实验探究四 探究物质的比热容

■实验探究四探究物质的比热容★猜想与假设
一、1、物体吸收或放出的热量：Q
吸（放）＝C
比
m△t；
2、比热容与物质的种类和状态有关；
3、比热容是物质的一种特性。

二、有关实验及注意事项参阅实验报告册及教材内容
探究物质的比热容习题（一）
1.下列说法中正确的是( )
A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
B.吸收热量多的物质,比热容一定大
C.高温物体放出热量一定多
D.质量相同的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度【解析】选D。

本题考查比热容的理解。

比热容是物质的一种特性,与它的质量和体积、温度等无关,故选项A是错的。

从比热容的定义可知,比较两种物质比热容,应当在质量及升高的温度相同的条件下,比较它们吸热的多少,吸热多的比热容大,反之则小,故B缺少条件,不正确。

温度高的物体不发生温度或状态变化,是不会放出或吸收热量的,故C也不正确。

由于水的比热容大,当质量相同的水、煤油吸收相同热量时,煤油升高的温度高。

【方法归纳】(1)比热容是物质的一种特性,与物质的种类有关,而与物质的质量、升高的温度、吸收热量的多少无关。

(2)物体吸收或放出的热量与物质的比热容、质量、温度的变化都有关。

2.(2013·宜昌中考)炎热的盛夏,人站在水中时感觉凉爽,而当人站在沙土上时却感到烫脚,这主要是因为水和沙具有不同的( )
A.热量
B.质量
C.比热容
D.密度
【解析】选C。

本题主要考查了比热容的知识。

在自然界中,水的比热容最大,因此对气温有很好的调节作用。

相同质量的水和沙土在吸收相同的热量后,由于水的比热容远远大于沙土的比热容,所以水升温慢,沙土升温快。

故选C。

3.(2014·开封十七中月考)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图。

根据图线可知( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
【解析】选A。

本题考查对图像的认识。

根据图像可知：质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,说明甲的比热容大,所以A对,B错。

同一热源加热,相同的时间内甲、乙两种液体吸收的热量就是相同的,所以C是错误的；质量相同的甲、乙两种液体加热相同的时间,乙的温度升高值更大,所以D是错误的。

【易错警示】分析比热容图像时常见失误
(1)不明确横轴和纵轴的含义。

(2)不会作辅助线(控制变量)分析、总结物理规律。

(3)认为质量相同的两种不同的物质,比热容越大,温度变化越大。

4.如图,生活中常用水作为取暖用的液体,因为水的大,与其他液体相比,降低相同的温度放出的热量。

【解析】本题考查比热容的应用。

因为水的比热容大,所以降低相同的温度,水放出的热量多。

答案：比热容多
5.在“比较水和煤油的吸热能力”的实验中,可以通过控制水和煤油的质量相同、吸收的热量相同,比较它们的多少,从而比较它们的吸热能力；实验中,用间接反映吸收的热量。

【解析】本题考查比热容的实验探究。

水和煤油的质量相同,吸收的热量相同,可以根据公式c=来判断吸热能力的大小,Δt越小,比热容越大,说明吸热能
力越强；实验中,用同一热源给物体加热,其吸热的多少是通过加热时间反映出来的,加热时间越长,物体吸收的热量越多。

答案：升高温度加热时间
6.(2013·临沂中考)为了比较水和煤油的吸热能力,晓雯设计了如下实验步骤：
A.在两个同样的烧杯中,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,加热相同时间；
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,加热相同时间是为了使水和煤油。

(3)步骤B和D是为了得出水和煤油。

【解析】本题考查比热容的探究实验。

(1)实验中应当控制两种液体的质量相同,所以A步骤中的错误是取两种液体的体积相同；(2)步骤C中使用相同的加热器给两种液体加热相同的时间,目的是使两种液体吸收的热量相同；(3)步骤B和D 分别测水和煤油的初温和末温,目的是计算它们升高的温度并进行比较。

答案：(1)装入等体积的水和煤油装入等质量的水和煤油
(2)吸收的热量相同(3)升高的温度
【试题备选】1.(2012·东营中考)已知铁的比热容小于铝的比热容,质量相同的铁块和铝块吸收相同的热量后, 温度升高得多；若它们降低相同的温度, 放出的热量多。

【解析】本题考查比热容的理解。

由于铁的比热容小于铝的比热容,根据公式
Q=cmΔt,当质量相同的铁块和铝块吸收相同的热量后,铁块温度升高得多；若它们降低相同的温度,铝块放出的热量多。

答案：铁块铝块
2.(2014·平南县六陈中学期末)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小文做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如表：
质量/g
升温10℃
所需时间/s
升温20℃
所需时间/s
升温30℃
所需时间/s
沙子30 64 89 124
水30 96 163 220
(1)在此实验中用表示水和沙子吸热的多少；
(2)分析表中的实验数据可知：质量相等的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量；
(3)如果加热相同的时间,质量相等的水和沙子, (选填“水”或“沙子”)升高的温度更高。

【解析】本题考查物质的吸热能力的实验。

(1)本实验采用相同的酒精灯加热,加热时间越长,沙子和水吸收的热量越多,因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少。

(2)由表中数据可知,水吸收的热量大于沙子吸收的热量。

(3)如果加热相同的时间,根据吸收热量的计算公式Q=cmΔt,水和沙子的质量相等,又因为水的比热容大于沙子的比热容,故沙子升高的温度更高。

答案：(1)酒精灯加热时间(2)大于(3)沙子
3.(2014·湖北武汉联考)为了探究物体温度升高时吸收的热量与哪些因素有关,
小明做了如下实验：用4个相同的烧杯分别盛水和煤油,用同样的电加热器加热水和煤油,得到如下实验数据：
(1)比较记录次实验可得出：同种物质,升高相同的温度,质量大的吸收的热量多。

(2)比较记录1和3,结论是。

(3)比较记录3和4,结论是。

(4)综合上述结论,进行概括,可以得到的结论是物体温度升高时吸收的热量的多少与有关。

【解析】本题考查物质的比热容的实验探究。

(1)实验1烧杯中液体的质量是200 g,升高10℃用的时间是12分钟,实验2烧杯中液体的质量是100 g,升高10℃用的时间是6分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,故说明：物体吸热的多少与质量有关,同种物质升高相同的温度时,质量大的吸收的热量多。

(2)实验
1烧杯中液体的质量是200 g,升高10℃用的时间是12分钟,实验3烧杯中液体的质量是200 g,升高10℃用的时间是6分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,说明：相同质量的不同物质,升高相同的温度时吸收的热量也不相同。

(3)实验
3烧杯中液体的质量是200 g,升高10℃用的时间是6分钟,实验4烧杯中液体的质量是200 g,升高5℃用的时间是3分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,说明：相同质量的同种物质,升高的温度越高吸收的热量也越多。

(4)综合上述结论,物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的质量、物质的种类、温度的变化量都有关系。

答案：(1)1、2
(2)质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同
(3)质量相同的同种物质,升高的温度越高,吸收的热量越多
(4)物质的种类、物质的质量、温度的变化量
【方法归纳】叙述结论时,一定要注意强调前提条件：
(1)在“相同质量的同种物质”条件下,表述“吸收的热量与升高温度的关系”；
(2)在“同种物质升高相同的温度”条件下,表述“吸收的热量与质量的关系”；
(3)在“质量相同的不同物质升高相同的温度”条件下,表述“吸收的热量与物质种类是否有关”。

4.小王同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,以及细线、硬纸片、剪刀等,做两个外形相同的保温装置,其中一个如图甲所示。

然后在相同环境的房间里同时开始做实验。

他根据实验测得的数据绘得图乙所示的“水温与时间关系”图像。

实验过程中室温保持不变,请你回答：
(1)①和②哪种材料的保温性能好?答：(选填“①”或“②”)。

(2)对于同一保温材料内的水,在第10 min到第20 min时间内放出的热量
(选填“大于”“等于”或“小于”)第20 min到第30 min时间内放出的热量。

(3)在整个实验过程中,①保温材料内的水放出的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)②保温材料内的水放出的热量。

【解析】(1)初温相同、质量相等的热开水,在相同时间内,由图乙可看出,①降温慢,故①保温性能好。

(2)对于同一保温材料内的水,温度越高,降温越快。

在第10 min到第20 min时间内放出的热量大于第20 min到第30 min时间内放出的热量。

(3)在整个实验过程中,初温相同、质量相等的热开水,①和②都降低到20℃,由Q=cmΔt可知,放出热量相等。

答案：(1)①(2)大于(3)等于
【一点通】找找你容易错在哪里
水的比热容是,若水的质量减少,则比热容(选填“变大”“变
小”或“不变”)。

【学生自答】
4.2×103J/(kg ·℃) 变小
【教师点评】
①水的比热容回答正确。

②比热容的含义理解错误：比热容是物质的一种特性,只跟物质的种类和所处的状态有关,与物体质量大小、是否吸热、温度变化无关。

【正确答案】
4.2×103J/(kg ·℃) 不变 探究物质的比热容习题（二）
1.由Q 吸=cm(t-t 0)可得c=,关于同一物质的比热容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
【解析】选D 。

本题考查比热容的理解。

比热容是物质的一种特性,跟温度的变化、质量大小和吸热多少无关,故选项A 、B 、C 错。

【方法归纳】由热量公式Q=cm Δt 得到c=,只是比热容在数值上等于,比热容既不与热量成正比,也不与质量、温度的变化成反比,同种状态下,比热容只取决于物质的种类。

2.(2013·北京中考)已知水的比热容为4.2×103J/(kg ·℃),则质量为2 kg 的水,温度由25℃降低到20℃放出的热量是( )
A.4.2×104J
B.2.1×105J
C.1.68×105J
D.3.78×105J
【解析】选A 。

本题是对热量公式的考查,要熟练掌握热量的计算公式。

Q 放=cm(t 1-t 2)=4.2×103J/(kg ·℃)×2 kg ×(25℃-20℃)=4.2×104J,故选A 。

3.(2014·嘉峪关四中期中)用同种材料制成的甲、乙两个物体,它们升高的温度之比是2∶1,吸收热量之比是1∶2,则它们的质量之比是( )
A.1∶1
B.1∶4
C.2∶1
D.4∶1
【解析】选B。

本题考查比热容的计算。

由题意可知,c
甲∶c
乙
=1∶1,Δt
甲
∶Δt
乙
=2∶1,Q
甲
∶Q
乙
=1∶2,
==××=××=。

4.(2013·娄底中考)某汽车的散热器用水作冷却剂,已知水的比热容为 4.2×
103J/(kg·℃),散热器中水的质量为5 kg,水的温度升高10℃时吸收的热量是J。

【解析】本题考查吸、放热的计算。

Q
吸
=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5 kg×10℃=2.1×105J。

答案：2.1×105
【易错警示】计算时的两点注意
(1)注意升高和升高到的区别：升高到多少℃是物体的末温t
2
；升高多少℃,是物体的温度的改变量。

(2)注意降低和降低到的区别：降低到多少℃是物体的末温t
2
；降低多少℃,是物体的温度的改变量。

5.(2013·上海中考)2千克的水温度降低5℃,水放出的热量为J,水的比热容在常见的物质中是比较的,因此沿海地区昼夜温差比同纬度的内陆
地区(均选填“大”或“小”)。

[c
水
=4.2×103J/(kg·℃)]
【解析】本题考查热量的计算和比热容的应用。

水放出的热量：Q
放
=cmΔt= 4.2×103J/(kg·℃)×2 kg×5℃=4.2×104J,因为水的比热容较大,相同质量的水和沙石比较,白天,吸收相同的热量,水的温度升高得少；夜晚放出相同的热量,水的温度降低得少,使得沿海地区昼夜之间的温差小。

答案：4.2×104大小
6.夏日,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,请用所学物理知识解释这个现象。

【解析】本题考查水的比热容大的应用。

由于水的比热容大于混凝土的比热容,
在烈日暴晒下,吸收的热量相同,由Q
吸=cm(t
2
-t
1
)知,比热容大的温度变化得小,
故池中的水温度升高得低,故游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热。

答案：由于水的比热容大于混凝土的比热容,在烈日暴晒下,吸收的热量相同,由
Q
吸=cm(t
2
-t
1
)知,比热容大的温度变化得小,故池中的水升高的温度小于池旁的
混凝土升高的温度。

7.一家焚烧生活垃圾的发电厂,每年通过焚烧垃圾可生产出 1.2亿千瓦时的电能。

假若燃烧1 t生活垃圾可以放出1.176×1010J的热量,则这些热量可以在一个标准大气压下将多少千克的水由20℃加热到沸腾?[c
水
=4.2×103J/(kg·℃)] 【解析】本题考查的是热量的计算。

由公式Q
吸=cm(t-t
)得：
m=
=
=3.5×104kg
答案：3.5×104kg
【一点通】找找你容易错在哪里
在1个标准大气压下,2kg初温为20℃的水吸收了1.26×106J的热量,那么水温升高了多少摄氏度?[c
水
=4.2×103J/(kg·℃)]
【学生自答】
根据公式Q
吸=c
水
mΔt
水
得：
Δt
水
===150℃答案：150℃
【教师点评】
正确之处：会选择吸热公式,会应用公式的变形,公式中能写上单位。

错误之处：忽略了水的沸点是100℃。

【标准解答】
根据公式Q
吸=c
水
mΔt
水
得：
Δt
水
===150℃
因为在1个标准大气压下水的沸点是100℃。

所以水升高的温度是100℃-20℃=80℃。

答案：80℃。