物质的比热容

三、物质的比热容
〖知识点1〗实验探究：不同物质吸热温度升高的快慢
例1：为了比较水和煤油的吸热能力，小明设计了如下实验步骤：
A、在两个相同的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；
B、用两支温度计分别测出水和煤油的初温；
C、在烧杯中，分别放入功率相同的电热器，加热时间相同；
D、用温度计分别测出水和煤油的末温
（1）步骤A存在的错误是：__________________________应改为__________________
（2）步骤C，加热时间相同是为了使水和煤油___________________________________
（3）步骤B和D是为了得出水和煤油的________________________________________
【变式1】小明在探究沙子和水吸热升温快慢的方法的实验中：
(1)在实验前准备了火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、铁架台、石棉网，除此之外，还需要_______、_______、_______。

实验时使用搅棒的作用是____________________________。

对沙子和水的选取，需满足的条件是__________________________________。

(2)在此实验中，用加热时间的长短来表示____________________________________。

怎样确定沙子和水是否吸收了相同的热量_______________________________________。

(3)比较沙子和水吸热升温快慢的方法有___________________________、_________________________
(4)实验中小明想：沙子吸热升温比水快，如果猜想正确，则应该观察到的现象是：___________________
(5)用同样酒精灯加热的目的是___________________________。

(6)由于物体吸收热量的多少不便于用仪器测量，本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短，在探究活动中常用到这种方法，请设计一个运用这种方法的实验________________________________________
(7)实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况往往与结论不符，你认为可能的原因是：________________
(8)探究过程中也有部分同学提出猜想：可能是中午海水蒸发吸收热量，所以温度低；而沙子不蒸发，所以温度高，你认为上述猜想是否正确，请说明理由：____________________________________________ (9)在冰熔化实验，小李与同学交流时发现，在开始2min升温快，最后2min升温慢，请你做出合理的解释______________________________________________________
(10)通过上述探究活动，小明终于理解为什么在沿海地区在炎热晴朗的天气会产生海风和陆风，而且陆风通常是__________形成（填“白天”或“夜晚”），因为______________________________________________ 【变式2】小庆在学习了比热容的知识后．想知道牛奶与豆浆的比热容哪一个大．他查找了相关资料但没有找到这两种液体的比热容，于是他又请教了老师，老师把他带到了实验室．拿出了两个完全相同的电加热器、烧杯、温度计．另外给他两杯初温相同的豆浆和牛奶．鼓励他通过实验寻找答案．
(1)实验中他应保证牛奶与豆浆的质量相同和相同，并通过观察，来判断牛奶与豆浆谁的比热容大．
(2)写出一种他可能观察到的现象及对应的结论：
【变式3】在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热。

（2）分析比较（填烧杯号）烧杯的实验记录，可得出的初步结论是：在质量和升高的温度都相同时，不同物质吸收的热量不同。

（3）实验中可看出，水和煤油的“容热本领”不一样，除了可以用保持物体的质量及升高的温度不变，比吸收的热量这种方法之外，你还能用其它方法来表示物质的“容热本领”吗？试写出其中的一种方法：。

（4）综合分析实验记录，可以发现，物质吸热的多少取决于质量、和。

某同学在【变式4】“比较不同物质吸热升温属性”的实验中，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少，记录了下表的数据，请你观察下表回答以下问题：
（1）实验中，用相同的电加热器的目的_______________________________________。

(2) 除了加热器相同以外，还要使_________________________________相同。

（3）实验中，“用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少”，物理学把这种研究问题的方法叫______________，请再举一用这种研究方法的例子：______________。

（4）分析1、2或3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：_______________________
（5）分析________或_______次实验数据，可以得出的初步结论是：质量相同的不同物质，升高相同的温度时，吸收热量的多少与物质的比热容有关。

〖知识点2〗比热容的概念及物理意义
例2：下列情况中，比热容会发生变化的是（ ）
A 、水温从80℃上升到90℃
B 、把铁圆柱拉成细铁丝
C 、砖块的体积减少一半
D 、水结成冰
【变式1】关于比热容，下列说法中正确的是（ ）
A 、物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B 、物质的比热容跟物体的温度有关
C 、物体的质量越大，它的比热容就越大
D 、物质的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系
【变式2】由Q ＝cm （t － t o ）可得。

c ＝
)(0t t m Q ，关于同一种物质的比热容c ，下列说法正确的是（ ） A ．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B ．若质量增大一倍，则比热容减至一半
C ．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍
D ．无论质量多大，比热容都一样
例3：煤油的比热容是2.1×103J/（kg.℃），表示的物理含义是___________________________________。

汽车的散热器可用水做冷却剂，是因为在相同条件下，水能带走较多的__________，冷却效果好。

【变式1】一杯水由80℃降至20℃放出的热量为Q 1，它由30℃升高到70℃吸收的热量为Q 2,则( )
A. Q 1＜Q 2, B . Q 1＞Q 2 C. Q 1＝Q 2 D. 无法比较
【变式2】两个温度和质量相同的金属球，先把甲球放入盛热水的杯中，热平衡后水的温度降低△t ，把甲球取出，再把乙球放入该杯中，热平衡后水的温度水的温度降低△t ，则两球材料的比热容C 甲_____C 乙
【变式3】分别用两个完全相同的“热得快”，同时给质量和温度相同的A 、B 两种液体加热，他们的温度随时间变化的图象如图1，由图可以看出， 液体的温度升高的较慢， 液体的比热容较大。

【变式4】用一个电热器对某液体加热，图2是液体的温度随时间变化的图线(设电热器提供的热量全部被
液体所吸收)．若在5min 时间内，液体吸收的热量是1.2×105J ，液体的温度升高了______℃．若该液体的
质量为1kg ，则液体的比热容是____________．
〖知识点3〗比热容的一般规律
例4：下表列出几种物质的比热容。

根据以上表格，请写出你发现的规律
规律①。

规律② 。

图1 图2
规律③。

〖知识点4〗比热容的应用
例5：早春时节，在培育水稻秧苗时，常采用“调水护秧”，使秧苗在夜间不被冻坏，下列说法中正确的是（）A、早晨向秧苗灌水，因为水的比热容较大，能吸收较多热量，可提高秧田温度
B、傍晚向秧田灌水，因为水的比热容大，使秧田温度不至于下降过低
C、早晨向秧田灌水，因为水的比热容较大，能放出较多热量，可提高秧田温度
D、秧田里应一直灌水，因为水的比热容较大，能吸收较多热量，可提高秧田温度
【变式1】星期天，小明同学在父母的协助下，从早上七点开始每隔半小时对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量，并根据记录的数据绘成温度—时间图象，如图所示。

从图线可以看出乙的温度变化幅度小，是__ _（选填“气温”或“水温”）的图线，温度变化幅度小的原因是。

【变式2】根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是（）
A.制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小
B.北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性
C.由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D.由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0o C的水比0o C的冰效果好
【变式3】“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”反映了沙漠地区气候变化的特点，请你简要地回答产生这种气候的原因．
【变式4】用同样的炉火分别给相同质量、相同初温的水和食用油加热，开始阶段发现食用油温度升高的快，说明食用油的______比水小，通常情况下用油炸食物比水煮食物熟得快，说明食用油的______比水高。

【变式5】由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大，所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著。

因此( )
A.白天的海风多是从陆地吹向海面，夜晚的海风多是从海面吹向陆地
B.白天的海风多是从海面吹向陆地，夜晚的海风多是从陆地吹向海面
C.白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面
D.白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地
【变式6】晓丽在《物理手册》中查到如下数据：
3－1
（1）图像中能正确反映液态酒精比热容与温度关系的是_________。

（2）增大压强，既能使酒精的比热容___________，又能提高酒精的___________。

〖知识点5〗温度、热量、比热容的实验探究---吸收热量的多少与哪些因素有关
例6：为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,小明用4个相同的烧杯分别盛水和煤油,用同样的加热器加热水和煤油,实验数据记录如下表:
根据实验记录数据, 请你分析：
（1）比较烧杯1和3,结论是:
（2）比较烧杯1和2,结论是:
（3）比较烧杯3和4,结论是:
（4）综合上述三个结论,进行概括,可以得出总的结论是:
（5）上述的研究过程中采用的方法叫____________，举一例采用这一方法研究的物理问题_________________________________________________________________________________________ 〖知识点6〗比热容的计算及热量公式的运用
例：一支保温瓶内装有2kg 的水，温度从95℃降低到45℃，问保温瓶内的水放出多少热量？
实际中放出的热量要多得多，你知道这是为什么吗？
【变式1】把一个质量为500克的金属块，从80℃降低30℃，放出的热量为3×103焦，这种金属的比热容
是多少？
【变式2】煤油比热容为2.1×103J/〔kg ·℃〕,4.2×105J 的热量可以使多少千克的煤油升温20摄氏度？
【变式3】一块质量为800g 的冰块的温度为-15℃，放出8.4×103J 的热量后，冰的温度为多少？已知：c
冰=2.1×103J/(kg ·℃)
【变式4】若一太阳能热水器内装有100kg 温度为20℃的水，阳光照射一天后, 水温升高到70℃，则热水器内的水吸收了 J 的太阳能；这是通过 （选填“做功”或“热传递”）改变了水的内能。

【变式5】在童话故事中，卖火柴的小女孩在寒冷的夜晚只能靠点燃火柴取暖．如果一根火柴完全燃烧放
出78J 的热量，这些热量能使1m 3空气的温度升高多少摄氏度?[设空气的比热容为1．0×103J ／(kg ·℃)，
ρ空气=1．29kg ／m 3]
例3：一个标准大气压下质量为5kg 的水温度为90℃吸收了4.2×105J 热量后温度为_______。

【变式】把80kg 的钢块加热到100℃后投入温度为20℃，质量为100g 的煤油中，测出混合后的温度为40℃，
求煤油的比热容。

(C 钢=0.46×103J ／(kg ·℃)
例4：A 、B 两物体质量之比为1：2，升高相同的温度吸收的热量之比为5：2，则它们的比热容之比为________，若再使使A 、B 两物体升高的温度之比为3：2时，比热容之比为________。

【变式1】甲、乙两个物体的体积相同，它们的比热之比为1:2、密度之比为4:1，吸收相同的热量后，升高的温度之比为（ ）A ．1:2 B ．2:1 C ．1:8 D ．8:1
例5：用两个相同的“热得快”分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如右上图所示。

如果要你从甲、乙两液体中选择汽车的冷却液，应选择 液体。

如果甲的比热容为1．8×103J ／(kg ·℃)，则乙的比热容为_________________。

【变式7】如图15-5
甲是用水来冷却热牛奶的示意图。

图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图像，图中表示热奶温度随时间变化的曲线应是
；，(填写I 或Ⅱ)图中A 点的物理意义是 。

若水的质量为1．5kg ，在这个过程中水吸收的热量是 ．
【变式8】物理兴趣小组的同学想探究晶体在固态时比热容与在液态时的比热容的关系,就用稳定的热源给某晶体均匀加热,得到它的熔化图像如下图所示,该晶体在固态时的比热容与它在液态时的比热容之比 为
甲 图15-5 乙。