一、比热容的应用
1.规律:质量相等的不同物质,当吸收或放出同样的热量时,比热容较大的物质
2.水的比热容较大的具体应用:夏天的中午在海边玩耍时,会发现沙子烫脚而海水比较凉,这是因为阳光照射同样的时间,沙子和海水吸收的热量相同,由于水的比热容比沙子的
1.规律:质量相等的不同物质,当吸收或放出同样的热量时,比热容较大的物质
温度变化
较小。因此,比热容大的物质对调节温度
有较强的作用。2.水的比热容较大的具体应用:夏天的中午在海边玩耍时,会发现沙子烫脚而海水比较凉,这是因为阳光照射同样的时间,沙子和海水吸收的热量相同,由于水的比热容比沙子的
大
,所以沙子的温度升高得较多
。答案
1. 温度变化;调节温度
2. 大;多
2. 大;多
二、热量的计算
1. 吸热公式:$Q_{吸}=$
2. 放热公式:$Q_{放}=$
其中$t_0$表示
[注意]标准大气压下,水的沸点是100 ℃。
若计算结果末温超过100 ℃,则水的末温应取100 ℃。
1. 吸热公式:$Q_{吸}=$
$cm(t-t_{0})$
。2. 放热公式:$Q_{放}=$
$cm(t_{0}-t)$
。其中$t_0$表示
物体的初温
,$t$表示物体的末温
,$\Delta t$表示物体的温度的变化量
;“升高到/降低到”用$t$
表示,“升高了/降低了”和“升高/降低”都用$\Delta t$
表示。[注意]标准大气压下,水的沸点是100 ℃。
若计算结果末温超过100 ℃,则水的末温应取100 ℃。
答案
1. $cm(t-t_{0})$
2. $cm(t_{0}-t)$;物体的初温;物体的末温;物体的温度的变化量;$t$;$\Delta t$
2. $cm(t_{0}-t)$;物体的初温;物体的末温;物体的温度的变化量;$t$;$\Delta t$
[典例1]冬天,人们常用热水袋取暖。水能长时间供暖,主要原因是水的(
A.密度大
B.密度小
C.比热容大
D.比热容小
解析:由于水的比热容较大,即相同质量的水和其他物质相比,放出相同的热量,水降低的温度少,能长时间供暖,所以用热水袋取暖。故选C。
答案:C
C
)。A.密度大
B.密度小
C.比热容大
D.比热容小
解析:由于水的比热容较大,即相同质量的水和其他物质相比,放出相同的热量,水降低的温度少,能长时间供暖,所以用热水袋取暖。故选C。
答案:C
答案
C
探究点2 热量的计算
[典例2]质量为1 kg的水温度从80 ℃降低至60 ℃。求:[$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]
(1)水放出的热量$Q_{放}$。
(2)若放出的热量全部被质量为10 kg的某物块吸收,求该物块升高的温度。[已知$c_{物}=0.5×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]
解析:(1)水放出的热量
$Q_{放}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×1\ \mathrm{kg}×(80\ °\mathrm{C}−60\ °\mathrm{C})=8.4×10^{4}\ \mathrm{J}$。
(2)因为水放出的热量全部被质量为10 kg的物块吸收,所以$Q_{吸}=Q_{放}=c_{物}m_{物}\Delta t_{升}$,
$\Delta t_{升}=\frac{Q_{放}}{c_{物}m_{物}}=$
$=16.8\ °\mathrm{C}$。
答案:(1)$8.4×10^{4}\ \mathrm{J}$ (2)$16.8\ °\mathrm{C}$
[典例2]质量为1 kg的水温度从80 ℃降低至60 ℃。求:[$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]
(1)水放出的热量$Q_{放}$。
(2)若放出的热量全部被质量为10 kg的某物块吸收,求该物块升高的温度。[已知$c_{物}=0.5×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]
解析:(1)水放出的热量
$Q_{放}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×1\ \mathrm{kg}×(80\ °\mathrm{C}−60\ °\mathrm{C})=8.4×10^{4}\ \mathrm{J}$。
(2)因为水放出的热量全部被质量为10 kg的物块吸收,所以$Q_{吸}=Q_{放}=c_{物}m_{物}\Delta t_{升}$,
$\Delta t_{升}=\frac{Q_{放}}{c_{物}m_{物}}=$
答案:(1)$8.4×10^{4}\ \mathrm{J}$ (2)$16.8\ °\mathrm{C}$
答案
(1)$8.4×10^{4}\ \mathrm{J}$
(2)$16.8\ °\mathrm{C}$
(2)$16.8\ °\mathrm{C}$
规律总结
利用比热容计算热量
(1)明确几个温度的含义:升高(降低)了是指变化的温度,升高(降低)到是指物体的末温。
(2)物体温度升高时吸收热量:$Q_{吸}=cm(t-t_{0})$。
(3)物体温度降低时放出热量:$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$。
(4)热量公式的应用:
①求质量:$m=\frac{Q}{c\Delta t}$。
②求比热容:$c=\frac{Q}{m\Delta t}$。
③求变化的温度:$\Delta t=\frac{Q}{cm}$。
[变式](2025 昭通阶段练习)在物理学中,热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”,符号 J;另一种是“卡路里”,简称“卡”,符号 cal,这个单位被广泛使用于营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在标准大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量为1卡。
(1)1卡合多少焦耳?
(2)小明每天健步走消耗的能量约$6.3×10^{5}J$,相当于消耗能量多少卡?
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收的热量可使质量为60 kg 的运动员体温下降$0.1°C$,求汗水蒸发吸收的热量。
[人体的主要成分是水,可认为人的比热容和水的比热容相等,水的比热容为$4.2×10^{3}J/(kg·°C)$]
利用比热容计算热量
(1)明确几个温度的含义:升高(降低)了是指变化的温度,升高(降低)到是指物体的末温。
(2)物体温度升高时吸收热量:$Q_{吸}=cm(t-t_{0})$。
(3)物体温度降低时放出热量:$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$。
(4)热量公式的应用:
①求质量:$m=\frac{Q}{c\Delta t}$。
②求比热容:$c=\frac{Q}{m\Delta t}$。
③求变化的温度:$\Delta t=\frac{Q}{cm}$。
[变式](2025 昭通阶段练习)在物理学中,热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”,符号 J;另一种是“卡路里”,简称“卡”,符号 cal,这个单位被广泛使用于营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在标准大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量为1卡。
(1)1卡合多少焦耳?
(2)小明每天健步走消耗的能量约$6.3×10^{5}J$,相当于消耗能量多少卡?
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收的热量可使质量为60 kg 的运动员体温下降$0.1°C$,求汗水蒸发吸收的热量。
[人体的主要成分是水,可认为人的比热容和水的比热容相等,水的比热容为$4.2×10^{3}J/(kg·°C)$]
答案
(1)$4.2\ \mathrm{J}$
(2)$1.5×10^{5}$卡
(3)$2.52×10^{4}\ \mathrm{J}$
(2)$1.5×10^{5}$卡
(3)$2.52×10^{4}\ \mathrm{J}$
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