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Page10第3節(jié)比熱容一、選擇題1.下列實例中與“水的比熱容較大”這一特性無關(guān)的是()A.夏天在房間內(nèi)酒水降溫B.用循環(huán)水冷卻汽車發(fā)動機C.讓熱水流過散熱器供暖D.沿海地區(qū)晝夜溫差較小【答案】A【解析】A、夏天在房間內(nèi)酒水降溫,利用水蒸發(fā)吸熱來達到降溫的目的,不是利用水的比熱容大的特性,符合題意,故A正確;B、因為水的比熱容較大,上升相同的溫度,水汲取的熱量多,所以用水來冷卻汽車發(fā)動機,不符合題意,故B錯誤;C、因為水的比熱容較大,降低相同的溫度,水放出的熱量多,所以冬天暖氣設(shè)備用水供暖,不符合題意,故C錯誤;D、因為水的比熱容較大,白天,水汲取熱量,溫度上升的少;夜晚水放出熱量,溫度降低的少,使得海邊晝夜溫差較小,不符合題意,故D錯誤。2.一瓶酒精用去三分之二,則剩余酒精的密度、比熱容A.密度、比熱容減小為三分之一B.兩個量都不變C.兩個量都變?yōu)樵瓉淼娜种籇.密度不變、比熱容變?yōu)樵瓉淼娜种弧敬鸢浮緽【解析】密度、比熱都是物質(zhì)的一種特性,它們的大小與物體的質(zhì)量和體積均無關(guān)系,所以選項ACD錯誤,B正確。對于同一物態(tài)的某種物質(zhì),依據(jù)得知()A.比熱跟熱量成正比B.比熱跟質(zhì)量成反比C.比熱跟溫度變更成反比D.汲取或放出的熱量跟質(zhì)量與溫度變更的乘積之比是個恒量【答案】D【解析】A、B、C比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì),其值的大小只取決于物質(zhì)本身,與物體質(zhì)量大小、溫度變更的多少及物體汲取或放出熱量的多少無關(guān)。且每種物質(zhì)都有自己的比熱容,不同物質(zhì)的比熱容一般不同,同種物質(zhì)的比熱容在同一狀態(tài)下相同,不同狀態(tài)下可能不同,故選項A、B、C錯誤;D.單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度上升1℃或降低1℃汲取或放出的熱量,叫做這種物質(zhì)的比熱容,由定義可知,D正確。4.如表列出一些物質(zhì)的比熱容,依據(jù)表中數(shù)據(jù),下列推斷正確的是()物質(zhì)水煤油冰鋁銅比熱容J/(kg?℃)4.2×1032.1×1032.1×l030.88×1030.39×103A.不同物質(zhì)的比熱容肯定不同 B.物質(zhì)的物態(tài)發(fā)生變更,比熱容不變 C.質(zhì)量相等的鋁和銅上升相同的溫度,鋁汲取的熱量更多 D.質(zhì)量相等的水和煤油汲取相同的熱量,水上升的溫度更多【答案】C【解析】A、由表中數(shù)據(jù)可知,不同物質(zhì)的比熱容一般不同,但也有的物質(zhì)比熱容相同,如煤油和冰,故A錯誤;B、水和冰是水的兩種狀態(tài),分析表中數(shù)據(jù)可知,其比熱容是不同的,說明比熱容與物質(zhì)狀態(tài)有關(guān),物質(zhì)的物態(tài)發(fā)生變更,比熱容也會發(fā)生變更,故B錯誤;C、由表中數(shù)據(jù)可知,鋁的比熱容大于銅的比熱容;質(zhì)量相等的鋁和銅上升相同的溫度,因鋁的比熱容大,則依據(jù)Q=cm△t可知鋁汲取的熱量更多,故C正確;D、質(zhì)量相等的水和煤油汲取相同的熱量,因為水的比熱容大,所以依據(jù)Q=cm△t可知水上升的溫度少,故D錯誤。5.兩個質(zhì)量相同的不同物質(zhì),汲取相同的熱量,下列說法中正確的是()A.比熱容大的物質(zhì)上升溫度較小 B.比熱容小的物質(zhì)上升溫度較小 C.比熱容大的物質(zhì)上升溫度較大 D.上升溫度相同,與比熱容大小無關(guān)【答案】A【解析】比較物質(zhì)吸熱實力的2種方法:①使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)上升相同的溫度,比較汲取的熱量(即比較加熱時間),汲取熱量多的吸熱實力強②使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)汲取相同的熱量(即加熱相同的時間),比較溫度的變更,溫度變更小的吸熱實力強。依據(jù)Q=cm△t知,相同質(zhì)量的不同物質(zhì),汲取相同的熱量,比熱容大的溫度上升小,故A正確。冬天,觸摸操場上的健身器材,經(jīng)常覺得鐵質(zhì)器材比木質(zhì)器材冰涼。下列關(guān)于這一現(xiàn)象的說明正確的是()A.鐵質(zhì)器材比木質(zhì)器材的溫度低 B.不同的同學(xué)體質(zhì)不同,手的導(dǎo)熱快慢不同 C.鐵質(zhì)器材比木質(zhì)器材更簡單導(dǎo)熱 D.鐵質(zhì)器材比木質(zhì)器材的熱量少【答案】C【解析】解:冬天,室外的鐵質(zhì)器材與木質(zhì)器材的溫度是相同的,等于當(dāng)時的氣溫,由于鐵的傳熱實力比木材的傳熱實力強(鐵器是熱的良導(dǎo)體、木材是熱的不良導(dǎo)體),當(dāng)冬天觸摸室外的鐵器和木材,鐵器能較快的將手的熱傳走,而木材傳熱比較慢,所以使人會感到冷熱不一樣。二、填空題7.(2024·重慶A)如圖所示,重慶網(wǎng)紅“木桶魚”是在木桶里放入高溫的鵝卵石,再加入調(diào)制好的魚和湯,鵝卵石放熱使湯沸騰,則質(zhì)量為1kg的鵝卵石從300℃降到250℃放出的熱量是J;用鍋蓋緊密蓋住木桶,桶內(nèi)氣壓上升,則湯的沸點會(選填“上升”“降低”或“不變”)。[c鵝卵石=0.8×103J/(kg?℃)]【答案】4×104;上升【解析】知道鵝卵石的質(zhì)量、鵝卵石的比熱容、鵝卵石的初溫柔末溫,利用放熱公式Q放=cm△t求鵝卵石放出的熱量。液體的沸點隨氣壓的上升而上升。質(zhì)量為1kg的鵝卵石從300℃降到250℃放出的熱量:Q放=cm△t=0.8×103J/(kg?℃)×1kg×(300℃-250℃)=4×104J。用鍋蓋緊密蓋住木桶,桶內(nèi)氣壓上升,因為液體的沸點隨氣壓的上升而上升,所以湯的沸點會上升。8.利用水的比熱容較(選填“大”或“小”)的特性,汽車發(fā)動機冷卻通常選用水作冷卻液,1kg的水從20℃加熱到90℃汲取的熱量為J[c水=4.2×103J/(kg?℃)]【答案】大;2.94×105【解析】(1)水的比熱容大:相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較,汲取或放出相同的熱量,水的溫度上升或降低的少;上升或降低相同的溫度,水汲取或放出的熱量多;(2)知道水的質(zhì)量,知道水溫度的變更,依據(jù)熱量的計算公式Q吸=cm△t計算出水汲取的熱量;(1)因為水的比熱容較大,在質(zhì)量相同、上升的溫度相同時,水汲取的熱量多,所以汽車發(fā)動機冷卻通常選用水作冷卻液;(2)溫度從20℃上升到90℃,此過程中水汲取的熱量是Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(90℃-20℃)=2.94×105J。用一臺電取暖器給有50kg空氣的房間加熱。通電后取暖器的電熱元件溫度上升,是通過(填“做功”或“熱傳遞”)的方式使其內(nèi)能增加的;一段時間后室溫上升了5℃,則空氣汲取的熱量為J。設(shè)空氣的比熱容為1.0×103J/(kg?℃)【答案】做功;2.5×105【解析】通電后取暖器的電熱元件溫度上升,是通過電流做功的方式使其內(nèi)能增加的;空氣汲取的熱量:Q=cm△t=1.0×103J/(kg?℃)×50kg×5℃=2.5×105J。“卡路里”簡稱“卡”,是熱量的另一個單位,現(xiàn)在仍被廣泛運用在養(yǎng)分計量中?!翱ā笔沁@樣規(guī)定的:1卡等于在一標準大氣壓下,1g水溫度上升1℃汲取的熱量。那么1卡等于焦耳。[已知c水=4.2×103J/(kg?℃)]【答案】4.2【解析】由題知,1g的水溫度上升1℃所汲取的熱量為1卡,1g的水溫度上升1℃所汲取的熱量:Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.001kg×1℃=4.2J,所以1卡=4.2J。三、簡答題11.(2024·西寧)西寧市近幾年在多處建了濕地公園,局部空氣的濕度和溫度有了改善,為什么濕地能調(diào)整空氣濕度和空氣溫度?【答案】濕地含有水,水會不停的汽化(蒸發(fā)),變成水蒸氣,散在空氣中,所以可以提高空氣中水蒸氣的含量,調(diào)整空氣濕度;因為水的比熱容較大,白天,相同質(zhì)量的水和沙石比較,汲取相同的熱量,水的溫度上升的少;夜晚,放出相同的熱量,水的溫度降低的少,使得晝夜的溫差小,能有效調(diào)整四周環(huán)境的氣溫。四、試驗探究題12.某試驗小組猜想水汲取的熱量與水的質(zhì)量和上升的溫度有關(guān),在探究“水汲取的熱量與水的質(zhì)量是否有關(guān)”的試驗中,所用的試驗器材有托盤天平、秒表各一個,相同規(guī)格的電加熱器、溫度計、燒杯和鐵架臺各三個,足量的水。(1)請設(shè)計記錄試驗數(shù)據(jù)的表格,表中要有必要的信息涉及的物理量用字母表示即可。
(2)試驗臺上三個溫度計的示數(shù)均相等如圖所示,示數(shù)為______℃。(3)制訂好試驗安排后,小組內(nèi)同學(xué)按自己的預(yù)設(shè),運用相同的試驗器材先后試驗,進行試驗和收集證據(jù)后發(fā)覺:甲、乙兩位同學(xué)預(yù)設(shè)的水的質(zhì)量和上升的溫度都相同,只是甲同學(xué)試驗的水溫從30℃上升到40℃,乙同學(xué)試驗的水溫從40℃上升到50℃,但乙同學(xué)所用加熱時間總是比甲同學(xué)多。他們分析后認為,乙同學(xué)在加熱過程中,水散失的熱量比較多。請說出他們做出該分析的兩點理由:①______;②______?!敬鸢浮浚?)如下表所示;(2)26;(3)①乙同學(xué)試驗水的初溫高,末溫也高,與四周空氣的溫度溫度差大,向空氣中散失的熱量多;②水的表面積和水面的空氣流速相同時,水溫越高,水蒸發(fā)得越快,散失的熱量越多?!窘馕觥浚?)探討水汲取的熱量與水的質(zhì)量是否有關(guān),要限制初溫柔末溫及水的質(zhì)量相同,只變更水的質(zhì)量,比較汲取的熱量,即比較加熱時間,如下表所示:次數(shù)質(zhì)量加熱時間汲取熱量物質(zhì)種類初溫t0/°C末溫t/°C上升的溫度△t/°C1相同相同相同水2煤油3食用油(2)溫度計分度值為1°C,讀數(shù)為26°C;(3)①乙同學(xué)試驗水的初溫高,末溫也高,與四周空氣的溫度溫度差大,向空氣中散失的熱量多;②水的表面積和水面的空氣流速相同時,水溫越高,水蒸發(fā)得越快,散失的熱量越多。13.(2024·濟寧)探究物質(zhì)的吸熱實力,通常有兩種方案方案一:取相同質(zhì)量的兩種物質(zhì),汲取相等的熱量,比較溫度的變更。方案二:取相同質(zhì)量的兩種物質(zhì),上升相同的溫度,比較汲取的熱量(1)為便于開展試驗探究,熱源相同時,我們將方案中的“汲取的熱量”轉(zhuǎn)換為“加熱的時間”,通過加熱時間的長短可知汲取熱量的多少。試驗室溫度計就是應(yīng)用這種轉(zhuǎn)換思想測量溫度的:當(dāng)溫度上升或降低時,溫度計中的液體便膨脹或收縮,從溫度計中的變更便可知溫度的變更。(2)下表是小明探究甲、乙兩種液體的吸熱實力時記錄的試驗數(shù)據(jù)。液體名稱液體質(zhì)量m/g液體初溫t1/℃液體末溫t2/℃加熱時間t/min液體吸熱狀況“多”或“少”甲1030406多乙1030403少①分析表中信息,小明采納的是▲(選填“方案一”或“方案二”);②分析表中數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論▲③假如甲、乙兩種液體都可作為發(fā)動機冷卻液,從物質(zhì)吸熱實力角度考慮,應(yīng)選▲液體作發(fā)動機冷卻液【答案】(1)液體;(2)方案二;甲的吸熱實力強;甲【解析】(1)試驗室溫度計就是應(yīng)用這種轉(zhuǎn)換思想測量溫度的:當(dāng)溫度上升或降低時,溫度計中的液體便膨脹或收縮,從溫度計中液體的變更便可知溫度的變更;(2)分析表中信息,質(zhì)量相同,比較上升相同的溫度所用加熱時間,故小明采納的是方案二;分析表中數(shù)據(jù)知,取相同質(zhì)量的兩種物質(zhì),上升相同的溫度,甲汲取的熱量,可得出的結(jié)論是:甲的吸熱實力強;假如甲、乙兩種液體都可作為發(fā)動機冷卻液,從物質(zhì)吸熱實力角度考慮,因甲的比熱容大,依據(jù)Q=cm△t,相同質(zhì)量的甲乙兩種物質(zhì)上升相同的溫度,甲吸熱多,故應(yīng)選甲液體作發(fā)動機冷卻液。(2024·山西)建筑節(jié)能保溫,材料的選擇是關(guān)鍵。小明選擇鐘表、燒杯、冷水、熱水、溫度計,還有用塑料、紙、泡沫制成相同的帶蓋子的杯子,探究不同材料的隔熱性能。步驟1:在塑料杯蓋上扎個小洞,向杯中倒入半杯冷水。步驟2:將杯蓋蓋好,在蓋子的小洞中插一支溫度計,將塑料杯放入燒杯中,再在燒杯中加入熱水至塑料杯蓋下方約1cm(如圖所示)視察并記錄水溫上升5℃所用的時間。步驟3:選擇另外兩個杯子重復(fù)上述步驟進行試驗。(1)試驗裝置中,杯子可以代表建筑物的墻壁,可代表外界大氣,試驗通過反映材料隔熱性能的優(yōu)劣。(2)請你設(shè)計一個記錄試驗數(shù)據(jù)的表格。(3)分析試驗方案,請你提出改進建議。【答案】(1)熱水;杯中冷水上升5℃所用的時間;(2)如下表所示;(3)應(yīng)限制冷水的初溫相同、倒入杯中冷水的質(zhì)量相同、溫度計的玻璃泡不要與容器底和壁接觸?!窘馕觥浚?)依據(jù)類比法,結(jié)合題意回答;(2)依據(jù)試驗要求,記錄試驗數(shù)據(jù)的表格;(3)依據(jù)限制變量法結(jié)合溫度計運用留意事項回答。(1)依據(jù)類比法,試驗裝置中,杯子可以代表建筑物的墻壁,熱水可代表外界大氣,試驗通過杯中冷水上升5℃所用的時間反映材料隔熱性能的優(yōu)劣;(2)依據(jù)試驗要求,記錄試驗數(shù)據(jù)的表格如下:杯中冷水上升5℃所用的時間t/s塑料杯紙杯泡沫杯(3)改進建議:應(yīng)限制冷水的初溫相同、倒入杯中冷水的質(zhì)量相同、溫度計的玻璃泡不要與容器底和壁接觸。五、計算題15.某工廠采納熱效率高的臥式燃煤鍋爐燒水,將4000kg水從25℃加熱到75℃,該鍋爐燒水的效率為70%,所用煙煤的熱值約為3×107J/kg,水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃),試求:(1)這些水汲取的熱量是多少?(2)燒這些水鍋爐須要消耗煙煤的質(zhì)量是多少?(假設(shè)煙煤完全燃燒)【答案】(1)8.4×108J(2)40kg【解析】(1)水汲取的熱量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×4000kg×(75℃-25℃)=8.4×108J(2)煙煤完全燃燒放出的熱量:Q放=eq\f(Q吸,η)=eq\f(8.4×108J,70%)=1.2×109J須要消耗煙煤的質(zhì)量:m=eq\f(Q放,q)=eq\f(1.2×109J,3×107J/kg)=40kg16.(2024·聊城)2024年5月6日,聊城首批30輛氫燃料新能源公交車投放運用。氫燃料具有清潔無污
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