一、水的比热容较大的应用
1. 质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容较大的物质温度变化较
2. 湿地公园不仅起到美化绿化的作用,还可以有效地调节周围环境的湿度和气温。湿地公园为什么能有效调节气温?
二、热量计算公式
1. 吸热公式:
2. 放热公式:
[注意] $ t_1 $ 表示物体初温度,$ t_2 $ 表示物体末温度,将以上两式整合,用“$ \Delta t $”代表温度变化量,则热量公式可记为 $ Q = cm\Delta t $。
1. 质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容较大的物质温度变化较
小
。2. 湿地公园不仅起到美化绿化的作用,还可以有效地调节周围环境的湿度和气温。湿地公园为什么能有效调节气温?
二、热量计算公式
1. 吸热公式:
$Q_{吸}=cm(t_2-t_1)$
。2. 放热公式:
$Q_{放}=cm(t_1-t_2)$
。[注意] $ t_1 $ 表示物体初温度,$ t_2 $ 表示物体末温度,将以上两式整合,用“$ \Delta t $”代表温度变化量,则热量公式可记为 $ Q = cm\Delta t $。
答案
一、1. 小
2. 湿地公园多水,水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,白天吸收相同热量的情况下,水的温度升高得少,夜晚放出相同的热量,水的温度降低得少,能有效调节气温。
二、1. $Q_{吸}=cm(t_2-t_1)$
2. $Q_{放}=cm(t_1-t_2)$
2. 湿地公园多水,水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,白天吸收相同热量的情况下,水的温度升高得少,夜晚放出相同的热量,水的温度降低得少,能有效调节气温。
二、1. $Q_{吸}=cm(t_2-t_1)$
2. $Q_{放}=cm(t_1-t_2)$
解析
【分析】
首先回顾比热容的概念与热量计算公式$Q=cm\Delta t$:
1. 对于“质量相同的不同物质,吸收或放出相同热量时温度变化与比热容的关系”,由公式变形得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,当$m$、$Q$相同时,比热容$c$越大,温度变化$\Delta t$越小,据此判断第一空;
2. 湿地公园调节气温的原理需结合水的比热容大的特点,利用$Q=cm\Delta t$分析:白天,相同质量的水和砂石等物质吸收相同热量时,水的比热容大,温度升高得少;夜晚放出相同热量时,水的温度降低得少,从而减小昼夜温差,调节气温;
3. 热量公式需区分吸热、放热的温度变化:吸热时末温$t_2$高于初温$t_1$,温度变化量为$t_2-t_1$;放热时末温$t_2$低于初温$t_1$,温度变化量为$t_1-t_2$,据此推导公式。
【解析】
一、1. 根据热量公式$Q=cm\Delta t$,当质量$m$、吸收或放出的热量$Q$相同时,比热容$c$越大,温度变化量$\Delta t$越小,因此填“小”;
2. 湿地公园多水,水的比热容较大。由$Q=cm\Delta t$可知,质量相同的水和其他物质相比,白天吸收相同热量时,水的温度升高得少;夜晚放出相同热量时,水的温度降低得少,能有效减小昼夜温差,从而调节周围环境的气温;
二、1. 吸热过程中,温度变化量为末温减初温,即$\Delta t=t_2-t_1$,代入热量公式得吸热公式:$Q_{吸}=cm(t_2-t_1)$;
2. 放热过程中,温度变化量为初温减末温,即$\Delta t=t_1-t_2$,代入热量公式得放热公式:$Q_{放}=cm(t_1-t_2)$。
【答案】
一、1. 小
2. 湿地公园多水,水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,白天吸收相同热量的情况下,水的温度升高得少,夜晚放出相同的热量,水的温度降低得少,能有效调节气温。
二、1. $Q_{吸}=cm(t_2-t_1)$
2. $Q_{放}=cm(t_1-t_2)$
【知识点】
比热容的应用、热量计算公式
【点评】
本题考查比热容的基础概念、水的比热容大的实际应用以及热量计算公式,属于热学核心基础知识点,需熟练掌握$Q=cm\Delta t$的变形应用,结合生活实例理解物理原理,难度较低。
【难度系数】
0.7
首先回顾比热容的概念与热量计算公式$Q=cm\Delta t$:
1. 对于“质量相同的不同物质,吸收或放出相同热量时温度变化与比热容的关系”,由公式变形得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,当$m$、$Q$相同时,比热容$c$越大,温度变化$\Delta t$越小,据此判断第一空;
2. 湿地公园调节气温的原理需结合水的比热容大的特点,利用$Q=cm\Delta t$分析:白天,相同质量的水和砂石等物质吸收相同热量时,水的比热容大,温度升高得少;夜晚放出相同热量时,水的温度降低得少,从而减小昼夜温差,调节气温;
3. 热量公式需区分吸热、放热的温度变化:吸热时末温$t_2$高于初温$t_1$,温度变化量为$t_2-t_1$;放热时末温$t_2$低于初温$t_1$,温度变化量为$t_1-t_2$,据此推导公式。
【解析】
一、1. 根据热量公式$Q=cm\Delta t$,当质量$m$、吸收或放出的热量$Q$相同时,比热容$c$越大,温度变化量$\Delta t$越小,因此填“小”;
2. 湿地公园多水,水的比热容较大。由$Q=cm\Delta t$可知,质量相同的水和其他物质相比,白天吸收相同热量时,水的温度升高得少;夜晚放出相同热量时,水的温度降低得少,能有效减小昼夜温差,从而调节周围环境的气温;
二、1. 吸热过程中,温度变化量为末温减初温,即$\Delta t=t_2-t_1$,代入热量公式得吸热公式:$Q_{吸}=cm(t_2-t_1)$;
2. 放热过程中,温度变化量为初温减末温,即$\Delta t=t_1-t_2$,代入热量公式得放热公式:$Q_{放}=cm(t_1-t_2)$。
【答案】
一、1. 小
2. 湿地公园多水,水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,白天吸收相同热量的情况下,水的温度升高得少,夜晚放出相同的热量,水的温度降低得少,能有效调节气温。
二、1. $Q_{吸}=cm(t_2-t_1)$
2. $Q_{放}=cm(t_1-t_2)$
【知识点】
比热容的应用、热量计算公式
【点评】
本题考查比热容的基础概念、水的比热容大的实际应用以及热量计算公式,属于热学核心基础知识点,需熟练掌握$Q=cm\Delta t$的变形应用,结合生活实例理解物理原理,难度较低。
【难度系数】
0.7
[典例1]生产生活中,我们常利用水的比热容大这一特征为人们服务,下列事例中与这一特征无关的是(
A.深秋夜,橘子喷水结冰防冻
B.福岛核电站受损后灌注海水降温
C.晚间,在春播秧田里灌水保温
D.汽车发动机中用水循环冷却
A
)A.深秋夜,橘子喷水结冰防冻
B.福岛核电站受损后灌注海水降温
C.晚间,在春播秧田里灌水保温
D.汽车发动机中用水循环冷却
答案
A
解析
【分析】
本题要求选出与“水的比热容大”这一特征无关的事例,解题思路为:先明确水的比热容大的特点(相同质量的水与其他物质相比,升高/降低相同温度时,吸收/放出的热量更多),再逐一分析各选项的原理,判断是否利用水的比热容大,最终确定无关选项。
【解析】
A选项:深秋夜晚给橘子喷水,水结冰属于凝固过程,凝固会放出热量,使橘子周围温度不至于过低,从而防冻,该过程利用的是凝固放热,与水的比热容大无关;
B选项:灌注海水降温,利用水的比热容大,相同质量的海水与其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,有效降低温度,利用了水的比热容大;
C选项:晚间给春播秧田灌水保温,利用水的比热容大,相同质量的水与其他物质相比,降低相同温度时能放出更多热量,使秧田温度不会降太低,利用了水的比热容大;
D选项:汽车发动机用水循环冷却,利用水的比热容大,相同质量的水与其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,有效带走发动机产生的热量,利用了水的比热容大。
综上,与水的比热容大无关的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
水的比热容、凝固放热
【点评】
本题考查水的比热容的应用,需区分“水的比热容大”和“凝固放热”两种热学原理,易错点在于混淆两种原理的应用场景,解题时需明确每个选项的能量变化过程。
【难度系数】
0.5
本题要求选出与“水的比热容大”这一特征无关的事例,解题思路为:先明确水的比热容大的特点(相同质量的水与其他物质相比,升高/降低相同温度时,吸收/放出的热量更多),再逐一分析各选项的原理,判断是否利用水的比热容大,最终确定无关选项。
【解析】
A选项:深秋夜晚给橘子喷水,水结冰属于凝固过程,凝固会放出热量,使橘子周围温度不至于过低,从而防冻,该过程利用的是凝固放热,与水的比热容大无关;
B选项:灌注海水降温,利用水的比热容大,相同质量的海水与其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,有效降低温度,利用了水的比热容大;
C选项:晚间给春播秧田灌水保温,利用水的比热容大,相同质量的水与其他物质相比,降低相同温度时能放出更多热量,使秧田温度不会降太低,利用了水的比热容大;
D选项:汽车发动机用水循环冷却,利用水的比热容大,相同质量的水与其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,有效带走发动机产生的热量,利用了水的比热容大。
综上,与水的比热容大无关的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
水的比热容、凝固放热
【点评】
本题考查水的比热容的应用,需区分“水的比热容大”和“凝固放热”两种热学原理,易错点在于混淆两种原理的应用场景,解题时需明确每个选项的能量变化过程。
【难度系数】
0.5
[变式]教材素材改编 在日照条件相同情况下,沙漠地带昼夜温差比沿海地区大的主要原因是
(
A.砂石的比热容比水大
B.水的比热容比砂石大
C.砂石比水降温慢
D.水吸收的热量比砂石多
(
B
)A.砂石的比热容比水大
B.水的比热容比砂石大
C.砂石比水降温慢
D.水吸收的热量比砂石多
答案
B
解析
【分析】
要解决该问题,需明确昼夜温差差异的核心原因是物质的比热容特性。首先回忆比热容的物理意义:比热容表示物质吸放热时温度变化的难易程度,相同质量的不同物质,吸收或放出相同热量时,比热容越大,温度变化量越小;反之则温度变化量越大。沙漠地带多砂石,沿海地区多水,两者比热容不同,这是导致昼夜温差不同的关键,据此分析选项即可。
【解析】
根据比热容的公式Δt=Q/(cm)(Δt为温度变化量,Q为吸放热量,c为比热容,m为质量),结合题目条件:日照相同即吸放热量Q相同,质量m相近。水的比热容比砂石大,因此:沿海地区多水,白天吸热时温度升高少,夜晚放热时温度降低少,昼夜温差小;沙漠地带多砂石,砂石比热容小,白天升温快、夜晚降温快,昼夜温差大。对选项逐一分析:A选项错误,砂石比热容比水小;B选项正确,符合比热容特性的分析;C选项错误,砂石比热容小,降温更快;D选项错误,吸收热量多少与质量、比热容等有关,不是昼夜温差差异的主要原因。
【答案】
B
【知识点】
比热容
【点评】
本题结合生活中的昼夜温差现象,考查比热容的实际应用,需理解比热容对物质温度变化的影响,属于基础概念应用题,难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决该问题,需明确昼夜温差差异的核心原因是物质的比热容特性。首先回忆比热容的物理意义:比热容表示物质吸放热时温度变化的难易程度,相同质量的不同物质,吸收或放出相同热量时,比热容越大,温度变化量越小;反之则温度变化量越大。沙漠地带多砂石,沿海地区多水,两者比热容不同,这是导致昼夜温差不同的关键,据此分析选项即可。
【解析】
根据比热容的公式Δt=Q/(cm)(Δt为温度变化量,Q为吸放热量,c为比热容,m为质量),结合题目条件:日照相同即吸放热量Q相同,质量m相近。水的比热容比砂石大,因此:沿海地区多水,白天吸热时温度升高少,夜晚放热时温度降低少,昼夜温差小;沙漠地带多砂石,砂石比热容小,白天升温快、夜晚降温快,昼夜温差大。对选项逐一分析:A选项错误,砂石比热容比水小;B选项正确,符合比热容特性的分析;C选项错误,砂石比热容小,降温更快;D选项错误,吸收热量多少与质量、比热容等有关,不是昼夜温差差异的主要原因。
【答案】
B
【知识点】
比热容
【点评】
本题结合生活中的昼夜温差现象,考查比热容的实际应用,需理解比热容对物质温度变化的影响,属于基础概念应用题,难度适中。
【难度系数】
0.7
探究点二 热量的计算
[典例2](2026济南钢城区期末)“喝开水”通常指的是饮用经过煮沸的水,它可以促进新陈代谢、维持身体水分平衡等。如图所示
,在1个标准大气压下,用煤气灶将壶中2 kg、初温为20 ℃的水加热至恰好沸腾,求此过程中水吸收的热量。
[已知水的比热容为$4.2×10^3 J/(kg·℃)$]
规律总结
(1)运用公式进行计算时,各物理量的单位必须统一。
(2)审题时要注意“温度升高到”和“温度升高了”的区别,“升高到”是指物体的末温度,“升高了”是指物体温度的变化量。
(3)公式只适用于计算无物态变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。
[典例2](2026济南钢城区期末)“喝开水”通常指的是饮用经过煮沸的水,它可以促进新陈代谢、维持身体水分平衡等。如图所示
[已知水的比热容为$4.2×10^3 J/(kg·℃)$]
规律总结
(1)运用公式进行计算时,各物理量的单位必须统一。
(2)审题时要注意“温度升高到”和“温度升高了”的区别,“升高到”是指物体的末温度,“升高了”是指物体温度的变化量。
(3)公式只适用于计算无物态变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。
答案
$6.72×10^5 J$
解析
【分析】
要计算水吸收的热量,需运用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$。首先确定关键物理量:1个标准大气压下,水的沸点为$100° C$,即水的末温$t=100° C$;已知水的初温$t_0=20° C$,质量$m=2\ \mathrm{kg}$,比热容$c=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。先计算水升高的温度$\Delta t=t-t_0$,再代入公式计算吸收的热量,计算时需保证各物理量单位统一。
【解析】
解:1个标准大气压下,水的沸点为$100° C$,则水升高的温度:
$\Delta t = t - t_0 = 100° C - 20° C = 80° C$
根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,代入数据得:
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 2\ \mathrm{kg} × 80° C = 6.72×10^5\ \mathrm{J}$
【答案】
$6.72×10^5\ \mathrm{J}$
【知识点】
热量计算、比热容
【点评】
本题考查热量的基础计算,核心是掌握吸热公式的应用,关键是明确标准大气压下水的沸点,区分温度变化量与末温的含义,属于难度适中的基础题。
【难度系数】
0.7
要计算水吸收的热量,需运用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$。首先确定关键物理量:1个标准大气压下,水的沸点为$100° C$,即水的末温$t=100° C$;已知水的初温$t_0=20° C$,质量$m=2\ \mathrm{kg}$,比热容$c=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。先计算水升高的温度$\Delta t=t-t_0$,再代入公式计算吸收的热量,计算时需保证各物理量单位统一。
【解析】
解:1个标准大气压下,水的沸点为$100° C$,则水升高的温度:
$\Delta t = t - t_0 = 100° C - 20° C = 80° C$
根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,代入数据得:
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 2\ \mathrm{kg} × 80° C = 6.72×10^5\ \mathrm{J}$
【答案】
$6.72×10^5\ \mathrm{J}$
【知识点】
热量计算、比热容
【点评】
本题考查热量的基础计算,核心是掌握吸热公式的应用,关键是明确标准大气压下水的沸点,区分温度变化量与末温的含义,属于难度适中的基础题。
【难度系数】
0.7
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