比热容和热值

⽐热容和热值
⽐热容和热值
⼀．物质的⽐热容
（1）⽐热容：
单位质量的某种物质温度升⾼1℃吸收的热量叫做这种物质的⽐热容，简称⽐热。

⽐热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，来表⽰各种物质的不同性质。

（2）⽐热的单位：在国际单位制中，⽐热的单位是焦/（千克·℃），读作焦每千克摄⽒度。

⽔的⽐热是4.2×103焦/（千克·℃）。

它的物理意义是⼀千克⽔，温度升⾼1℃，吸收的热量是4.2×103焦⽿。

单位质量的某种物质温度升⾼1℃吸收的热量和它温度降低1℃放出的热量相等，也是它的⽐热。

各物质中，⽔的⽐热最⼤。

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升慢，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。

故温度相同的不同物质，⽐热⼤的物质温度变化范围⼩，温度变化慢，⽐热⼩的物质温度变化范围⼤，温度变化快
⽔⽐热⼤的特点，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。

⼆．有关热量的计算
热总是由⾼温物体传向低温物体，直到温度相等为⽌。

⾼温物体放热，温度降低；低温物体吸热，温度升⾼。

通过前⾯的学习知道，当物体的温度升⾼或降低时，物体吸收或放出的热量多少跟物体的质量有关，跟物体升⾼或降低的温度有关还跟物质的⽐热容有关。

我们从物质⽐热容的意义出发归纳出决定物体吸收或放出热量多少的计算公式：
Q＝cm△t。

如果物体的温度升⾼，吸收热量，末温t2⾼于初温t1，这时温度的变化量△t＝t2－t1，这时Q吸＝cm（t2-t1）。

同理，如果物体放热，则初温t1⾼于末温t2，这时温度的变化量△t＝t1－t2。

这时Q放＝cm（t1－t2）
三．内能的来源
（⼀）燃料的燃烧与热值
（1）燃料的特点
在燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。

也就是我们常说的释放热量。

⼈类使⽤的能量绝⼤部分是从燃料燃烧中获得的内能。

所以燃烧的过程就是把燃料的化学能转化为内能的过程。

（2）燃料的热值
燃料的共同特点是都能燃烧。

但不同的燃料在燃烧时放热的本领不同。

为了⽐较和计算质量相同的各种燃料完全燃烧时放出的热量，物理学⾥引⼊了燃料的热值概念。

1. 定义：1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。

1千克⼲⽊柴完全燃烧放出约1.2×107焦的热量。

则⼲⽊柴的热值是1.2×107焦/千克。

对于⽓体燃料⽽⾔，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。

2. 单位：J/kg。

对于⽓体燃料⽽⾔就是J/m3。

3. 物理意义：
热值直接反映了燃料的燃烧特性。

热值⼤，反映单位质量的该种燃料完全燃烧时放出的热量多（化学能转化成的内能多）。

另外燃烧的热值是燃料的⼀种特性，与燃料质量、是否燃烧、燃烧程度等因素⽆关。

所以⼀筒汽油与半筒汽油相⽐，热值⼀样⼤。

如果⽤Q表⽰燃料完全燃烧放出的热量，⽤q表⽰燃料的热值，⽤m表⽰燃料的质量，那么可⽤公式Q＝mq （⽓体燃料的计算公式为Q＝Vq）计算其放出的热量。

【课堂练习题】
1．夏天，内陆地区⽐沿海地区⼀天内⽓温变化要⼤，这是因为（）
A．沿海地区⽔的密度⽐内陆地区砂⽯的密度⼩ B．沿海地区含有的热量⽐内陆地区砂⽯的热量多
C．沿海地区⽔域⽐内陆地区⽔域⾯积⼤ D．沿海地区的传热能⼒⽐砂⽯弱
2．状态⼀定的某物质的⽐热容( )
A．跟它吸收的热量成正⽐B．跟它的质量成反⽐
C．跟它的温度变化成反⽐D．是物质的⼀种属性，⼤⼩与上述因素⽆关
3．⽔的⽐热容为，将2kg的⽔倒掉⼀半，剩下的⽔的⽐热容是 J／（kg·℃）；⽔结冰后它的⽐热容将（填“改变”或“不变”）；初温为20℃、质量为lkg的⽔吸收2.1×105J热量后温度将升⾼到℃．
4．质量为500g的铁锅中放有3kg的⽔，把它们从15℃加热到85℃．吸收了多少热量?
[c铁＝0.46×103J／（kg·℃），c⽔＝4.2×lO3J／（kg·℃）]
5．质量相同的两个物体由于吸热⽽升温，若它们的⽐热容之⽐为1：2，升⾼的温度之⽐为3：2，则它们吸收的热量之⽐为（）
A．3：4 B．4：3 C．1：3 D．3：1
6．给⼀定质量的⽔加热，其温度与时间的关系如图中a所⽰，若其他条件不变．仅将⽔的质量增加．则温度与时间的关系图象正确的是（）
A．a B．b C. c D．d
7．下列说法中，能反映物体放出热量的多少跟物体质量有关的是( )
A. 同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同。

B .相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量⼀般不同。

C .不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同。

D. 不同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量⼀般不同。

8．煤炭是⼀种重要能源．区别优劣煤的质量最科学的办法是检测下列物理量中的（）
A．⽐热容 B．密度 C．热值 D．温度
9．酒精的热值是3?107J/Kg，柴油的热值是3.3?107J/Kg，质量相等的酒精和柴油分别完全燃烧，则（）A．酒精放出的热量多 B．柴油放出的热量多
C．它们放出的热量⼀样多 D．⽆法确定
10．将2kg的⽔从20℃加热到70℃，需要吸收多少热量？若这些热量全部由酒精燃烧来提供，酒精燃烧放出的热量只有70%被⽔吸收，需燃烧多少g的酒精？（C⽔=4.2×103J/(kg·℃)， q酒精=3.0×107J/kg）
11．杨洋同学家原来是⽤液化⽯油⽓烧⽔的(每天⾄少⽤65℃的热⽔100kg)，参加“探究性学习”活动后，在⽼师的指导和同学们的帮助下，制作了⼀台简易的太阳能热⽔器。

这台热⽔器6⽉份平均每天可以将100kg的⽔从15℃升⾼到65℃。

（1）若液化⽯油⽓的热值为8.0×107J/kg，改⽤太阳能热⽔器后，6⽉份平均每天可节约液化⽯油⽓多少千克？[液化⽯油⽓燃烧放热的70%被⽔吸收]
（2）使⽤太阳能热⽔器⽐使⽤燃料烧⽔，除了节约能源外，还有哪些优点？(⾄少写出两点)
12．正在传递的北京2008年奥运会祥云⽕炬使⽤的燃料为丙烷，常温下呈现⽓态的丙烷通过加压液化后储存在较⼩的罐内．若丙烷的热值为8.0×107J／kg，罐内装有的450g丙烷完全燃烧可以放出的热量是
J．
13．在我国实施“西⽓东输”⼯程中，西部地区天然⽓被输送到缺乏能源的东部地区，天然⽓与煤相⽐，从热学⾓度分析，它突出的优点是；从环保⾓度分析，它突出的优点是．（天然⽓、煤的热值分别是1.14×l08J／kg、3×lO7J／kg）
14．柴油机是⼯农业⽣产中常⽤的热机．已知某型号柴油机的效率为η，柴油的热值为q．将质量为m的柴油完全燃烧，能放出的热量Q＝，这些热量通过柴油机的转化对外所做的有⽤功W ＝．
15．如图所⽰，实验室内两个相同的烧杯中装有等质量的⽔和煤油，⽤同⼀规格
的电加热器同时加热⼀段时间（热量损失不计，且液体均未沸腾），则加热过程中
甲⼄两⽀温度计升⾼的温度之⽐为正[C煤油＝2.1×103焦/（千克，℃）]（）
A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．1∶4
16．已知⽔的⽐热是4.2×103焦/（千克·℃），⽔银的⽐热是0.14×103焦/（千
克·℃），则下⾯说法中正确的是（）
A．体积相同的⽔和⽔银，温度都升⾼1℃，⽔吸收的热量是⽔银的30倍
B．质量相同的⽔和⽔银，降低相同的温度，⽔银放出的热量是⽔的1/30
C．质量相同的⽔和⽔银，吸收相同的热量，若⽔银升⾼1℃，则⽔要升⾼30℃
D．若1千克的⽔温度低1℃放出的热量全部被30千克的⽔银所吸收，则⽔银的温度升⾼1℃
17．质量为3千克的⽯油，⽤去1/3后，剩下的⽯油（）
A．⽐热变为原来的2/3，燃烧值不变 B．⽐热不变，燃烧值变为原来的2/3
C．⽐热和燃烧值均变为原来的2/3 D．⽐热和燃烧值都不变
18．把⼀瓶酒精倒去⼀半，则剩下的酒精（）
A．⽐热容和热值均变为原来的⼀半 B．⽐热容变为原来的⼀半，热值不变
C．热值变为原来的⼀半，⽐热容不变 D．⽐热容和热值均不变
19．完全相同的两个容器内分别装有初温相同、质量相等的酒精和⽔，各吸收相等的热量后，容器中（）A．⽔的温度⼀定更⾼，因为⽔的沸点更⾼ B．酒精的温度⼀定更⾼，因为酒精的⽐热更⼩
C．⽔和酒精的温度⼀定相同，因为吸收的热量相等 D．两者谁的温度更⾼不能确定，因为条件不⾜
20．我国海南省的西沙群岛⽓温的年较差只有6℃，⽽内蒙古⾃治区的海拉尔⽓温的年较差⾼达46.7℃，造成这种⽓候差异的主要原因是（）
A．季风 B．地貌 C．海陆分布 D．纬度位置
21．要使4千克⽔的温度从15℃升⾼到65℃，⽔需要吸收多少热量？若这些热量全部由燃烧酒精获得，不计热量损失，则需要完全燃烧_____千克酒精．C⽔＝4.2×103焦/（千克·℃），酒精的热值是3.0×107焦/千克．22．⼀个热⽔袋内接1千克⽔，⽔温从90℃降到20℃，它放出的热量是多少焦？[⽔的⽐热为4.2×103焦/（千
克·℃）]
23．⽔的⽐热容是4.2×103焦/（千克·℃），把2千克的⽔从20℃加热到70℃，⽔需要吸收多少热量？
24．在晴朗的天⽓⾥，⼀个太阳能热⽔器每秒钟将1200焦的太阳能直接转化为内能．该热⽔器在5⼩时⾥获得的内能，能将多少千克的⽔从20℃加热到80℃?
25．太阳能热⽔器具有安全、节能、经济和环保等优点．
（1）太阳能热⽔器⼯作时，把太阳能转化为⽔的_____能．
（2）有⼀太阳能热⽔器，⽔箱的容积为160升．装满⽔后，若⽔温由20℃升⾼到70℃，⽔箱⾥的⽔吸收的热量是多少焦⽿？[1升＝1分⽶3，C⽔＝4.2×103焦/（千克·℃）]
26．⼩明学习了热学的有关知识后，知道⽔的⽐热是4.2×103焦/（千克·℃），他想估算⼀下⾃⼰家每天烧⽔、做饭需要的热量，于是⼩明仔细记录了他家每天烧⽔、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧⽔时间，相当于每天将30千克20℃的⽔烧开．
（1）⼩明家每天烧⽔做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的燃烧值为3×107焦仟克，从理论上讲⼩明家每天烧⽔做饭需要多少千克煤？
（3）⼩明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5千克算，他家每天实际⽤煤2千克，由此⼩明计算出他家煤炉的效率只有16.5%．你认为⼩明家煤炉效率低的原因是什么？
（4）从⼤的⽅⾯讲，家⽤煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外，另⼀个主要缺点是什么？
27．⽤煤⽓灶既⽅便⼜环保．⼀般的煤⽓灶正常⼯作时，15分钟可使4千克、23℃的⽔沸腾，该城市⽔的沸点为93℃．求：（1）⽔吸收的热量；
（2）若煤⽓灶放出的热量65%被⽔吸收，煤⽓灶实际放出的热量
28．在西部⼤开发中，国家提出“退耕还林”的伟⼤举措，对改善西部⽣态环境有重要意义．⼤量植树造林，可调节⽓温，据资料介绍，⼀公顷森林每天吸收的太阳能约为1.07×1010焦，如果这些能量被⾯积为⼀公顷、⼀定厚度的3.96×106千克⼲泥⼟地⾯吸收，可使地⾯温度升⾼多少？ [C⼲泥⼟＝0.84×103焦/（千克·℃）]
29．太阳是个巨⼤的能源，由于直接利⽤太阳能不会污染环境，因此它是很有开发价值的绿⾊能源．太阳能热⽔器是常见的利⽤太阳能的装置，若太阳能热⽔器内贮⽔100千克，当⽔温从25℃升⾼到75℃时，⽔吸收的热量是______焦．[已知⽔的⽐热为4.2×103焦/（千克·℃）]。