：液 体 沸 腾 时 不 断 吸 收 热 量，温度保 持 不 变，这 个 不 变 的 温 度 是 液 体 的 沸 点。（2）知 道 水 的 质 量、水 的 比 热 容、水 的 初 温 和 末 温，利 用吸热公式Q =c m Z X t 求水 吸 收 的 热 量；（3）1 标 准 大 气 压 下 水 的 沸 点 是 1 0 0 .沸 点 跟 气 压 有 关，气 压 越 高，沸 点 越 高。由 图 可 知，水 沸 腾 时，不 断 吸 收 热 量，保 持 9 8 不 变，所 以 9 8 是 水 的 沸 点。水吸收的热量:Q =c m A t=4.2 X 1 03J/(k g )X I k g X (9 0-7 0 )=8.4 X 1 0 j;1标 准 大 气 压 下 水 的 沸 点 是 1 0 0 .沸 点 跟 气 压 有 关，气 压 越 高，沸 点 越 高。实验 中 水 的 沸 点 是 98C,所 以 实 验 时 气 压 小 于 1标 准 大 气 压。三、实验探究题1 3.小 明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲)，以探究水和煤油的吸热能力。(2)加 热 l Om i n,水吸收的热量_(填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量；(3)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙)，由图象可知，水 的 沸 点 是 ,煤油的比热容是 J/(k g)c*=4.2 X 1 0;1J/(k g C)(4)若本实验共消耗酒精2 0 g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J.(q =3.0 X 1 07J/k g)【答案】(1)控制不同物质的质量相同；(2)等于；(3)9 8;2.l X 1 03J/(k g)；(4)6.0 X 1 0【解析】(1)本实验需要用到天平这一测量工具，目的是：控制不同物质的质量相同；(2)加 热 l Om i n,水吸收的热量等于煤油吸收的热量；(3)水沸腾时保持不变的温度叫沸点，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙)，由图象可知，水的沸点是9 8,由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2 倍，即吸收的热量是煤油的2 倍，根据c=,在质量、升温相同的情况下，比热容与Q 成正比，故煤油的比热容是：in A t X4.2X10；,J/(kgC=2.IX IO J/(kg).2(4)若本实验共消耗酒精2 0 g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是：Q 族=mq=0.02kgX3.0X 10J/kg=6.OX 101Jo四、计算题14.质量为0.5kg的水，吸收了 8.4X1O J的热量后，温度升高到60,求水原来的温度是多少.【答案】20.【解析】知道水的质量、水的比热容、水的末温和水吸收的热量，利用吸热公式Q=cmZt的变形公式求水的原来的温度.由Q .ecm A t可得，水升高的温度：t=_ _ _ _ _ _ _ 8丝1 展 J_ _ _ _ _ _ _ _ M T C,的 4.2 X 1 03J/(k g D X 0.5 k g因为t=t-to.所以水原来的温度：to=t-At=60-40=20.15.当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8 C、100 L 水加热到38 C。请解答：在此过程中，水吸收了多少热量？水的比热容为4.2*10寸/(1),水的密度为1.0X10,kg/n?【答案】1.26X10,J【解析】本题考查密度公式和吸热公式的应用。由 P=m/v公式求出水的质量m,根据物体吸收热量公式Q r c m(t-而)求出结论。太阳能热水器中水的体积片100 L=100 dm3=0.1 m3,由 O=m/v可得，水的质量m=P Jl.0X103kg/m3X0.1 m=100 kg.在此过程中，水吸收的热量Q 方 cm(t -to)=4.2 X 1 0；J/(k g)X 1 0 0 k gX (3 8 -8 )=1.2 6 X 1 0。