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- 2021-11-11 发布
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搞定比热容 须明三重点
一、正确理解比热容的概念和特点
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,它反映了物质吸热和放热能力的物理量。任何物质都有自己的比热容,比热容大小只与物质种类和状态有关,与物体质量大小、温度变化大小、温度的高低、吸热或放热的多少都无关。不同物质的比热容一般不同,但也有特别情况,如冰和煤油,但它们比热容相同,都是2.1×103J/(kg•℃)。
例1 关于物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.冰化成水,比热容不变
B.吸收热量多的物质,比热容一定大
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D.无论质量多大,比热容都一样
解析 冰的比热容为2.1×103J/(kg•℃),而水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),可见冰化成水,比热容增大。比热容反映物体的吸、放热能力,它是物质的本质特性。它与物质种类和状态有关,与物体吸收的热量多少、温度高低及温度变化、物体的质量等都无关,故它不会随物质吸收的热量,质量和温度的改变而改变。
答案 D
二、会进行热量的相关计算和推理
求解此类问题的关键是熟练运用吸热或放热的一般计算公式Q=cm△t及其变形公式,公式适用于物态不发生变化时热量的相关计算。使用公式时,一定要注意单位的统一,一定要注意公式中的温度应是改变量而非初温和末温,故解题时应注意“升高”、“升高了”、“升高到”的具体含义(“升高”、“升高了”是指温度变化△t,“升高到”多少是指末温t)。计算水的升高温度时,一定要考虑末温状态下水是否已经沸腾,达到沸点。
例2 把质量为500g的水加热到80℃,吸收了4.2×104J的热量,水温升高了 ℃,水的初温是 ℃。〔(c水=4.2×103J/(kg·℃),气压为一个标准大气压〕
解析 由可得,
水的初温
答案 20 60
点评 水吸收热量与水的初温、末温均无关,只与水的温度变化量有关。这也说明了“热量”是一个过程量,而非状态量,所以,只能说“吸收”或“放出”了多少热量,而不能说具有、含有多少热量。
例3 木炭燃烧放出4.25×106J的热量,若这些热量全部被质量为10 kg、初温为20℃的水吸收,可使水的温度升高多少℃?〔(c水=4.2×103J/(kg·℃),气压为一个标准大气压〕
2
解析 由可得,。
在一个标准大气压下,水的沸点是100℃,所以初温为20℃的水,吸热后升高的温度最多只能是100℃,即水的温度最多只能升高80℃。
答案 80
例4 初温相同的甲、乙两铁块,甲的质量是乙的3倍,使它们吸收相同的热量后立即接触,则( )
A.热量从甲传到乙 B.热量从乙传到甲
C.甲、乙之间无热传递发生 D.温度由乙传到甲
解析 既然甲、乙两铁块吸热Q吸相同、比热容c相同,根据公式Q吸=cm△t易知△t与m成反比,而甲的质量是乙的3倍,故有△t甲<△t乙。又根据t=t0+△t和两铁块初温相同可知t甲<t乙,热量从乙传到甲。
答案 B
说明:求解此类题一般分两步:①根据吸热或放热热量的计算公式Q=cm△t推知△t 的大小;②用t=t0±△t判断末温t的大小。
三、注重比热容的应用
在自然界常见物质中,水的比热容最大。水的比热容大的特点在生产、生活中主要应用体现在以下两个方面:①一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸热(或放热)很多,有利于用水作为冷却剂或取暖;②一定质量的水吸热(或放热)很多而自身温度变化不大,有利于调节气候。
例5 无论是白天还是夜晚,人们漫步在海滨,会感到习习海风迎面吹拂,十分畅快。这样的风非常柔和,通常情况下,它白天从海上吹向陆地,夜晚从陆地吹向海上,气象上把这种风称为“海陆风”。请你运用学过的物理知识说明海陆风形成的原因。
解析 海陆风的形成,是由于陆地和海水的比热容不同造成的,由于海水的比热容大,接受太阳辐射能后,表面升温慢;陆地沙石的比热容小,升温比较快。于是,白天由于陆地气温高、空气上升快而形成海面吹向陆地的海风;夜晚正好相反,海水降温慢,海面气温较高,空气上升而形成陆地吹向海面的陆风。
答案 参见解析。
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