第3節(jié) 比熱容
知識(shí)點(diǎn)1 比熱容
1．水是人類資源的瑰寶，我們要節(jié)約用水。下列利用了水的比熱容較大的性質(zhì)的是（ ）
A．冬天，利用熱水流過(guò)暖氣來(lái)取暖
B．冬天在菜窖里放幾桶水，可防止菜被凍壞
C．夏天，向地面灑些水可降低室溫
D．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，利用水循環(huán)冷卻降溫
2．“走進(jìn)廚房，掌握一些烹飪技術(shù)”是新時(shí)代對(duì)中學(xué)生的核心素養(yǎng)要求之一。其實(shí)廚房中也有很多的物理知識(shí)，以下對(duì)廚房中的物理知識(shí)，表述錯(cuò)誤的是（ ）
A．燒水時(shí)從鍋內(nèi)“冒出的白氣”是鍋內(nèi)的水汽化成的水蒸氣
B．油比水升溫更快是因?yàn)樗谋葻崛菪?br>C．炒菜比腌菜時(shí)咸得更快說(shuō)明溫度越高分子運(yùn)動(dòng)劇烈
D．水沸騰后，開大火力也不能使水溫升高
3．下表是一些物質(zhì)的比熱容[單位J/(kg·℃)]，根據(jù)表中數(shù)據(jù)和生活現(xiàn)象，下列判斷中正確的是（ ）
A．不同種類的物質(zhì)，比熱容一定不同
B．比熱容與物質(zhì)物質(zhì)的狀態(tài)無(wú)關(guān)
C．質(zhì)量相同、初溫相同的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊的末溫更低
D．沿海地區(qū)晝夜溫差小，是因?yàn)樗谋葻崛葺^大
4．質(zhì)量相同，溫度相同的鋁塊甲和鐵塊乙（），將它們分別加熱，吸收相同的熱量后接觸，此時(shí)（ ）
A．溫度從甲傳向乙
B．熱量從甲傳向乙
C．熱量從乙傳向甲
D．甲、乙間不發(fā)生熱傳遞
5．如圖所示為濟(jì)南和青島兩市2022年全年平均氣溫的變化。由圖可知：濟(jì)南全年的平均氣溫和青島相差不大，但濟(jì)南的平均高溫要明顯高于青島，而平均低溫要比青島低。從物理學(xué)的角度看，這主要是因?yàn)椋? ）

A．海水的密度比砂石的密度大
B．海水的內(nèi)能比砂石的內(nèi)能大
C．海水的比熱容比砂石的比熱容大
D．海水的溫度比砂石的溫度高
6．暑假期間，小宇一家去海邊游玩。小宇發(fā)現(xiàn)烈日下海灘上的沙子熱得燙腳，而海水卻很清涼；傍晚，沙子涼了，海水卻依然溫暖。這主要是因?yàn)椋? ）
A．沙子吸收的熱量較多
B．海水吸收的熱量較少
C．沙子的比熱容較大
D．海水的比熱容較大
知識(shí)點(diǎn)2. 熱量的計(jì)算
7．冬天所用“暖手寶”中水的體積為500mL（1mL=1×10-6m3），則暖手寶中水的質(zhì)量為 kg。在暖手的過(guò)程中，“暖手寶”的溫度降低了30℃，則“暖手寶”釋放出的熱量為 J。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，水的比熱容c=4.2×103J/（kg·℃）。
8．為了比較物質(zhì)的比熱容，通常有兩種方案：
方案一：取相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，吸收相等的熱量，比較溫度的變化量；
方案二：取相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，比較吸收的熱量；
（1）為便于開展實(shí)驗(yàn)探究，小明使用規(guī)格完全相同的電加熱器分別給質(zhì)量相同的水和食用油加熱，如圖所示，此時(shí)可以認(rèn)為液體每秒吸收的熱量完全相同，因此本實(shí)驗(yàn)中用 反映液體吸收熱量的多少；

（2）下表是小明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析表中信息，小明采用的是方案 （選填“一”或“二”）；
（3）請(qǐng)你分析表中數(shù)據(jù)，判斷甲、乙兩種液體比熱容較大的是液體 。
9．在“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”的實(shí)驗(yàn)中，用兩燒杯分別裝有質(zhì)量相等的水和煤油，用甲、乙兩個(gè)電加熱器給它們加熱，并畫出了它們的溫度隨時(shí)間變化的圖像；

（1）實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)電加熱器的功率要相同，這樣可以用 來(lái)比較吸熱的多少；
（2）由圖像可知：若要使這兩種物質(zhì)升高相同的溫度， 吸收的熱量更多一些， 物質(zhì)的比熱容更??；（填“a”或“b”）
（3）由圖像可知，水的溫度隨時(shí)間變化的圖像是 （填“a”或“b”），煤油的比熱容為 J/（kg?℃）；[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]
（4）從圖中可以看出，煤油看起來(lái)比水要“多”一些，這是因?yàn)槊河偷? 小。
10．水的比熱容是，用的水把2千克的水從加熱到，若不計(jì)熱量損失，需要的開水多少kg?
11．完全燃燒150g焦炭所放出的熱量有70%被質(zhì)量為10kg的水吸收。求：
（1）水吸收的熱量是多少？（，）
（2）若水的初始溫度是15℃，則吸收了這些熱量后，水的溫度將升高到多少？
12．正午，小明對(duì)水面獲取太陽(yáng)的能量情況進(jìn)行研究，他將裝有400g水的盤子放在室外平臺(tái)上，經(jīng)陽(yáng)光照射10min，水溫升高了2.5℃，不計(jì)水的蒸發(fā)（水的比熱容是4.2×103J/(kg﹒℃)）。
（1）該過(guò)程水吸收的熱量是多少？
（2）若照射到盤中水面上太陽(yáng)能的功率為25W，水獲取太陽(yáng)能的效率是多大？

13．秋季，景德鎮(zhèn)地區(qū)晴天時(shí)太陽(yáng)每平方米的平均輻射功率約為，一天接收太陽(yáng)輻射的時(shí)間以7h計(jì)算。
（1）晴朗的秋季，景德鎮(zhèn)地區(qū)每平方米一天能接收到的太陽(yáng)能約為多少？
（2）某太陽(yáng)能熱水器的集熱面積為，水箱容積為200L，不計(jì)能量損失，該熱水器裝滿水后，在晴朗的秋天，一天可使水箱內(nèi)20℃的水溫度升高到多少攝氏度？
14．有一根燒紅的鐵釘，溫度是820℃，質(zhì)量是2×10﹣3kg，將它投入到某種液體中，該液體的初溫是10℃，質(zhì)量是36.8g，鐵和液體的溫度達(dá)到20℃后不再變化。不考慮周圍環(huán)境的影響和熱損失，鐵的比熱容為0.46×103J/（kg?℃）。計(jì)算：
（1）鐵釘放出的熱量；
（2）該液體的比熱容？
15．中國(guó)茶文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。如圖所示是一款煮茶器，正常工作時(shí)加熱功率為1000W。煮茶器中裝有0.5kg初溫為20℃的水，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用這個(gè)款茶器在正常工作下將水剛好加熱到沸騰，不計(jì)熱量損失（C水=4.2×103J/（kg·℃）），求：
（1）水吸收的熱量；
（2）煮茶器加熱的時(shí)間。

16．天然氣是生活中常用的一種能源。小明家用天然氣將5kg的水從10℃加熱到50℃。假設(shè)天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收（已知：水的比熱容為，天然氣的熱值為4.2×107J/m3）。試求：
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）加熱這些水需要天然氣的體積是多少？
水
4.2×103
鋁
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
鐵、鋼
0.46×103
砂石
約0.92×103
銅
0.39×103
液體名稱
液體質(zhì)量m/g
液體初溫
液體末溫
加熱時(shí)間t/min
液體吸熱情況“多”或“少”
甲
10
30
40
6
多
乙
10
30
40
3
少
參考答案：
1．AD
【詳解】A．因?yàn)樗谋葻崛荽?，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，降低相同的溫度時(shí)，水放出的熱量多，所以讓流動(dòng)的熱水流過(guò)暖氣來(lái)取暖，故A符合題意；
B．冬天在菜窖里放幾桶水，可防止菜被凍壞，利用的是水凝固放熱，與比熱容無(wú)關(guān)，故B不符合題意；
C．夏天，向地面灑些水可降低室溫，利用的是水汽化吸熱，與比熱容無(wú)關(guān)，故C不符合題意；
D．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用水循環(huán)冷卻是利用了水的比熱容大的特性，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用循環(huán)水冷卻，故D符合題意。
故選AD。
2．A
【詳解】A．白氣是汽化后的水蒸氣遇冷液化成的小水滴，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B．油比水的比熱容小，吸熱能力更弱，所以質(zhì)量相同的油與水相比，吸收相同的熱量，油溫度升高的快，故B正確，不符合題意；
C．炒菜比腌菜咸的快，是因?yàn)槌床藭r(shí)溫度高，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，溫度越高擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯，故C正確，不符合題意；
D．水沸騰后，吸熱但溫度不變，開大火力也不能使水溫升高，故D正確，不符合題意。
故選A。
3．D
【詳解】A．煤油和冰是不同的物質(zhì)，但它們的比熱容是相同的，故A錯(cuò)誤；
B．物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，如水和冰的比熱容不同，故B錯(cuò)誤；
C．由
知，質(zhì)量相同、初溫相同的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅的比熱容小，銅塊的末溫更高；
D．沿海地區(qū)水多，內(nèi)陸地區(qū)水少、沙石多，因?yàn)樗谋葻崛葺^大，由
可知，白天，相同質(zhì)量的水和沙石比較，吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得沿海地區(qū)晝夜的溫差小，故D正確。
故選D。
4．C
【詳解】由公式
可知，，鐵塊和鋁塊的質(zhì)量以及吸收的熱量相同，鐵的比熱容小于鋁的比熱容，所以鐵塊的溫度升高值大于鋁的溫度升高值，由于初溫相同，所以鐵的末溫大于鋁的末溫，熱傳遞是從高溫物體傳向低溫物體，所以熱量會(huì)從鐵塊傳給鋁塊。
故選C。
5．C
【詳解】由于青島是沿海城市，濟(jì)南是內(nèi)陸城市，海水的比熱容比砂石的比熱容大，相同質(zhì)量的海水和砂石，吸收或放出相同的熱量時(shí)，海水的溫度比砂石的溫度變化少，所以青島的溫差比濟(jì)南的溫差小，與密度、內(nèi)能、溫度都無(wú)關(guān)，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
6．D
【詳解】水的比熱容比沙子的比熱容大，同樣受熱或冷卻的情況下，吸收或放出相同熱量，水的溫度變化比沙小，因此，在受太陽(yáng)照射條件相同時(shí)，海水比沙灘的溫度低，放出相同熱量時(shí)，海水比沙灘的溫度高，故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
7． 0.5 6.3×104
【詳解】[1]水的質(zhì)量為
[2]“暖手寶”釋放出的熱量為
8． 加熱時(shí)間 二 甲
【詳解】（1）[1]液體吸收熱量沒(méi)辦法直接測(cè)量出來(lái)，選擇用相同的加熱器加熱，用加熱時(shí)間反映液體吸收熱量的多少。
（2）[2] 小明的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，液體的質(zhì)量相等，升高的溫度相同，故小明采用的是方案二。
（3）[3]甲乙兩種液體的質(zhì)量相等，升高的溫度相同，但甲吸收熱量的時(shí)間長(zhǎng)，也就是甲吸收的熱量多，由
得甲的比熱容大。
9． 加熱時(shí)間 a b a 2.1×103 密度
【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)電加熱器的功率要相同，由轉(zhuǎn)換法知，這樣可以用加熱時(shí)間來(lái)比較吸熱的多少。
（2）[2][3]由圖像可知，質(zhì)量相等、都升高20℃，a加熱時(shí)間長(zhǎng)，a吸收的熱量更多一些，根據(jù)，故a的比熱容大，b物質(zhì)的比熱容更小。
（3）[4]因水的比熱容大，由知，吸收相同熱量，水升溫低。由圖像可知，水的溫度隨時(shí)間變化的圖像是a。
[5]因升高20℃，煤油加熱時(shí)間為3分鐘，水加熱6分鐘，煤油吸熱是水的二分之一，根據(jù)可知，在質(zhì)量和升高的溫度相同的情況下，吸熱與比熱容成正比，若水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），則煤油的比熱容為
（4）[6]從圖中可以看出，煤油看起來(lái)比水要“多”一些，已知水和煤油質(zhì)量相同，根據(jù)密度變形公式可，因?yàn)槊河偷拿芏刃?，故煤油的體積大一些。
10．3.3kg
【詳解】解：2千克的水從加熱到需要吸收的熱量為
若不計(jì)熱量損失，的水降溫到放出的熱量等于水吸收的熱量，則的水的質(zhì)量為
答：需要的開水約3.3kg。
11．（1）；（2）90℃
【詳解】解：（1）水吸收的熱量
（2）水的初始溫度是15℃，根據(jù)可得，水的溫度將升高到
答：（1）水吸收的熱量是；
（2）若水的初始溫度是15℃，則吸收了這些熱量后，水的溫度將升高到90℃。
12．（1）4.2×103J；（2）28%
【詳解】解：（1）由Q=cmΔt可得，該過(guò)程水吸收的熱量為
（2）由W=Pt可得，照射到水面上的太陽(yáng)能為
故水獲取太陽(yáng)能的效率為
答：（1）該過(guò)程水吸收的熱量是4.2×103J；
（2）水獲取太陽(yáng)能的效率是28%。
13．（1）1.05×107J；（2）45℃
【詳解】解：（1）景德鎮(zhèn)地區(qū)每平方米一天能接收到的太陽(yáng)能約為
（2）一天內(nèi)水吸收的熱量為
水的質(zhì)量為
一天可使水箱內(nèi)的水升高的溫度
水的末溫為
答：（1）晴朗的秋季，景德鎮(zhèn)地區(qū)每平方米一天能接收到的太陽(yáng)能約為；
（2）不計(jì)能量損失，該熱水器裝滿水后，在晴朗的秋天，一天可使水箱內(nèi)的水溫度升高到。
14．（1）736J；（2）2×103J/（kg?℃）
【詳解】解：（1）鐵釘放出的熱量為
（2）由題意知
由液得，該液體的比熱容為
答：（1）鐵釘放出的熱量是736J；
（2）該液體的比熱容是2×103J/（kg?℃）。
15．（1）1.68×105J；（2）168s
【詳解】解：（1）一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，水吸收的熱量
（2）不計(jì)熱量損失，煮茶器消耗的電能
由可知，煮茶器加熱的時(shí)間
答：（1）水吸收的熱量為1.68×105J；（2）煮茶器加熱的時(shí)間為168s。
16．（1）8.4×105 J；（2）0.02 m3
【詳解】解：（1）水吸收的熱量
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量
Q放＝Q吸＝8.4×105J
由Q放＝Vq可知加熱這些水所需天然氣的體積為
答：（1）水吸收的熱量是；
（2）加熱這些水需要天然氣的體積是0.02m3。

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