实验01 比较不同物质的吸热能力(解析版)

实验01比较不同物质的吸热能力
1．【实验目的】
比较不同物质的吸热能力
2．【实验器材】
（1）天平（或量筒）：测量物体质量。

（2）停表：记录加热时间。

（3）温度计：测物质温度。

（4）搅拌器：使物质受热均匀。

（5）完全相同的热源：保证相同加热时间内物质吸收的热量相同。

3. 【器材安装顺序】自下而上。

4. 【实验步骤】
（1）取相同质量的水和煤油分别倒入两只烧杯中。

按图组装实验器材。

（2）观察并记录加热前两液体的初温度t1，预先设定好液体加热的末温度t2。

（3）分别给两液体加热，记下加热的开始时刻。

加热时，上下反复缓慢地提拉搅拌器。

（4）当一种液体温度达到t2时，记录该液体加热的最终时刻，计算该液体加热的时间t。

对另一液体作同样的观察、操作和记录。

当热源相同时，两液体升高温度相同的情况下，加热时间越长的液体从热源吸热越多。

（5）将用过的煤油和水倒在指定的器皿内。

整理好实验器材。

5. 【实验表格】
液体种类质量初温末温加热时间吸热多少
煤油100g20℃50℃
水100g20℃50℃
6．【实验结论】
（1）不同的物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收热量不同；
（2）水和油的吸热本领不同，水的吸热本领比油强。

7．【注意事项】
（1）必须控制水和煤油的质量相等。

（2）必须用完全相同的热源加热，最好用相同规格的电加热器。

（3）温度计的玻璃泡不能碰到容器底、容器壁和电加热器。

1.实验方法：
（1）转换法：①通过比较加热时间来判断吸热多少。

②升高相同的温度时，通过比较____________来判断物质吸热能力的强弱。

③加热相同的时间时，通过比较_____________来判断物质吸热能力的强弱。

（2）控制变量法：
①控制质量和升高温度相同；
②或者控制质量和吸热多少相同。

2.实验方案：
（1）方法一：让等质量的水和油吸收相同热量（即：加热时间相同），比较物体升高的温度，升温快的比热容小。

（2）方法二：让等质量的水和油升高相同温度，比较吸收热量多少（即：加热时间长短），吸收热量多的比热容大。

1.会画比热容图像：
根据实验数据画温度—时间关系图像方法：先描点，然后用光滑曲线连接。

（1）甲乙吸热升温情况
（2）甲乙放热降温情况
2.会分析比热容图像：
（1）让等质量的不同物质升高相同温度，比较吸收热量多少（即：加热时间长短），吸收热量多的比热容大，所以C B> C A。

（2）让等质量的不同物质吸收相同热量（即：加热时间相同），比较物体升高的温度，升温多的比热容小，所以C乙> C甲。

【典例1】在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中：
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入___________、初温都相同的水和煤油（选填“质量”或“体积”）。

(2)实验中选择相同规格的电加热器，可以认为在相同时间内水
和煤油______相同，然后比较______的方法来完成探究实验的。

(3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温
度随加热时间变化的图像，如图所示，则______的吸热能力更
强，因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容______。

（选
填：“较大”或“较小”）
(4)已知水的比热容为J/（kg·℃），由图像可得煤油的比热容为_____J/（kg·℃）
答案：（1）质量
（2）吸收的热量；升高的温度 （3）水；较大 （4）32.110⨯
解析：（1）根据比较吸热能力的两种方法，在该实验中要控制不同物质的质量相同，故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。

（2）实验中选择相同规格的电加热器，根据转换法可知，在相同时间内水和煤油吸收的热量相同；根据比较吸热能力的第2种方法，然后比较升高的温度的方法来完成探究实验的。

（3）根据绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的现象可知，加热5分钟，水升高的温度为： Δ301020t =-=水℃℃℃； 煤油升高的温度为： 501040t ∆=-=煤油℃℃℃
根据比较吸热能力的第2种方法，则水的吸热能力更强，因此，“暖手宝”中装的储热液体具有的比热容较大，根据Q cm t =∆，相同质量的水降低相同温度时放出的热量较多； （4）根据Q
c m m t
=
∆可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，故煤油的比热容：33
Δ20 4.2J/(kg )J/(kg )10 2.110Δ40t c c t =⨯=
=⋅⋅⨯⨯⨯水水煤油煤油℃
℃
℃℃
【典例2】为了比较水和煤油的吸热能力的大小，李军用两个相同的装置做了如图甲、乙所示的实验。

（1）实验中要在两个相同的烧杯中加入初温和__________相同的水和煤油. （2）选用相同酒精灯加热的目的是使水和煤油在相同时间内__________.
（3）李军采用图丙所示的A B C 、、三种读温度计示数的方式，其中正确的是__________，此时温度计的示数是__________℃.
（4）实验中发现水的温度比煤油的温度升高得__________（填“快”或“慢”），这表明__________的吸热本领更强.通过大量类似实验，人们发现了物质的另一种物理属性，物理学中将这种属性叫做__________.
（5）停止加热后，发现两支温度计的示数都在下降，说明水和煤油的内能在__________（填“增大”“减小”或“不变”）.但是在相同时间内，盛有__________（填“水”或“煤油”）的烧杯中温度计示数下降得快些.若要使其温度下降不至太快，请说出一种可行的方法：__________.
答案：（1）质量
（2）吸收相同的热量
（3）B；56
（4）慢；水；比热容
（5）减小；煤油；烧杯加盖
【对点1】某实验小组同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热，所得的实验数据如下表所示：
(1)该实验采用的实验方法是____________；使用相同的电加热器给相同质量的甲、乙两种不同物质加热相同的时间，则甲吸收的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙吸收的热量；
(2)分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的________越大，吸收的热量就越________(选填“多”或“少”)；
(3)通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收热量的多少与液体的________有关，
________(选填“甲”或“乙”)的吸热能力更强．么在严冬季节用它测量物体的长度时，其测量结果将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

答案：(1)控制变量法等于(2)质量多(3)种类甲
【解析】(1)根据比较吸热能力的两种方法，该实验采用的实验方法是控制变量法；使用相
同的电加热器给相同质量的甲、乙两种不同物质加热相同的时间，则甲吸收的热量等于乙吸收的热量；
(2)分析第2、3次或第5、6次实验数据知，质量不同的同种物质升高相同的温度，质量越大，吸热越多，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，物质的质量越大，吸收的热量就越多；
(3)通过比较第2、4次实验数据可知，相同质量的不同物质升高相同的温度，加热时间不同，即吸热不同，即液体吸收热量的多少与液体的种类有关；升高相同的温度，甲加热的时间长，吸热多，故甲的吸热能力更强．
【对点2】如图甲所示是“探究不同物质吸热的情况”实验.在实验过程中，每隔2 min记录一次温度，记录数据如表所示.
加热时间/min02468
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且_________相等的水和煤油.
（2）用相同的酒精灯加热的目的是__________________.
（3）在组装器材时应先调节_________（填“A”或“B”）的高度，调节它的高度是为了__________________.
（4）加热时用玻璃棒不断搅拌的目的是__________________.
（5）加热6 min时，煤油的温度如图乙所示，其示数为_________℃.
（6）要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是_________.
（7）实验中，通过比较_________来间接反映水和煤油吸收热量的多少.
（8）本次实验采用的科学方法有________（填字母序号） A.控制变量法
B.比值定义法
C.类比法
D.转换法
（9）图丙是某同学绘制的吸收热量—时间图像和温度—时间图像，能正确描述该实验真实情况的是________.
（10）分析表中数据可知，对于质量相等的水和煤油，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多.由此可见，________的比热容较大
（11）现在已知水的比热容是3
4.210J/(kg )⨯⋅℃，则由表可知煤油的比热容是________________.
（12）在对实验进行反思时，某同学将实验装置进行了改进并设计了如图丁所示的装置.与原装置相比，此装置的优点是________________.（答出一条即可）
答案：（1）质量
（2）保证相同时间内水和煤油吸收的热量相同 （3）A ；确保实验过程中用酒精灯的外焰加热 （4）使水和煤油受热均匀 （5）26
（6）钟表 （7）加热时间 （8）AD （9）C
（10）煤油；水；水
（11）
（12）用水浴法加热，使水和煤油受热更均匀，并且不需要搅拌（答案合理即可） 解析：（9）加热装置相同，因此加热时间相同时吸收的热量相同，A 、B 错误；由表中数据可知，加热相同时间，水升温较慢，故C 正确，D 错误.
（11）由表中数据可知，加热时间相同（吸收热量相同）时，水升高的温度比煤油低；当
加热时间为2 min 时，，，根据公式可得
1.（2023四川泸州）小明学习了比热容知识后，想比较A 、B 两种未知液体的比热容大小，进行如下实验：
（1）找来两个带保温层的相同电热杯，不计与外界发生的热传递，如图甲所示； （2）将 _______相等的A 、B 两种液体分别倒入两个电热杯中，然后将两种液体均加热到60℃；
（3）将长时间处于室温的两个完全相同的铜块，分别浸没在两种液体中，盖好盖子； （4）经过一段时间，温度计示数稳定后，A 液体中温度计示数如图乙所示，则A 液体温度降为 _________℃，B 液体温度降为53.0℃；
3
2.110J/(kg )⨯⋅℃Q Q =水煤油 m m =水煤油Q cm t =∆ ΔΔQ Q c m t
m t =
=
=
水煤油煤油煤油煤油煤油
33 Δ 4.210J/(kg J/(kg )1 2.110Δ2)c m t m m t m ⨯⋅⨯⨯==⨯⨯⋅水水水水煤油煤油煤油℃℃℃
℃
（5）分析可知，_____液体放出的热量多，_____液体的比热容较大。

【答案】（2）质量（4）56 （5）A A
【解析】（2）比较A、B两种未知液体的比热容大小，根据控制变量法可知需要控制两液体的质量相等。

（4）由乙图可知，A液体温度降为56℃，则A液体则铜块的末温为56℃。

（5）B液体温度降为53℃，则B液体中铜块的末温为53℃，铜块的初温相同，根据Q=cm Δt可知，A液体中铜块吸收的热量较多，则A液体放出的热量多；即c A mΔt A>c B mΔt B，代入数据可得c A m(60℃-56℃)>c B m(60℃-53℃)，整理可得c A>c B，所以A液体的比热容较大。

2．（2023四川广元）某实验小组用如图所示的实验装置比较a、b两种液体的吸热情况，甲、乙两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。

实验中记录的数据如下表：
（1a吸收的热量
___________b吸收的热量（选填“>”“=”或“<”）；
（2）本实验运用的物理学研究方法主要有___________和转换法。

【答案】（1）>（2）控制变量法
【解析】（1）分析表格可知，质量相等的液体a和b，升高相同温度时，a液体需要的加热时间更长，a液体吸收的热量多，即a吸收的热量大于b吸收的热量
（2）实验中为了比较a、b两种液体的吸热情况，控制了加热器的规格相同、用于加热的液体质量相同、初温也相同，比较两种液体升高相同的温度时所需要的加热时间，所以实验中用到控制变量法。

两种液体吸收热量的多少可以通过加热时间的长短来比较，所以还用到了转换法。