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比热容
第一节 比热容
1、比热容的概念：单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1℃吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。用符号c表示比热容。
2、比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。
3、比热容的物理意义
(1)比热容是通过比较单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量，用来表示各种物质的不同性质。
(2)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。它的物理意义是：1千克水温度升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量是4.2×103J。
4、理解
(1)比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热。
(2)从书上比热表中还可以看出，各物质中，水的比热容最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响，很大。在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢，夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。
(3)水比热容大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。
5、说明
(1)比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。
(2)同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。
(3)物质的状态改变了，比热容随之改变。如水变成冰。
(4)不同物质的比热容一般不同。
6、热量的计算：Q=cmΔt。式中，Δt叫做温度的变化量。它等于热传递过程中末温度与初温度之差。
注意：①物体温度升高到(或降低到)与温度升高了(或降低了)的意义是不相同的。比如：水温度从lO℃升高到30℃，温度的变化量是Δt= =30℃-lO℃=2O℃，物体温度升高了20℃，温度的变化量Δt =20℃。②热量Q不能理解为物体在末温度时的热量与初温度时的热量之差。因为计算物体在某一温度下所具有的热量是没有意义的。正确的理解是热量Q是末温度时的物体的内能与初温度时物体的内能之差。
提示： 此部分主要趋于考察计算题 特别是善于与效率结合来考察。
记住：1 不计热量损失就是 指 吸收的热量等于放出的热量
2 用“这部分热量”指的 就是 前面 也算出的热量
类型一 比热容
例1、 一瓶矿泉水结冰后，不发生改变的物理量是 (　　)
A. 质量 B. 比热容 C. 内能 D. 密度
练1.1、“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”这句民谚反映了我国新疆某些地区夏季昼夜气温变化显著,而沿海地区不像内陆地区昼夜气温变化那么大,其主要原因是砂石比水具有较小的(　　)
A. 热量 B. 密度 C. 比热容 D. 内能
例2、状态一定的某种物质,它的比热容(　　)
A. 跟它原来的温度成正比 B. 跟它的质量成正比
C. 跟它吸收的热量成正比 D. 是它的特性之一,与上述无关
练2.1、由Q=cm(t-t0)得c=,关于同一种物质的比热容,下列说法正确的是(　　)
A. 若质量增大一倍,则比热容减小一半
B. 若质量增大一倍,则比热容增大一倍
C. 比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
D. 若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
例3、家用电器中大功率电子元件在工作时会产生较多的热量,为了尽快散热,通常在大功率元件上安装金属散热片,下表是四种金属材料的比热容,选作散热片最好的材料是 (　　)
物质 比热容c/[J/(kg·℃)]
铝 0.88×103
铁 0.46×103
锌 0.39×103
铅 0.13×103
A.铝
B.铁
C.锌
D.铅
练3.1、 下列说法正确的是(　　)
A. 一桶水的比热容比一杯水的比热容大
B. 把-5 ℃的冰块放在0 ℃的冰箱内,几分钟后,有部分冰会变成水
C. 炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块也具有内能
D. 用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
例4、在“比较水与煤油吸收热量时温度升高的快慢”实验中,需要控制某些变量,以下做法多余的是(　　)
A. 采用完全相同的加热方式 B. 采用酒精灯加热时,酒精灯里所加的酒精量相同
C. 取相同质量的水和煤油 D. 盛放水和煤油的容器相同
练4.1、下列事例没有利用水的比热容大的是(　　)

A. 热水袋用水来取暖 B. 夏天中午洒水车洒水降温
C. 初春夜晚要向稻田中灌水 D. 城市建造人工湖来调节气温
例5、汽车发动机的散热器用水做冷却剂,是由于水的　　　　较大的缘故;发动机温度降低是通过　　　　方式减少内能的。
练5.1、月亮的昼夜温差达到数百摄氏度,而地球温差不过数十摄氏度,这除了地球外有大气层像厚厚的保温服一样,阻止了内能以　　　　方式减小外,还因为地球大部分面积都是海洋,而水的　　　　,能够起到很好的调整气温的作用.
练5.2、小红对冰加热,她根据冰熔化成水直到沸腾的过程记录数据,绘制成如图
所示的温度随时间变化的图象.分析图象发现,造成AB段和CD段升温快慢不同的
原因是　 　　　,已知冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃),在对100g冰
加热的2 min内冰吸热　　　　J.
练5.3、水稻是喜温植物,春季育秧时,农民通常在傍晚向秧田灌水,早晨再将水放出,以防霜冻,这是因为水的　　　　较大,当气温降低时,水能放出较多的热量。如果某秧田中水的温度降低了2 ℃,放出了3.36×107 J的热量,则该秧田内的水的质量为　　　　kg。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
例6、小明在学习“物质的比热容”时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如表,并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线.
加热时间/min 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
温度/℃ 水 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
沙子 4.3 7.9 15.2 18.4 21.5
(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为　　　　℃.
(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子　　　　　　相同.
(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线.
(4)沙子在1.0~1.5 min内升高的温度有明显异常,其主要原因是　　　　　　　　.
(5)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50g水和100g水的Q-Δt图象.它们都是过原点的直线,即Q=kΔt.进一步分析,发现这两条直线的k值与对应水的　　　　之比相等.
巩固练习
1．下列各种情况中，物质的比热容会变化的是（ ）
A．一杯水倒掉一半 B．水凝固成冰
C．0℃的水变成4℃的水 D．将铁块锉成铁球
2．关于物质的比热容，下列说法中正确的是（ ）
A．质量大的物质比热容一定大
B．密度大的物质比热容一定大
C．温度高的物质比热容一定大
D．各种物质都有自己的比热容，比热容是物质的一种特性
3．将质量是0.5kg的水加热，使它的温度从20℃升高到60℃，需要吸收的热量是［c＝4.2×103/（kg.℃）]( )
A.4.2x104J B.1.26×104J C.8.4×104J D.8.4×104J
4．沿海地区昼夜温差较小，而内陆嘉峪关地区的昼夜温差较大，甚至出现“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象，这主要是因为（ ）
A．海水的比热容大，沙石的比热容小
B．海水的密度小，沙石的密度大
C．海水的内能多，沙石的内能少
D．海水吸收的热量少，沙石吸收的热量多
5. 用两个相同的电热水器给质量同为2 kg的物体甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为(　　)
A. 0.84×105J B. 1.2×105J
C. 2.52×105J D. 都不是,不能计算
6. 简易太阳能热水器的受光面积为1.4m2,内装80kg水,太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是8×104J,如果60%的热量被水吸收,问:20℃的水晒3h后水温升高到多少摄氏度 [水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]
答案
例1. 【答案】A【解析】质量是物体本身的一种属性，与物体的状态无关，A对；物质的比热容是物质的一种特性，反映了物质吸热和放热的能力，它的大小与物质的种类及物体的状态有关。水由液体变为固体后比热容将减小，B错；物体的内能与温度有关，温度越低，内能越少，C错；水结冰后，体积增大，密度减小，D错；故选A。
练1.1 【答案】C
例2【答案】D
练2.1【答案】C【解析】比热容是物质本身的一种特性,在状态和物质种类一定时,比热容大小与物体吸放热、温度变化大小、质量多少都没有关系无关。故选C。
例3【答案】A【解析】物体的比热容越高，吸收相同热量时，温度变化的越小。从表中得知铝的比热容最大，选作散热片最好的材料是铝，所以选项A正确。
练3.1【答案】C　【解析】A.比热容是物质的特性,一桶水的比热容和一杯水的比热容相同,错误;B.熔化要吸收热量,-5℃的冰块温度升高到0℃后不能在0℃的冰箱内吸收热量,因为没有温度差就没有热传递,所以,冰不会变成水,错误;C.任何物体在任何温度下都有内能,所以炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块也具有内能,正确;D.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于对锯条做功,错误。
例4【答案】B【解析】在此时实验中,采用的是控制变量法，即除了我们要讨论的变量外，要使其他的变量相同，所以在实验中应采用完全相同的加热方式,保证在相同的时间内提供相同的热量;实验中,酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响,属多余的量;实验中,必须取相同质量的水和煤油,符合控制变量法的要求;实验中,盛放水和煤油的容器也会影响其吸热与升温的情况,故应使容器保持相同,故有必要，故选B。
练4.1【答案】B【解析】由公式Q=cmΔt可知水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,升高或降低的温度相同时,水吸收或放出的热量多;吸收或放出的热量相同时,水升高或降低的温度少,据此分析.
例5【答案】比热容;热传递
练5.1 【答案】热传递;比热容大
练5.2【答案】冰和水的比热容不同;8.4×103
练5.【答案】比热容　4000 kg
例6、(1) 【答案】18 (2)【答案】吸收的热量
(3)【答案】图象如图:

(4) 【答案】沙子受热不均匀 (5) 【答案】质量
巩固练习
B 2、D 3、C 4、A 5、C
6、【答案】Q吸=8×104×1.4×3×60×60%=1.209 6×107 J
Δt===36 ℃
T=t0+Δt=20+36=56 ℃

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