13.2科學探究：物質(zhì)的比熱容
【知識梳理】
探究物質(zhì)吸熱規(guī)律實驗
1.實驗思路：
①加熱相同質(zhì)量的水和煤油，加熱相同時間（使它們吸收相同的熱量），比較升高的溫度；
②加熱相同質(zhì)量的水和煤油，使它們升高相同的溫度，比較加熱所用的時間（比較吸收的熱量）。
2.實驗方法
①控制變量法：液體質(zhì)量、初溫和加熱器規(guī)格都完全相同。
加熱器規(guī)格相同 相同時間放出的熱量相同 相同時間內(nèi)兩種物質(zhì)吸收的熱量相同。
②轉(zhuǎn)換法：加熱相同時間，升高的溫度越多，吸熱能力越弱；
升高相同的溫度，加熱時間越長，吸熱能力越強。
3.實驗結(jié)論：水的吸熱能力比煤油吸熱能力強。
二、比熱容基本概念
1．定義：一定質(zhì)量的一物質(zhì)，在溫度升高（或降低）時，所吸收（或放出）的熱量與該物質(zhì)的質(zhì)量和升高（或降低）的溫度乘積之比，稱做這種物質(zhì)的比熱容(比熱)，用符號c表示。其單位是焦耳每千克每攝氏度[J /(kg·℃)]。
2．對比熱容的理解
（1）實質(zhì)：表示吸熱（放熱）本領(lǐng)的強弱
比熱容越大，吸熱（放熱）本領(lǐng)越強，自身溫度變化越小
比熱容越小，吸熱（放熱）本領(lǐng)越弱，自身溫度變化越大
（2）比熱容只取決于物質(zhì)本身，它反映了物質(zhì)吸熱（放熱）的本領(lǐng)，與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度、吸收（放出）的熱量無關(guān)。它只與物質(zhì)的種類，狀態(tài)有關(guān)。
3.公式
c=Qm?t 單位J/(kg·℃) 讀作：焦每千克攝氏度
（其中?表示“變化量”，?t表示過程中溫度的變化量）
三、比熱容的計算
（1）簡單計算
在平時的計算中，物質(zhì)的比熱容一般是已知量，要求我們通過物質(zhì)的比熱容去求吸收（放出）的熱量、升高（降低）的溫度、初溫（末溫）或者物質(zhì)的質(zhì)量。
公式變形如下：
吸熱時Q吸=cm?t （?t=t末?t0）
放熱時Q放=cm?t （?t=t0?t末）
?t=Qcm 根據(jù)?t可求初溫或者末溫。
m=Qc?t 求質(zhì)量
四、比熱容知識的應用
1.水的比熱容大：并不是所有物質(zhì)中水的比熱容是最大的，而是在我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|到的物質(zhì)中水的比熱容大。利用水的這一特性，通常用它來作冷卻劑，培育水稻。
2.海陸風
由于海面與陸地比熱容不同，白天在相同光照情況下陸地溫度高，海面溫度低，陸地熱空氣上升，海風由大海吹向陸地；夜晚散熱時海面溫度降低較少，陸地溫度降低較多，海面溫度高，熱空氣上升，風由陸地吹向海面。
3.沙漠地區(qū)溫差大
沙漠地區(qū)比熱容小，白天有陽光照射溫度高，夜晚散熱溫度低。
（早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜）
【易錯點】
根據(jù)?t=Qcm 可求初溫或者末溫。在求液體溫度時要注意液體是否達到沸點，例如水在標準大氣壓下的沸點是100℃。
【規(guī)律總結(jié)】
（1）由熱量的計算公式可知，物體溫度改變時吸收或放出的熱量只由物質(zhì)的比熱容、物體的質(zhì)量和物體溫度的變化量這三個因素決定，而與物體的初溫、末溫的高低無關(guān)。
（2）應用熱量公式時，對有關(guān)溫度的文字敘述應特別謹慎，不可亂用?！吧摺薄吧吡恕焙汀敖档汀薄敖档土恕本傅氖菧囟鹊母淖兞浚欢吧叩健焙汀敖档偷健眲t指的是物體的末溫。
（3）雖然我們可以用來計算物質(zhì)的比熱容，但這僅是一個比值關(guān)系，并不代表比熱容是由熱量、質(zhì)量和變化的溫度來決定。比熱容的大小與物體的質(zhì)量的大小、溫度高低、吸收或放出熱量的多少沒有關(guān)系。不同物質(zhì)的比熱容一般不同。比熱容是由物質(zhì)的種類及狀態(tài)決定的。
【典例分析】
（2021·廣西玉林·）若質(zhì)量為2kg的某種物質(zhì)溫度從20℃升高到40℃時，吸收的熱量是1.84×104J，則該物質(zhì)的比熱容為 ___________J/(kg?℃)；比熱容是物質(zhì)自身的性質(zhì)，與質(zhì)量、吸收或放出的熱量均 ___________（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。
【思路小結(jié)】
解答比熱容類計算題，要仔細分析題目中已知了哪些物理量，要求什么物理量，然后選擇合適的公式求解，在計算過程中特別要注意質(zhì)量單位。
【真題操練】
1．（2021 武漢市九年級開學考試）在生產(chǎn)和生活中，常見“水的比熱容大”這一特性的應用情景，以下事例中與這一特性無關(guān)的是（ ）
A．沿海地區(qū)的氣溫比內(nèi)陸變化小B．調(diào)節(jié)生物體內(nèi)的溫度
C．炎熱的夏天灑水水降溫D．汽車發(fā)動機用水作冷卻液
2．（2020 河北保定市九年級期末）有兩個質(zhì)量不同的物體，吸收相等的熱量后，升高相同的溫度，則（ ）
A．質(zhì)量大的物體其比熱容一定大B．質(zhì)量大的物體其比熱容可能小
C．質(zhì)量小的物體其比熱容一定小D．質(zhì)量小的物體其比熱容一定大
3．（2018 廣西桂林）經(jīng)常下廚的小關(guān)發(fā)現(xiàn)，同時用相同的煤和燃氣灶加熱質(zhì)量相等、初溫相同的水和食用油，油的溫度總是升高得快些．這是因為
A．水的比熱容小，吸熱后溫度升高得慢
B．油的比熱容小，吸熱后溫度升高得快
C．在相同的時間內(nèi)，水吸收的熱量較多
D．在相同的時間內(nèi)，油吸收的熱量較多
4．（2021 湖南常德）如圖所示，是根據(jù)“探究不同物質(zhì)吸熱能力”實驗數(shù)據(jù)繪制的a、b物質(zhì)的溫度﹣時間圖像，實驗中兩種物質(zhì)的質(zhì)量相同，初溫度相同，選用的加熱器相同，由圖像可知（ ）
A．加熱相同時間，a物質(zhì)吸收熱量多，比熱容小
B．加熱時間相同，a物質(zhì)的末溫度高，比熱容大
C．吸收熱量相同，b物質(zhì)溫度升高慢，比熱容小
D．吸收熱量相同，b物質(zhì)的末溫度低，比熱容大
5．（2021 徐州市九年級月考）把一杯煤油倒掉一半，則剩下的煤油（ ）
A．比熱容、質(zhì)量不變；密度變小
B．比熱容、密度變大；質(zhì)量減小
C．比熱容、密度、質(zhì)量都不變
D．比熱容、密度不變；質(zhì)量變小
6．（2020 湖南郴州）質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體吸收相同的熱量后，甲升高的溫度高于乙升高的溫度。由此可知（ ）
A．甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容
B．降低相同的溫度，質(zhì)量相等的甲液體放出的熱量比乙液體放出的熱量多
C．甲、乙兩種液體相比較，乙液體更適合作冷卻劑
D．甲物質(zhì)的熔點高于乙物質(zhì)的熔點
7．（2020 江西省八年級月考）由Q＝cm(t－t0)得c＝，關(guān)于同一種物質(zhì)的比熱容，下列說法正確的是（ ）
A．若質(zhì)量增大一倍，則比熱容減小一半
B．若質(zhì)量增大一倍，則比熱容增大一倍
C．若吸收的熱量增大一倍，比熱容增大一倍
D．比熱容與物體質(zhì)量多少、溫度變化大小、吸熱或放熱的多少都無關(guān)
8．表中是一些物質(zhì)的比熱容。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是（ ）
A．物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的種類無關(guān)
B．水的比熱容是水的比熱容的兩倍
C．質(zhì)量相等的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊溫度變化較大
D．一般情況下，我們把的水加熱至沸騰，水需要吸收約的能量
9．（2020 安徽淮北九年級月考）已知水和煤油的質(zhì)量之比是5：4，比熱容之比是2：1，若它們吸收相等的熱量，水的溫度升高了20℃，則煤油的溫度會升高（ ）
A．68℃B．50℃C．40℃D．32℃
10．（2020 北京）依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，下列說法正確的是（ ）
A．一杯水倒出一半，杯內(nèi)剩余水的比熱容變小
B．水和砂石放出相等熱量，水的溫度降低得較多
C．水的比熱容表示水的溫度升高1°C吸收的熱量是4.2×103J
D．質(zhì)量相等的水和煤油，吸收相等熱量，煤油溫度升高得較多
11．（2021 安徽合肥九年級月考）如圖，2020年5月16日11時53分，停在月球表面上玉兔2號月球車結(jié)束了寒冷且漫長的月夜休眠，受光照自主喚醒，迎來了著陸月球背面的第500個地球日。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)月球表面晝夜溫差達300多攝氏度，說明月面土壤的比熱容______（選填“較大”、“較小”或“不確定”）。
12．（2020 四川省漢源縣九年級月考）將質(zhì)量初溫相同的鋁、銅、鐵三個球，浸沒在沸水中煮較長的一段時間，則三個球的溫度_____。從沸水中吸熱最多的是______球，吸熱最少的是______球。（已知c鋁>c鐵>c銅）
13．（2020 東臺市九年級月考）“汽車不但要吃油，也要喝水”。用水冷卻汽車發(fā)動機是因為水的_________大。發(fā)動機工作一段時間后，水箱中水溫升高，這是利用__________的方式改變了水的內(nèi)能。若水箱中有5kg的水，溫度升高了10℃，吸收的熱量為_______J。（c水＝4.2×103J/（kg·℃）
14．（2021 全國）比熱容的應用： （1）比熱容是物質(zhì)的一種特性，各種物質(zhì)都有自己的比熱容。
（2）從比熱表中還可以看出，各物質(zhì)中，水的比熱容最大。這就意味著，在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。水的這個特征對氣候的影響，很大。在受太陽照射條件相同時，白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)溫度升高的______，夜晚沿海地區(qū)溫度降低也_____。所以一天之中，沿海地區(qū)溫度變化_____，內(nèi)陸地區(qū)溫度變化____。在一年之中，夏季內(nèi)陸比沿海____，冬季內(nèi)陸比沿海____。
（3）水比熱容大的特點，在生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常利用。如汽車發(fā)動機、發(fā)電機等機器，在工作時要發(fā)熱，通常要用循環(huán)流動的_____來冷卻。冬季也常用______取暖。
15．（2018·重慶南開中學九年級期中）小喬用質(zhì)量相等、初溫相同的水和某未知液體[c液c鐵>c銅）
【答案】相同 鋁 銅
【解析】
達到熱平衡時物體的溫度相同，煮較長的一段時間后三個球的溫度相同。三個球的質(zhì)量和初溫相等，末溫相等，所以升高的溫度Δt相等，因為c鋁>c鐵>c銅，根據(jù)熱量公式Q=cmΔt可知，鋁球吸收的熱量最多，銅球吸收的熱量最少。
13．（2020 東臺市九年級月考）“汽車不但要吃油，也要喝水”。用水冷卻汽車發(fā)動機是因為水的_________大。發(fā)動機工作一段時間后，水箱中水溫升高，這是利用__________的方式改變了水的內(nèi)能。若水箱中有5kg的水，溫度升高了10℃，吸收的熱量為_______J。（c水＝4.2×103J/（kg·℃）
【答案】比熱容 熱傳遞 2.1×105
【解析】
[1]水冷卻汽車發(fā)動機是因為水的比熱容大，吸熱能力強。[2]發(fā)動機工作一段時間后，發(fā)動機將熱量傳遞給水箱，使水箱中水溫升高，內(nèi)能增加，這種增加內(nèi)能的方式叫熱傳遞。[3]水箱中水吸收的熱量為Q=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×5kg×10℃=2.1×105J
14．（2021 全國）比熱容的應用： （1）比熱容是物質(zhì)的一種特性，各種物質(zhì)都有自己的比熱容。
（2）從比熱表中還可以看出，各物質(zhì)中，水的比熱容最大。這就意味著，在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。水的這個特征對氣候的影響，很大。在受太陽照射條件相同時，白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)溫度升高的______，夜晚沿海地區(qū)溫度降低也_____。所以一天之中，沿海地區(qū)溫度變化_____，內(nèi)陸地區(qū)溫度變化____。在一年之中，夏季內(nèi)陸比沿海____，冬季內(nèi)陸比沿海____。
（3）水比熱容大的特點，在生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常利用。如汽車發(fā)動機、發(fā)電機等機器，在工作時要發(fā)熱，通常要用循環(huán)流動的_____來冷卻。冬季也常用______取暖。
【答案】慢 慢 小 大 炎熱 寒冷 水 水
15．（2018·重慶南開中學九年級期中）小喬用質(zhì)量相等、初溫相同的水和某未知液體[c液

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第二節(jié) 科學探究：物質(zhì)的比熱容

版本： 滬科版（2024）

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