1[2025 四川泸州调研,中]一定质量的水先后经历了以下三个过程(水的质量始终不变):
①$20\ °\mathrm{C}$的水变为$10\ °\mathrm{C}$的水,放出热量$Q_{1}$;②$10\ °\mathrm{C}$的水变为$0\ °\mathrm{C}$的冰,放出热量$Q_{2}$;③$0\ °\mathrm{C}$的冰变为$-10\ °\mathrm{C}$的冰,放出热量$Q_{3}$。已知$c_{冰}＜c_{水}$,则()

A.$Q_{1}=Q_{2}=Q_{3}$
B.$Q_{2}＞Q_{1}＞Q_{3}$
C.$Q_{1}＜Q_{2}＜Q_{3}$
D.$Q_{1}＜Q_{2}=Q_{3}$

水的比热容大于冰的比热容,水和冰的质量相同,在降低相同的温度时,由$Q=cm\Delta t$可知,水放出的热量更多,故$Q_1＞Q_3$。$10\ °\mathrm{C}$的水变为$0\ °\mathrm{C}$的水放出的热量等于$20\ °\mathrm{C}$的水变为$10\ °\mathrm{C}$的水放出的热量,但$0\ °\mathrm{C}$的水变成$0\ °\mathrm{C}$的冰还会放出一些热量,所以$Q_2＞Q_1$。综上所述可得$Q_2＞Q_1＞Q_3$。故选B。

2[2026广东广州质检,中]质量为1 kg的A、B、C三种物质,它们的温度都升高1 ℃时,吸收的热量如图甲所示;它们完全燃烧时,放出的热量如图乙所示。下列说法正确的是 ()


A.物质A的热值小于物质B的热值
B.物质B的比热容大于物质C的比热容
C.质量为1 kg的物质B温度降低2 ℃时放出的热量是$6.0×10^7$ J
D.完全燃烧2 kg的物质A放出的热量是$4.2×10^7$ J

已知$m_A=m_B$,由图乙知,完全燃烧后A、B放出的热量$Q_{A\mathrm{放}}＞Q_{B\mathrm{放}}$,由$q=\dfrac{Q_{\mathrm{放}}}{m}$可知,$q_A＞q_B$,即物质A的热值大于物质B的热值,故A错误;已知$m_B=m_C$,B、C升高相同的温度,由图甲知,吸收的热量$Q_{B\mathrm{吸}}＞Q_{C\mathrm{吸}}$,由$c=\dfrac{Q}{m\Delta t}$可知,$c_B＞c_C$,即物质B的比热容大于物质C的比热容,故B正确;由图甲知1 kg的B升高$1\ °\mathrm{C}$吸收的热量是$2.4×10^3\ \mathrm{J}$,即B的比热容为$2.4×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}$,则质量为1 kg的物质B温度降低$2\ °\mathrm{C}$时放出的热量是$Q_B=c_Bm\Delta t=2.4×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}×1\ \mathrm{kg}×2\ °\mathrm{C}=4.8×10^3\ \mathrm{J}$,故C错误;由图乙知,质量为1 kg的燃料A完全燃烧放出的热量为$4.6×10^7\ \mathrm{J}$,即热值为$4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$,则完全燃烧2 kg的物质A放出的热量是$Q_A=m_1q=2\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=9.2×10^7\ \mathrm{J}$,故D错误。故选B。

3[2026江西赣州模拟,偏难]在两个相同的隔热杯子内,盛有质量相等的热水和冷水,不计热损失。将一半热水倒入冷水杯内,稳定后,冷水杯内的水温升高21 ℃;若再将热水杯内剩余热水的一半倒入此时的冷水杯内,稳定后冷水杯内的水温会再升高 ()

A.6 ℃
B.7 ℃
C.8 ℃
D.9 ℃

设热水和冷水的初始质量均为$m$,热水的初温为$t_\mathrm{热}$,冷水的初温为$t_\mathrm{冷}$,将一半的热水倒入冷水杯内后冷水杯内的水温为$t$;因不计热损失,所以,由$Q=cm\Delta t$可得:$Q_\mathrm{放}=Q_\mathrm{吸}$,即$\dfrac{1}{2}cm\Delta t_\mathrm{热}=cm\Delta t_\mathrm{冷}$,解得:$\Delta t_\mathrm{热}=2\Delta t_\mathrm{冷}=2×21\ °\mathrm{C}=42\ °\mathrm{C}$,则$t=t_\mathrm{冷}+21\ °\mathrm{C}$,$t_\mathrm{热}=t_\mathrm{冷}+21\ °\mathrm{C}+42\ °\mathrm{C}=t_\mathrm{冷}+63\ °\mathrm{C}$。若再将热水杯内剩余热水的一半倒入冷水杯内,相当于同时向冷水中倒入热水的$\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{4}=\dfrac{3}{4}$,则$\dfrac{3}{4}cm(t_\mathrm{热}-t')=cm(t'-t_\mathrm{冷})$,即$3×(t_\mathrm{冷}+63\ °\mathrm{C}-t')=4×(t'-t_\mathrm{冷})$,解得:$t'=t_\mathrm{冷}+27\ °\mathrm{C}$,所以冷水杯内的水温将再升高$\Delta t=t'-t=t_\mathrm{冷}+27\ °\mathrm{C}-t_\mathrm{冷}-21\ °\mathrm{C}=6\ °\mathrm{C}$。故选A。

4[2026 福建福州调研，中]将质量相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到$0\;°\mathrm{C}$，取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是$24\;°\mathrm{C}$的水中，并将容器用隔热材料密封，
温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是$21\;°\mathrm{C}$和$18\;°\mathrm{C}$；忽略热量损失，则$\Delta t_{\mathrm{铜}}\_\_\_\_\_\_\Delta t_{\mathrm{铝}}$，$c_{\mathrm{铜}}\_\_\_\_\_\_c_{\mathrm{铝}}$（以上均填“大于”“小于”或“等于”）。

大于 小于
由题意及热传递的条件可知,铜块温度升高了$21\ °\mathrm{C}$,铝块温度升高了$18\ °\mathrm{C}$,故$\Delta t_\mathrm{铜}＞\Delta t_\mathrm{铝}$;甲容器中水在这个过程中放出的热量$Q_1=Q_{\mathrm{铜吸}}=c_\mathrm{水}m_\mathrm{水}\Delta t_1=c_\mathrm{水}m_\mathrm{水}×(24\ °\mathrm{C}-21\ °\mathrm{C})=c_\mathrm{铜}m_\mathrm{铜}×21\ °\mathrm{C}$,乙容器中水在这个过程中放出的热量$Q_2=Q_{\mathrm{铝吸}}=c_\mathrm{水}m_\mathrm{水}\Delta t_2=c_\mathrm{水}m_\mathrm{水}×(24\ °\mathrm{C}-18\ °\mathrm{C})=c_\mathrm{铝}m_\mathrm{铝}×18\ °\mathrm{C}$,又因为$m_\mathrm{铜}=m_\mathrm{铝}$,故由以上两式可得$Q_{\mathrm{铜吸}}＜Q_{\mathrm{铝吸}}$,$c_\mathrm{铜}＜c_\mathrm{铝}$。

5 [2025安徽亳州质检,中]某种不锈钢“冰块”，其表面是由不锈钢制成的，里面装有特殊的冷冻液体，已知不锈钢“冰块”的比热容为420 J/(kg·℃)，现将质量为0.5 kg的不锈钢冰块冷冻至-15 ℃，然后迅速放入400 g、30 ℃的水中，不考虑环境温度的影响，假设水降温放出的热量全部被不锈钢“冰块”吸收，则水温最终将变为℃。[$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]

水降温放出的热量全部被不锈钢“冰块”吸收,则$Q_\mathrm{放}=Q_\mathrm{吸}$,最终水和不锈钢“冰块”的温度相同,设均为$t$,则有$c_\mathrm{水}m_\mathrm{水}(t_\mathrm{水}-t)=c_\mathrm{钢}m_\mathrm{钢}(t-t_\mathrm{钢})$,即$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}×0.4\ \mathrm{kg}×(30\ °\mathrm{C}-t)=420\ \mathrm{J/(kg·° C)}×0.5\ \mathrm{kg}×[t-(-15\ °\mathrm{C})]$,解得$t=25\ °\mathrm{C}$,即水温最终将变为$25\ °\mathrm{C}$。

6[2025 陕西咸阳期末，中]“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。如图所示，将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动，漂流过程中，酒的温度会降低；若酒盏里质量为100 g的酒温度从30 ℃降低至25 ℃，会放出J的热量。若这些热量被100 g的水完全吸收，则水升高的温度（填“大于”“等于”或“小于”）5 ℃。[$c_{酒精}=3.4×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$，$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$]

酒的温度从$30\ °\mathrm{C}$降低至$25\ °\mathrm{C}$,放出的热量为$Q_\mathrm{放}=c_{\mathrm{酒精}}m_\mathrm{酒}(t_0-t)=3.4×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}×0.1\ \mathrm{kg}×(30\ °\mathrm{C}-25\ °\mathrm{C})=1700\ \mathrm{J}$;由题意得,水吸收的热量为$Q_\mathrm{吸}=Q_\mathrm{放}=1700\ \mathrm{J}$,水升高的温度为$\Delta t=\dfrac{Q_\mathrm{吸}}{c_\mathrm{水}m_\mathrm{水}}=\dfrac{1700\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}×0.1\ \mathrm{kg}}\approx4\ °\mathrm{C}$,则水升高的温度小于$5\ °\mathrm{C}$。

7 [中]淬火是金属热处理工艺之一,把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5 kg的金属块加热到420 ℃,然后放在室温为20 ℃的空气中自然冷却。[已知该金属块的比热容为$0.49×10^3$ J/(kg·℃),水的比热容为$4.2×10^3$ J/(kg·℃)]
(1)求金属块在冷却过程中放出的热量。
(2)若把这些热量全部用于给35 ℃、1 kg的水加热,在一个标准大气压下水升高的温度为多少?
刷素养→………………走向重高

(1) 金属块冷却过程中放出的热量:$Q_\mathrm{放}=c_\mathrm{金}m_\mathrm{金}(t_{0\mathrm{金}}-t_\mathrm{金})=0.49×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}×1.5\ \mathrm{kg}×(420\ °\mathrm{C}-20\ °\mathrm{C})=2.94×10^5\ \mathrm{J}$。
(2) 由题意知,水吸收的热量$Q_\mathrm{吸}=Q_\mathrm{放}=2.94×10^5\ \mathrm{J}$,由$Q_\mathrm{吸}=cm\Delta t$得,水升高的温度:$\Delta t_\mathrm{水}=\dfrac{Q_\mathrm{吸}}{c_\mathrm{水}m_\mathrm{水}}=\dfrac{2.94×10^5\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·° C)}×1\ \mathrm{kg}}=70\ °\mathrm{C}$,水的末温:$t_\mathrm{水}=\Delta t_\mathrm{水}+t_0=70\ °\mathrm{C}+35\ °\mathrm{C}=105\ °\mathrm{C}$,在一个标准大气压下,水的沸点为$100\ °\mathrm{C}$,水沸腾后吸热,温度保持$100\ °\mathrm{C}$不变,则水的末温为$100\ °\mathrm{C}$,水升高的温度为$\Delta t'_\mathrm{水}=100\ °\mathrm{C}-35\ °\mathrm{C}=65\ °\mathrm{C}$。