比热的计算

比热的计算

主讲：李超

知识强化

一、知识概述

1、理解比热容的概念，知道比热容的单位及其物理意义；

2、会查比热容表，记住水的比热容；

3、记住并理解热量的计算公式，会利用热量的计算公式进行有关热量的计算；

二、重点知识归纳

比热容及热量计算

1、(1)定义：单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。

(2)单位：焦/(千克·摄氏度)[J/(kg·℃)]

说明：①比热容是物质的一种特性。它反映的是物质容热本领的大小。物质的比热容与它的质量的大小、温度的高低、是否吸热或放热及吸收或放出的热量的多少都无关。比热容只与物质的种类和状态有关。

②物质的比热容与物质的状态有关系。如c水=2c冰。

③由公式Q=cm△t变形，可得到，这里要注意这个公式是利用Q、m和△

t求物质的比热容，但我们不能认为比热容与Q成正比，与m和△t成反比，因为比热容是物质的一种特性，不随外界变化而变化。

④对于质量相同的不同物质，吸收或放出相同的热量，比热容大的物体温度变化小，所以比热容小的砂石为主的内险峰地区，气温变化明显，而沿海地区，水的比热容大，气温变化不明显。

2、热量的计算公式

(1)吸热公式：Q吸=cm(t－t

)

－t)

放热公式：Q放=cm(t

(2)若用△t表示温度的变化量，则上述两公式可统一表示为：Q=cm△t。

说明：①公式中各物理量的单位：比热容用J/(kg·℃)，质量用kg，温度用℃，热量用J。

②如果过程中存在物态变化，不能使用这个公式，如冰融化成水吸收热量，但温度不变。

③在Q=cm△t中，如果物体吸热，△t就等于末温减初温，表示升高的温度；如果物体放热，△t等于初温减末温，表示降低的温度。△t总是等于较高的温度减去较低的温度不取负值。如果被减温度是负值，前面要带负号。如一块冰从－4℃降到－18℃，则△t=－4℃－(－18℃)=14℃。

④解题要分清初温，末温，升高了，升高到(或降低了、降低到)的含义。要根据题意作出正确的判断。

三、难点知识剖析

正确理解比热容的概念：

由课本中的实验可知：相同质量的不同物质，在温度升高相同时，吸收的热量不相等。这说明物体吸热的多少不仅与物体的质量、升高的温度度数有关，还与物体的种类有关。为了表示物质的这种热学特性，物理学中引入了“比热容”这一物理量，把单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容。比热容反映了物质温度升高时吸收热量的本领，与密度一样，比热容也是物质的特性之一，比热容的大小只决定于物质本身，同种物质的比热容是一定的，与物质的质量、体积、温度变化无关，而不同物质的比热容一般不同，因而比热容也是用来鉴别不同物质的依据之一。

例1、(2004·浙江湖州)随着科技的发展，现在太阳能热水器的效率越来越高，不少单位、家庭安装了太阳能热水器。安全、清洁的太阳能的利用，节约了大量的常规能源。假设一太阳能热水器内装有100kg30℃的水，在阳光照射6h后，水温升高到80℃，则热水器内的水吸收了______J的太阳能，这相当于节约了______m3的煤气。(已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值约为3.9×107J/m3)

解析：Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(80℃－30℃)=2.1×107J。

相当于节约多少煤气，可根据Q=mq计算，但要看清本题所给煤气的热值单位是J/m3，而不是J/kg，。

答案：2.1×107J0.54

归纳点评：凉水吸热和燃烧煤气等相结合的题目是近几年中考的热点，解答好此类题目需注意以下几点：

(1)此类题目的综合式为cm△t=mq×η(η指传热效率)。

(2)分清题目的条件，升高、升高了、升高到代表的物理量。

(3)注意质量的单位要换算成kg。

例2、在冬季室温下的A、B两物体质量相等，把A物质放入一杯热水中达到热平衡后，水温降低了5℃；取出A物体后再把B物体放入这杯水中，达到热平衡后水的温度又降低了5℃，如果没有热损失，这两个物体比热容大小的关系是()

A．A物体的比热容较小B．A、B两物体的比热容相等

C．B物体的比热容较小D．无法比较

解析：选A。设A、B两物体质量均为m

1，初温均为t

1

，热水质量为m

2

，初温为

t2，A放入热水中平衡时的温度为t2－5℃，A物体的温度变化△t A=t2－5℃－t1，由热平衡方程Q吸=Q放得

c

A

m1(t2－5℃－t1)=c水m25℃①

B物体放入这杯水中达到热平衡时的温度为t

2

－10℃，

△t

B

=t2－10℃－t1，同理可得

c

B

m1(t2－10℃－t1)=c水m2·5℃②

由式①②比较可得

c

A

(t2－t1－5℃)=c B(t2－t1－10℃)，

显然t

2－t

1

－5℃)＞t

2

－t

1

－10℃

故必有c

A ＜c

B

。

误区警示：解此题易犯的错误是搞不清两物体温度的变化情况。让题目中两次的水温都下降5℃所迷惑。错认为两次物体降低的温度也相同从而得出比热容相同的错误结论。解决此类题目的关键是要搞清质量、温度变化、比热容以及吸收热之间的关系，依据热平衡方程做出正确的分析判断。