2018年九年级物理上册第十二章内能与热机解读“热和能”图象题新版粤教沪版20180901396.doc
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解读“热和能”图象题一、利用图像求比热容大小 例1用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图1所示,据此判断物质甲的比热容为( )A .2.1×103J/(kg ·℃)B .4.2×103J/(kg ·℃)C .1.2×103J/(kg ·℃)D .条件不足,不能确定解析 由图1知质量相同的物质甲和水升高相同的温度(都从0℃升高到60℃)所需加热时间之比为10min ∶20min=1∶2即吸热之比Q 吸甲∶ Q 吸水= 1∶2。
又由Q 吸=cm △t知,在m 和△t 都相同时,Q 吸与c 成正比,易知c 甲∶c 水= 1∶2,而c 水=4.2×103J/(kg·℃),故c 甲=2.1×103J/(kg·℃)。
答案 A二、根据图像比较物质比热容大小 ① 根据图像比较不同物质比热容大小 例2 如图2是甲、乙两个相同质量的物体吸热后温度升高的情况,图中横坐标是物体温度的变化,纵坐标是物体吸收的热量。
关于甲乙两种物质的比热容的大小,下列判断正确的是( )A .c 甲>c 乙B .c 甲<c 乙C .c 甲=c 乙D .无法判断 解析 方法一:由图2可知,在吸热相同的情况下,液体甲温度变化量小。
由Q 吸=cm △t 可知,在质量相同、吸热相同的情况下,温度变化与比热容大小成反比即温度变化量小的液体比热容大,故甲的比热容大。
方法二:由图2可知,在温度变化相同的情况下,甲液体吸热多。
由Q 吸=cm △t 可知,在质量相同、温度变化相同的情况下,吸热多少与比热容大小成正比,即同等条件下,吸收热量多的液体比热容大,故甲的比热容大。
答案 A说明: ①对于初温不相同的液体也可按上述思路求解:在质量和吸热相同的情况下,通过比较温度变化来比较比热容的大小或在质量和温度变化相同的情况下,通过比较吸热多少来比较比热容的大小;②若已知条件中没有明确质量大小关系,是无法判断比热容的大小的。
2018年九年级物理上册 第十二章《内能与热机》图说“认识内能” (新版)粤教沪版
图说“认识内能”一、内能图片课本P22 图12-1图12-1图片解读运动着的篮球具有动能,同样地,运动着的分子也具有动能。
自由下落的苹果因和地球之间互相吸引,苹果具有重力势能,分子之间相互吸引,分子也具有势能。
弹簧被压缩,弹簧的各部分因互相排斥而具有势能,同理,分子之间相互排斥致使分子也具有势能。
由宏观物体具有的特性来推知相似的微观物体也具有同样的特性,这种研究方法称为类比法。
例1 人类在探索自然规律的过程中,总结出了许多科学研究方法,如:“控制变量”、“类比”、“模型”等,如图1所示的两个例子都运用了上述的方法说明分子也具有动能和势能。
图1解析运动着的乒乓球具有动能,分子不断运动,必然具有动能。
地球和月球之间相互吸引具有势能,而相互吸引的分子也具有势能。
采用类比的方法,说明了分子既具有动能也具有势能。
答案类比。
二、做功改变物体的内能图片课本P24 图12-4(b)图片解读迅速按下活塞,活塞对筒内空气做功,空气的内能增加,温度升高,达到棉花的燃点,棉花燃烧。
这个实验说明,做功可以改变物体的内能,在这个过程中,机械能转化为内能。
图12-4(b)图2例2 (2015广州)如图2所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,硝化棉燃烧。
下列说法正确的是()A.迅速向上抽活塞,硝化棉也能燃烧B.此实验只通过热传递改变筒内空气的内能C.下压活塞的过程,空气的内能转化为活塞的机械能D.硝化棉燃烧,是因为玻璃筒内空气的温度升高,内能增大解析迅速下压活塞时,活塞对筒内空气做功,筒内空气的内能增加,温度升高,达到硝化棉的着火点,从而使硝化棉燃烧。
答案 D三、热传递改变物体的内能图片课本P24 图12-5(b)图12-5(b)图片解读烧水时燃料燃烧释放出热量,热量被壶底吸收,壶底又把热量传给水,水吸收热量后,内能增加,温度升高,达到水的沸点,从而使水沸腾。
在这个过程中,水的内能是通过热传递的方式来改变的。
2018年九年级物理上册 第十二章《内能与热机》两个热量公式的运用辨析 (新版)粤教沪版
两个热量公式的运用辨析t cm Q ∆=和qmQ =都可以用来计算热量,但它们使用的对象是不同的,很多同学对这两个公式的理解十分模糊,导致无法正确使用。
一、区别t cm Q ∆=适用于任何物体,它是用来计算物体温度发生改变时,吸收或放出热量多少的。
温度升高时,物体要吸热)(0t t cm Q -=吸;温度降低时,物体要放热)(0t t cm Q -=放。
其中c 是物质的比热容,表示1kg 的某种物质温度升高1℃时吸收的热量;t 0是物体的初温,t 是物体的末温。
qm Q =放只适用于燃料,比如煤、石油、酒精等,对于非燃料物质不能使用,比如水、石头等就不能使用该公式。
其中的q 等于单位质量的燃料完全燃烧释放的热量,m是该燃料燃烧的质量。
某些气体燃料的热值单位是J/m 3,计算这些气体释放的热量还必须知道燃烧气体的体积。
二、联系燃料燃烧释放的热量qm Q =放,被有效吸收的热量是t cm Q ∆=吸。
一般情况下,燃料燃烧释放出的热量是总能量,被有效吸收的热量是其中的一部分,被有效吸收利用的热量占燃料完全燃烧释放的总热量的比值,叫做热效率。
热效率的大小与吸Q 和放Q 的多少均无关,只和吸Q 与放Q 的比值有关,比值越大,热效率越高。
三、运用例1 用煤气灶把2kg ,初温为30℃的水烧到80℃,消耗了20g 煤气,已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg ,则水吸收的热量为 J ,煤气完全燃烧放出的热量为 J ,煤气灶烧水的效率为 %。
解析 水吸收的热量是J 102.4℃30℃80(kg 2℃J/(kg 102.4)(530⨯=-⨯⨯⋅⨯=-=))水吸t t cm Q 煤气完全燃烧放出的热量是J 104.8kg 1020J/kg 102.4537⨯=⨯⨯⨯==-煤气放qm Q 煤气灶烧水的效率为%50J104.8J 102.455=⨯⨯==放吸Q Q η答案 4.2×105 8.4×105 50点拨 在求解各类热效率时,要记住燃料燃烧释放的热量为总能量,应放在分母计算。
九年级物理上册第12章内能与热机单元总结含解析新版粤教沪版
第12章内能与热机单元总结1、内能:把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
2、单位:焦耳,符号J3、改变内能的方式:做功;热传递。
物体放出热量,它的温度( )A.一定降低 B.一定升高C.一定不变 D.可能降低也可能不变【答案】D【解析】物体放热时内能减小,温度不一定降低;如晶体在凝固的过程中,虽然继续放热,但温度是不变的,故选ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
物下例事例中,属于用热传递的方法改变内能的是( )A.地球外的陨石,坠入地球的大气层,成为流星B.炎热的夏天,西瓜在冷水浸泡后吃起来更加凉爽可口C.划着火柴,火柴燃烧D.锯木头时,锯条变得烫手【答案】B【解析】A.流星是由于陨石与大气摩擦,温度升高,达到燃点燃烧形成的,是做功改变了它的内能,A不符合题意;B.西瓜在冷水浸泡后温度降低,是由于西瓜与冷水之间发生了热传递改变了它的内能,B符合题意;CD.划火柴、锯木头,都是由于外界对他们做功内能增大,CD不符合题意。
故选B1、同一个物体,它的温度越高,内能越大。
物体内能的大小,除与温度有关外,还与物体的体积、状态、质量等因素有关。
2、一切物体都有内能。
3、内能与机械能的区别:物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关,是物体能量的微观表现;物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关,是物体能量的宏观表现。
物体的内能在任何情况下都不会为零(因为分子不停地做无规则运动总有动能),而物体的机械能可以相对为零。
所以内能和机械能是两种不同形式的能量。
4、(1)对物体做功,物体的内能会增加。
①实验:如下图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,可以看到棉花燃烧起来了。
这是因为活塞压缩空气做功,使空气的内能增加,温度升高,达到了棉花的燃点,使棉花燃烧。
②结论:对物体做功,物体的内能会增加。
(2)物体对外做功,本身的内能会减少①实验:如下图所示,大口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气。
2018年九年级物理上册 第十二章《内能与热机》温度、内能和热量解读 (新版)粤教沪版
温度、内能和热量解读温度、内能和热量是三个既有区别又有联系的物理量,说到它们之间的关系,不少同学都觉得有一种“剪不断,理还乱”的感觉。
确实如此,由于它们之间的关系既密切相关,又有本质上的区别,因而不少同学对于它们之间的辨证关系总是感到模糊不清,不易掌握。
1.三者的概念区别(1)温度:温度是用来表示物体冷热程度的物理量。
它反映的是物体内分子做无规则运动的剧烈程度,温度只能说“升高”、“不变”或“降低”,但温度不能传递,温度的单位是摄氏度(℃)。
(2)热量:热量是指热传递过程中,传递能量的多少。
它总是伴随着热传递而出现,是一个过程量,因而热量是与热传递过程相联系的物理量,若没有热传递的发生,就谈不上热量,故也就不能说一个物体“有多少”或“含有多少”热量,而只能说“吸收了”或“放出了”多少热量。
热量的单位是焦(J)。
(3)内能:内能是物体内部所有分子做无规则运动具有的动能与分子势能的总和。
内能是能的一种形式,从宏观看,物体内能大小与物体的温度有关;从微观看,物体的内能与物体内部所有分子的热运动及分子间的相互作用有关。
总的来说,当同一物体的温度升高时,内能增大;温度降低时,内能减少。
2.三者的辨证关系要揭示三者的辨证关系,可用两个“一定”和四个“不一定”来对它们进行总结。
(1)两个“一定”①物体的温度变化,其内能一定变化。
因为物体的温度改变,其内部分子无规则运动剧烈程度也随之改变,故内能也会改变。
所以物体的温度升高(降低),其内能一定增加(减少)。
②物体吸收(放出)热量,其内能一定改变。
物体吸收或放出热量,也就是发生了热传递。
而热传递则是改变物体内能的方法之一,在不考虑做功的情况下,物体吸收热量,内能增大;放出热量,内能减少。
(2)四个“不一定”①物体内能改变,其温度不一定改变。
晶体在熔化(或液体凝固形成晶体)过程中必须吸收(或放出)热量,晶体由于吸收(或放出)了热量,其内能增加(或减少),但晶体物质在熔化(或液体凝固形成晶体)过程中温度却是不变的。
2018年九年级物理上册 第十二章《内能与热机》明确关系 轻松解题 (新版)粤教沪版
明确关系 轻松解题我们知道,热机在一个工作循环里,要经历四个冲程,曲轴和飞轮均转两圈,活塞往复运动两次,对外做功一次,火花塞点火一次(汽油机),喷油嘴喷油一次(柴油机),故可得到各物理量之间的关系式:做功次数=点火(喷油)次数=2飞轮转动圈数=2活塞往复次数=4冲程个数(相同时间内)。
先利用该关系式求解几例。
例1 (2015 镇江)如图所示,工作中的四冲程汽油机正处于 冲程,该冲程将 转化为机械能。
若该汽油机每秒完成40个冲程,则每秒它对外做功 次、飞轮转过 圈。
解析 汽油机的电火花打火,进气门、排气门关闭,活塞向下运动,应是做功冲程。
汽油机做功冲程是将内能转化为机械能。
该汽油机每秒完成40个冲程,由做功次数=2飞轮转动圈数=4冲程个数知,每秒它对外做功10次,飞轮转过20圈。
答案 做功 10 20例2 某单杠四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm 2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm ,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105P a ,飞轮1min 转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求:(1)一个做功冲程中燃气对活塞做的功;(2)汽油机的功率。
解析 (1) 做功冲程中燃气对活塞的平均压力:F =pS =9.0×105Pa×30×10-4m 2=2700N一个做功冲程中燃气对活塞做的功: W 0=Fs =2700N×50×10-3m =135J(2)飞轮1min 转动1800周表明该汽油机每秒钟内飞轮转30转,由做功次数= 2飞轮转动圈数知,每秒钟做功次数=230=15,故做功一次所用时间为151s 。
故汽油机的功率:P =00t W =s 151J 135=2025W 。
答案 (1)135J (2) 2025W反馈练习1.(2015 枣庄)一台柴油机飞轮的转速为2400r/min,则在1s内,柴油机完成个冲程,对外做功的次数是。
九年级物理上册第十二章内能与热机章末测试2新版粤教沪版
第十二章章末2一、选择题1.初中物理九年级上粤沪版第12章卷2用酒精灯给试符中的水加热,如图所示,在软木塞被冲出试管口的过程中,下列说法正确的是( )A.水蒸气对软木寨做功,水蒸气的内能增大B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能C.水蒸气的内能保持不变D.软木塞的机械能保持不变【分析】做功可以改变物体的内能:外界对物体做功物体的内能增大,物体对外做功物体的内能减小;做功改变内能的实质是内能和其它形式的能的转化。
【解答】A、水蒸气对软木寨做功,水蒸气的内能减小,A不符合题意;B、水蒸气对软木寨做功,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,B符合题意;C、水蒸气对软木寨做功,水蒸气的内能减小,C不符合题意;D、水蒸气对软木寨做功,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,软木塞的机械能增大,D不符合题意。
故答案为:B。
2.初中物理九年级上粤沪版第12章卷2关于温度、内能和热量,下列说法正确的是()A.物体的内能越多,放热一定越多B.晶体熔化时温度不变,其内能一定增加C.物体的内能增加,一定要吸收热量D.温度相同的物体,其内能一定相等【分析】(1)一切物体都具有内能,内能的大小跟质量、温度、状态有关.(2)物体的内能发生变化,可能表现在物体的温度变化,也可能是状态的变化.(3)改变物体内能的两种方式:做功和热传递.【解答】A、物体的内能越多,放热多少与内能多少无关,故A错误;B、晶体熔化时,吸收热量,但温度不变,内能一定增加,故B正确;C、物体的内能增加,可能是物体吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故C错误;D、内能的大小跟质量、温度、状态有关,因此温度相同的物体,内能不一定相同,故D错误.故选B.3.初中物理九年级上粤沪版第12章卷2初温相等的甲、乙两物体,在放出相同的热量后,甲的温度高于乙的温度,那么,这两个物体的质量和比热容不可能是()A.m甲>m乙 ,c甲>c乙B.m甲>m乙 ,c甲<c乙C.m甲<m乙 ,c甲<c乙D.m甲<m乙 ,c甲>c乙【分析】已知两物体初温相同,放出热量相同,由放热公式Q放=cm△t结合选项中的条件分析.【解答】甲、乙两个物体初温t0甲=t0乙 , 放出热量后,甲的温度高于乙的温度,说明甲乙降低的温度关系为:△t甲<△t乙;又知放出热量Q甲=Q乙,由Q放=cm△t可知,c甲m甲>c乙m乙;若质量关系:m甲>m乙,则c甲>c乙或c甲<c乙都有可能;故AB正确;若质量关系:m甲<m乙,则c甲>c乙,不可能c甲<c乙;故C错误,D正确.故选:C.4.初中物理九年级上粤沪版第12章卷2如图所示,是蒸汽机工作的原理示意图,关于蒸汽机的工作过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是()A.汽缸内的蒸汽推动活塞做功,其能量的转化过程与柴油机的做功冲程一样B.在燃料燃烧的时候要产生热量,这是将内能传递给锅炉中的水C.蒸汽推动活塞做功,蒸汽的内能增大D.蒸汽机加装冷凝器,能减少废气带走的温度【分析】A、蒸汽推动活塞做功,将内能转化为机械能;柴油机的工作过程也是将内能转化为机械能;B、燃料燃烧将化学能转化为内能,然后将内能传递给水;C、蒸汽机推动活塞做功的过程经内能转化为机械能,内能减小;D、蒸汽机加装冷凝器,能减少废气带走的热量.【解答】蒸汽推动活塞做功与柴油机的做功冲程都是将内能转化为机械能,A正确;在燃料燃烧的时候要产生热量,这是将化学能转化为内能,B错误;蒸汽机推动活塞做功,将内能转化为机械能,内能减小,C错误;废气带走的不是温度,是热量,所以D错误.故选A.5.初中物理九年级上粤沪版第12章卷2下列说法正确的是()A.热值与燃料的燃烧情况有关B.比热是与物质吸收或放出的热量有关C.电阻与其两端电压、电流有关D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式【分析】(1)热值是燃料本身的一种特性,决定于燃料的种类;(2)比热容是物质的特性,决定于物质种类和状态,与其它因素无关;(3)导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过电流无关;(4)改变物体内能的方式:做功、热传递.【解答】A、热值是燃料本身的特性,决定于燃料的种类,与燃烧情况无关,故A错误;B、比热容是物质本身具有的特性,决定于物质种类和状态,与物体吸收或放出热量多少没有关系,故B错误;C、导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与导体两端电压和通过电流无关,故C错误;D、改变物体内能的方式有做功和热传递两种,故D正确.故选D.6.初中物理九年级上粤沪版第12章卷2为体现低碳经济的理念,上海世博会充分利用太阳能发电技术,其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2,年发电量3×106 kW·h.若这些电能由火力发电站提供(煤的热值为3×107J/kg,煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%),则仅此一项每年可节约煤炭的质量为( )A.2.0×104kgB.1.2×105kgC.1.2×106kgD.3.6×105kg【分析】知道利用太阳能年发电量W,这些电能若由燃烧煤的火力发电站提供,根据W=mq×30%求出需要煤的质量,即每年可节约煤炭的质量.【解答】由题知,利用太阳能年发电量:W=3×106kW•h=3×106×1000W×3600s=1.08×1013J∵mq×30%=W=1.08×1013J,∴用火力发电需要煤炭:m===1.2×106kg,即:每年可节约煤炭1.2×106kg.故选C.【点评】本题是一道电学与热学的综合应用题.与生活相连,加强了学生的节能环保意识.注意计算时的单位变换要正确.7.初中物理九年级上粤沪版第12章卷2下列关于温度、内能、热量和做功的说法中正确的是()A.物体吸热,温度一定升高B.一个物体的温度升高,一定是外界对物体做功C.某一铁块,温度降低,内能一定减小D.温度高的物体把温度传给温度低的物体【分析】改变物体的内能做功和热传递,同一物体,温度降低内能减少,在热传递过程中,传递的是热量.【解答】物体吸热,内能增加,温度不一定升高,比如晶体熔化时,吸收热量温度不变,A不符合题意。
九年级物理上册第十二章内能与热机挖掘图象信息求解比热容问题新版粤教沪版
挖掘图象信息 求解比热容问题通过图象考察比热容,是一种重要的题型。
这类题通过图象把物理量之间的关系表达得十分清楚、明了,但由于热量的决定因素多,吸热能力的比较方法不唯一,好多同学感觉这类题无从下手或者理不清头绪。
除了把握好试题类型以外,解答这类题还要注意运用两个重要的研究方法:〔1〕转换法 不同的物质吸收热量的多少,是通过热源放热时间的长短来表示的。
比方用一样的酒精灯加热一样的时间,就意味着研究物质吸收了一样的热量;用一样的电加热器,加热时间越长,研究物质吸收的热量就越多。
〔2〕控制变量法 吸收的热量Q 与c 、m 、△t 都有关系。
在研究比热容c 与热量Q 的关系时,要控制m 、△t 一样;在研究比热容c 与温度变化量△t 的关系时,要控制Q 、 m 一样。
一、根据图象比较物质比热容大小例1 〔xx 宁波〕用两个一样的“热得快〞,分别给质量、初温都一样的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图像如图1所示。
根据图像可知,甲液体的比热容 〔选填“大于〞、“等于〞 或“小于〞〕 乙液体的比热容。
质量为500g 、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃,吸收的热量为_______J。
[甲液体的比热容为1.8×103J/〔kg •℃〕]解析 由图1可知,在一样的加热时间内,甲液体温度变化量大,即甲液体温度升高较快。
两个一样的“热得快〞在加热时间一样时,两种液体吸热一样,由Q 吸=cm △t 可知,在质量一样、吸热一样的情况下,温度变化与比热容大小成反比,即温度变化量大的液体比热容较小,故甲液体的比热容小于乙液体的比热容。
甲液体吸收的热量:J 103.6C 70kg 5.0C J/kg 102.44o o 3⨯=⨯⨯⋅⨯=∆=t cm Q 吸。
×104。
例2 如图2所示,设一样时间内物质吸收的热量一样,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图 〔选填“甲〞或“乙〞〕。
这是因为c 冰〔选填“>〞、“<〞或“=〞〕c 水,所以一样时间内〔选填“冰〞或“水〞〕升温更快。
精选2018年九年级物理上册第十二章内能与热机图说“比热容和热机”新版粤教沪版
图说“比热容和热机”一、物质的比热容图片课本P32 图12-11图1图片解读用相同的热源给质量相同的砂石和水加热,砂石和水吸收相同的热量,砂石的温度升高得多。
要使砂石和水升高相同的温度,给水加热的时间要长一些,这说明水吸收的热量多。
这个实验说明,质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。
推理可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的物质温度变化大;质量相同的不同物质,温度变化相同时,比热容大的物质吸热(或放热)多。
例1 (2015潍坊)(多选)用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图2甲),根据测得数据分别描绘出两液体的温度随加热时间变化的图像(如图2乙).在相同的时间内两液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用m a、m b、c a、c b表示a、b两液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是()图2A.若m a=m b,则c a>c bB.若m a=m b,则c a<c bC.若c a=c b,则m a<m bD.若c a=c b,则m a>m b答案BC例2 (2014龙岩)如图3所示,隔着石棉网同时加热两规格相同的试管,试管中分别装有质量相同、初温均为20℃的煤油和水。
若加热时间相同,则煤油和水吸收的热量_____(选填“相同”或“不同”);若煤油和水的温度都升高到40℃,则____需加热较长的时间。
(c水>c煤油)图3解析相同时间内两种液体吸收的热量相同.相同质量的水和煤油,升高相同的温度,水的比热容大,水吸收的热量多。
答案相同水二、比热容的应用图片课本P34 图12-12图4图片解读与其他物质相比,水的比热容最大,在质量相同、温度变化相同的情况下,水吸收或放出的热量多。
因此,北方的冬季常用水循环来取暖,这里利用了水放热的原理;汽车常用水来做制冷剂,这里利用了水吸热的原理。
例3 (2014抚顺)如图5所示为一张水床,夏天人躺在床垫上会明显凹陷进去,说明力可以改变物体的___,同时又利用了水大的特点来为人体降温。
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解读“热和能”图象题
一、利用图像求比热容大小
例1用两个相同的电热器给质量相同的物
质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图1所示,据此判断物质甲的比热容为( )
A .2.1×103J/(kg ·℃)
B .4.2×103J/(kg ·℃)
C .1.2×103J/(kg ·℃)
D .条件不足,不能确定
解析 由图1知质量相同的物质甲和水升高相同的温度
(都从0℃升高到60℃)所需加热时间之比为10min ∶20min=1∶2即吸热之比Q 吸甲∶ Q 吸水= 1∶2。
又由Q 吸=cm △t 知,在m 和△t 都相同时,Q 吸与c 成正比,易知c 甲∶c 水= 1∶2,而c 水=4.2×103J/(kg ·℃),故c 甲=2.1×103J/(kg ·℃)。
图1 甲
t /min 0 5 20 10 t /℃ 15 20 40 60 80 水
答案 A
二、根据图像比较物质比热容大小
① 根据图像比较不同物质比热容大小
例2 如图2是甲、乙两个相同质量的物体吸热后温度升高的情况,图中横坐标是物体温度的变化,纵坐标是物体吸收的热量。
关于甲乙两种物质的比热容的大小,下列判断正确的是( )
A .c 甲>c 乙
B .c 甲<c 乙
C .c 甲=c 乙
D .无法判断
解析 方法一:由图2可知,在吸热相同的情况下,液体甲温度变化量小。
由Q 吸=cm △t 可知,在质量相同、吸热相同的情况下,温度变化与比热容大小成反比即温度变化量小的液体比热容大,故甲的比热容大。
Q △t
甲 乙 图2 O
方法二:由图2可知,在温度变化相同的情况下,甲液体吸热多。
由Q 吸=cm △t 可知,在质量相同、温度变化相同的情况下,吸热多少与比热容大小成正比,即同等条件下,吸收热量多的液体比热容大,故甲的比热容大。
答案 A
说明: ①对于初温不相同的液体也可按上述思路求解:在质量和吸热相同的情况下,通过比较温度变化来比较比热容的大小或在质量和温度变化相同的情况下,通过比
较吸热多少来比较比热容的大小;②若已知条件中没有明确质量大小关系,是无法判断比热容的大小的。
②根据图像比较同种物质不同状态的比热容大小
例3 如图3所示为某固体加热时温度随时间变化的图象。
5 图3 6 2 4 t 时/min 0 2
t 温/℃
-2
4 -4 1 7
3 A B C D E
(1)处在图中CD阶段时,该物体为__________。
(选填“固态”、“液态”或“气态”)
(2)处在图中BC和DE阶段时,物体需__________。
(选填“吸热”或“放热”)
(3)吸收相同的热量,在AB阶段比在CD阶段温度上升快,这是因为该物质在AB阶段时的比热容比在CD阶段时的________。
解析(1)处在图中CD阶段时,已经熔化完毕,因此该物质处于液态。
(2)处在图中BC段是晶体熔化过程,DE阶段是液体的沸腾过程,此时都要吸热,温度不变。
(3)方法一:因为在熔化过程中温度保持0℃不变,所以熔点为0℃,由此可知,该物质AB段为固态的冰,CD段为液
态的水。
又因水的比热容最大,故该物质在AB 段的比热容比CD 段的比热容小。
方法二:该物质在AB 段和CD 段虽然状态改变但质量不变。
又由图知,该物质在AB 段和CD 段温度变化相同,而加热时间之比为1∶2即吸热之比Q 吸AB ∶ Q 吸CD =1∶2。
根据Q 吸=cm △t 知,在m 和△t 都相同时,Q 吸与c 成正比,故有 c AB ∶c CD = 1∶2即c AB <c CD 。
答案(1)液态 (2)吸热 (3)小
三、根据图像比较内能大小
例4 在“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验中,实验装置如图4甲所示。
(1)试管中装有适量的碎冰,按图4甲组装时应将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,但不要碰到 ;
a 时间
/min
0 温度/℃ -20 100 A B C D E
b
(2)图4乙是根据实验记录绘制的冰熔化时温度随时间变化的图象。
由图象可知:BC段的物质处于
(选填“固态”“液态”或“固液共存态”),物体在a点时具有的内能(选填“大于”、“小于”或“等于”)在b 点时的内能。
解析(1)组装时应将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,但不要碰到试管底或试管壁;
(2)冰吸收热量温度升高,达到熔点。
继续吸收热量,温度保持不变,处于固液共存状态,等冰全部熔化成液态之后,吸收热量,温度不断升高。
BC 段的物质处于固液共存态,不断吸热,内能不断增加,但温度不变,故物体在a 点时具有的内能小于在b 点时的内能。
答案(1)试管底或试管壁 (2)固液共存态;小于
四、利用图象信息求物体吸热多少
例5 (2014 连云港)小华同学利用图5甲所示装置对100g 冰加热,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。
图5乙是他根据记录的数据绘制的温度——时间图象,根据图象可知:
图 5 甲 A B C D 乙
10 -10 5 10 25 时间/min 0 温度/℃ 15 20 丙 10 -10 5 10 25 时间/min 0 温度/℃ 15 20 A
B C D
(1)冰属于(选填“晶体”或“非晶体”);
(2)设相同时间内物质吸收的热量相同,则BC阶段物质共吸收了J的热量
(c冰=2.1×103J/kg•℃,c水=4.2×103J/kg•℃);
(3)图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度——时间图象,老师认为他的CD段数据有问题,老师做出这样的判断的依据是。
解析(1)由图象知,该物质在熔化过程中温度保持不变,所以是晶体;
(2)AB阶段物质吸收的热量:Q=cm(t-t0)=2.1×103J/(kg•℃)×0.1kg×10℃=2.1×103J,因为相同时间内物质吸收的热量相同,则BC阶段物质共吸收了2×2.1×103J=4.2×103J 的热量;
(3)因为水的比热容较大,质量相同的冰和水吸收相同的热量,水升温应较慢,而图CD段水升温应较快。
答案(1)晶体(2)4.2×103;(3)水的比热容较大,质量相同的冰和水吸收相同的热量,水升温应较慢。