PAGEPAGE1專題3比熱容1.比較不同物質的吸熱能力比較方法：質量相同的不同物質，吸收相同熱量，比較①；質量相同的不同物質，升高相同的溫度，比較物體②．控制變量：不同的物質，質量③，使用④的電加熱器．說明：本實驗認為液體每秒吸收的熱量⑤，所以可以通過加熱時間判斷液體吸收熱量的多少．結論：不同物質，在質量相等、升高的溫度相同時，吸收的熱量⑥．2.比熱容定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的⑦和⑧乘積之比，叫做這種物質的比熱容．單位：焦每千克攝氏度，符號為⑨．注意：比熱容反映的是物質吸、放熱的能力，是物質本身的一種特性，與物體吸收的熱量多少、溫度高低及溫度變化、物體的質量等無關．但同一種物質的狀態不同，比熱容也可以不同，如水和冰．答案：①溫度變化多少②吸收熱量的多少③相同④相同規格⑤相同⑥不同⑦質量⑧升高的溫度⑨J/(kg·℃)考點1比較不同物質吸熱的情況1.測量工具秒表、天平、溫度計2.實驗需要測量的物理量：①用溫度計測水和食用油的初溫和；②用天平測水和食用油的質量；③用停表記錄時間。3.實驗過程：實驗裝置如圖所示，取兩支相同的燒杯分別裝入500g水和食用油，它們的初溫都與室溫相同，用相同的電加熱器加熱。①對水和食用油加熱相同的時間，觀察并讀出溫度計的示數；②讓水和食用油升高相同的溫度，記錄并比較加熱的時間。4.分析與論證給質量、初溫相同的水和食用油加熱，加熱相同時間，使它們吸收相同的熱量，食用油的溫度升高得比水高；使它們升高相同的溫度，對水加熱的時間更長一些，表明水和食用油吸熱本領不一樣。5.實驗結論說明不同的物質，吸熱本領不一樣。注意：1.溫度計的使用方法液泡要全部浸入液體中，不能碰容器壁，也不能碰容器底和加熱器2.選擇相同的熱源、保證相同加熱時間相同目的是為了讓兩種物質吸收的熱量相同（本實驗是一個理想化實驗，不考慮熱量散失）3.安裝實驗器材的順序自下而上4.可選擇不同的液體進行實驗，目的是什么？這樣可以減小實驗中偶然因素造成的誤差，使實驗結論更具有普遍性。5.控制變量法的應用①取質量相同的水和食用油分別放入兩燒杯中（注意不是體積相同）②實驗中選用規格相同的電加熱器給水和食用油加熱相同時間，使兩種物質吸收的熱量相同③讓水和食用油升高相同的溫度，比較加熱的時間。6.轉換法的應用電加熱器每秒放出的熱量是一定的，通電時間越長，放出的熱量越多。不考慮熱量損失，放出的熱量全部被水和食用油吸收，故物質吸收熱量的多少就轉換成加熱時間的長短。7.判斷物質吸熱能力強弱的兩種方法①加熱相同的時間，通過比較溫度變化的快慢來判斷物體的吸熱能力的強弱，溫度變化快的吸熱能力弱。②升高相同的溫度，通過比較加熱時間長短來判斷吸熱能力的強弱，加熱時間長的物體吸熱能力強8.兩種裝置對比，哪種更好一些，為什么？甲乙甲裝置更好一些，甲裝置中散熱較少，乙裝置中兩酒精燈在相同的時間放出的熱量被水吸收的量很難控制相同，誤差較大，因此選擇甲裝置。考點2比熱容1.定義一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比，叫做這種物質的比熱容。用符號表示注意：其實比熱容的定義方式還有2種：大小等于單位質量的某種物質，溫度升高（降低）1℃時所吸收（放出）的熱量就表示物質的比熱容。2.表達式或3.單位，讀作：焦耳每千克攝氏度。（注意加上括號）4.物理意義比熱容是為了比較不同物質的吸放熱能力而引入的一個物理量。5.常見物質的比熱容①比熱容是物質的一種特性，和密度一樣，大小與物質的種類、狀態有關；與物體的質量、體積、溫度、密度、吸放熱、形狀等無關。不同種類的物質比熱容一般不同，比熱容大的物質吸熱能力強，比熱容小的物質吸熱能力弱。②一般情況下，液態物質的比熱容比固態物質的比熱容要大。③水的比熱容是表示：質量為1kg的水，溫度升高（或降低）1℃時所吸收（或放出）的熱量為4.2×103J.④比熱容大小所代表的物理意義可從兩個角度去理解：物質的吸熱本領物質的溫度改變難易程度具體說明比熱容大表示吸（放）熱能力強比熱容大表示溫度難改變比熱容小表示吸（放）熱能力弱比熱容大表示溫度易改變解釋相同質量的不同物質升高相同的溫度，比熱容越大，吸收的熱量越多，比熱容越小，吸收的熱量越少；相同質量的不同物質降低相同的溫度，比熱容越大，放出的熱量越多，比熱容越小，放出的熱量越少。相同質量的不同物質吸收相同多的熱量，比熱容越大，溫度升高得越少，比熱容越小，溫度升高得越多；相同質量的不同物質放出相同多的熱量，比熱容越大，溫度降低得越少，比熱容越小，溫度降低越多現象汽車發動機用水做冷卻液劑散熱；暖氣管道用水做取暖介質沿海地區晝夜溫差小，內陸地區晝夜溫差大6.水的比熱容大在生產生活以及調節氣溫中的應用①根據公式：。制冷，供熱。水的吸熱本領強，用水作為散熱劑或冷卻劑。由于水的比熱容大，一定質量的水升高（降低）一定的溫度，吸收（放出）的熱量多，所以常用水來做冷卻劑，汽車發動機用水來做冷卻劑也是這個道理。②根據公式：。調節氣候。由于水的比熱容較大，一定質量的水與其他相同的物質相比，吸收或放出相同的熱量，水的溫度變化小。生物體內含有大量的水，有利于生物體內溫度的穩定，以免溫度變化太快對生物體造成嚴重損壞。再如水的比熱容大于泥土、砂石的比熱容，砂石、干泥土等物質比熱容較小，吸收（或放出）相同的熱量，水升高（或降低）的溫度比與其質量相等的砂石、干泥土升高（降低）的溫度小得多。因此沿海地區晝夜溫差較小，沙漠地區晝夜溫差較大。某些地方建設人工湖來調節氣候，也是相同的道理。考點3熱量的計算公式1.公式：①吸熱：或②放熱：或③求質量：④求溫度變化量：2.單位：注意：公式適用于物質的物態不發生變化時的物體升溫或降溫計算。解題時要認真審題，注意文字敘述中升高，升高了，降低，降低了對應的是溫度的改變量，而升高到，降低到對應的是物體的末溫為考點4水的比熱容大的應用一、利用水的比熱容大來調節氣候1.調節氣溫。“朝穿皮襖午披紗，懷抱火爐吃西瓜”。內陸地區多砂石，而砂石的比熱容較小。夜間砂石散熱，溫度降低較多，因而早晨氣溫較低。中午在陽光的照射下砂石吸熱，溫度上升很快，氣溫迅速上升。這樣就出現了早、午氣溫差別較大的現象。而沿海地區多水，水的比熱容較大。在夜晚，海洋與內陸地區同樣散熱，海洋的溫度降低不多，夜間氣溫不太低。在午間海水吸熱，但氣溫不會升得太快。所以沿海地區早、午的氣溫差別并不明顯，因此沿海地區的氣溫較穩定。2.緩解熱島效應。夏天，海島上的地面氣溫高于周圍海上氣溫，并因此形成海風環流以及海島上空的積云對流，這是海洋熱島效應的表現。近年來，由于城市人口集中，工業發達，交通擁塞，大氣污染嚴重，且城市中的建筑大多為石頭和混凝土建成，在溫度的空間分布上，城市猶如一個溫暖的島嶼，從而形成城市熱島效應。由于水的比熱容大，能使城區夏季氣溫下降1℃以上，可以有效緩解日益嚴重的“熱島效應”。3.海陸風和陸海風的形成。白天的時候，由于陸地泥土的比熱容比海水的比熱容小，升溫比海水快，形成空氣的密度差，海面上空氣的密度高于陸地上空氣的密度，陸地上熱空氣上升后海面上空氣流過來補充，形成海風。而晚上的時候正好相反，形成陸風。海陸風不僅體現在一天而且體現在不同的季節。二、利用水的比熱容大來制冷或供暖1.冷卻系統的應用。人們很早就開始用水來冷卻發熱的機器，我們熟悉的熱機的冷卻系統也用水作為冷卻液，也是利用了水的比熱容大這一特性。2.農業生產上用于供暖。水稻是喜溫作物，在每年三四月份育苗的時候，為了防止霜凍，農民普遍采用“淺水勤灌”的方法，即傍晚在秧田里灌一些水，第二天太陽升起的時候，再把秧田中的水放掉。根據水的比熱容大的特性，在夜晚降溫時，使秧苗的溫度變化不大，對秧苗起了保溫作用。3.熱水取暖。在冬天，人們往往用熱水袋裝熱水取暖，北方冬天往熱水管中灌入熱水供暖，而不用熱煤油取暖，這是為什么呢？因為水的比熱容比煤油的大，相同質量的水和煤油，溫度降低相同的度數時，水放出的熱量比煤油多，因此選熱水取暖。【題組1】比熱容的概念1.“早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”這句諺語反映了我國新疆的某些地區夏季晝夜氣溫變化顯著，其主要原因是沙石比水具有較小的()A.熱量B.密度C.比熱容D.溫度【答案】C【解析】我國新疆某些地區都是沙漠或沙石，沒有水，中午時，由于沙石的比熱容遠遠小于水的比熱容，所以沙石吸收同樣多的熱量溫度升高的快，故中午沙石的溫度很高；同樣，到了傍晚，放出同樣多的熱量時，沙石的溫度降低的也很快，故夜晚和早上溫度很低，需穿皮襖，跟熱量、密度和溫度無關.2.由c＝，關于同一物質的比熱容c，下列說法正確的是()A.若吸收的熱量增大一倍，則比熱容增大一倍B.若質量增大一倍，則比熱容減至一半C.若加熱前后的溫度差增大一倍，則比熱容減至一半D.無論質量多大，比熱容都一樣【答案】D【解析】比熱容是物質的一種屬性，每種物質都有自己的比熱容，比熱容的大小與物體質量的大小、溫度高低、吸收或放出熱量的多少均無關.比熱的公式c＝是由熱量的計算公式Q＝cm(t－t0)變形而來，可以利用它計算物質的比熱容.3.鋁的比熱容是0.88×103J/(kg·℃).由此可知()A.單位質量的鋁溫度升高1℃時吸收的熱量是0.88×103JB.1kg的鋁溫度升高1℃時吸收的熱量是0.88×103J/(kg·℃)C.1kg的鋁溫度降低1℃時放出的熱量是0.88×103JD.1kg的鋁溫度升高到1℃時吸收的熱量是0.88×103J【答案】C【解析】鋁的比熱容是0.88×103J/(kg·℃)是指1kg的鋁溫度升高或降低1℃，吸收或放出的熱量為0.88×103J，所以C的說法正確.A項，單位質量的鋁溫度升高1℃時吸收的熱量是0.88×103J，這里的單位質量不一定是1kg，選項A錯誤；B項，1kg的鋁溫度升高1℃時吸收的熱量是0.88×103J/(kg·℃)，熱量的單位為J，所以熱量的單位錯誤，所以B錯誤.D項，1kg的鋁溫度升高到1℃時吸收的熱量是0.88×103J，“升高到”錯，應為“升高了”，故D錯.【題組2】探究不同物質的吸熱本領4.物理興趣小組的同學做“比較不同物質的吸熱能力”的實驗，他們使用了如圖所示的裝置.在設計實驗方案時，需要確定以下控制的變量，你認為其中多余的是()A.采用完全相同的加熱方式B.酒精燈里所加酒精量相同C.取相同質量的水和另一種液體D.加熱水和加熱液體的燒杯相同【答案】B【解析】物質的比熱容不能直接測量，探究過程中是通過比較物體吸收熱量的多少或升高溫度的多少來判斷比熱容的大小.由于物體吸收熱量的多少不僅跟物體的質量和種類有關，還跟物體升高的溫度有關，所以在實驗過程中應控制液體的質量相等，為防止熱量散失的影響要用相同的容器，為了保證液體吸收的熱量相同，還應使用相同的加熱方式.A項，為保證水和液體在相同時間內吸收的熱量相同，采用完全相同的加熱方式，故A正確.B項，實驗時為了減小誤差，應盡量使酒精燈的火焰大小一樣，但不一定要求酒精燈內的酒精相同，故B錯誤.C項，為了便于比較水與液體升高的溫度差，實驗時應取相同質量的水和液體，故C正確.D項，為防止熱量散失對實驗的影響，應讓盛放水和液體的容器相同，故D正確.5.小偉等幾位同學結伴到海邊游玩，他們發現，中午海邊的沙子熱，海水卻很涼；傍晚海的沙子涼，海水卻比較暖和.對此，同學們提出如下猜想：可能是因為沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快.他們分成兩個探究小組來設計實驗來驗證此猜想.(1)他們在實驗前準備了火柴、酒精燈、燒杯、沙子、水、攪拌棒、天平、鐵架臺和石棉網，除此之外，還需要________、________.實驗時使用攪拌棒的作用是________.(2)請你為他們的實驗設計一個表格用以填實驗數據.(3)兩小組獲得的實驗結論分別是：①等質量的沙子和水升高相同的溫度時，加熱沙子的時間短；②等質量的沙子和水加熱相同的時間，沙子的溫度上升的多；你認為上述結論能驗證猜想的是________.(選填“①”、“②”或“①和②”)(4)探究過程中也有部分同學提出：可能是中午海水蒸發吸收熱量，所以溫度低；而沙子不蒸發，所以溫度高.你認為上述猜想是否正確？請說明理由.________.【答案】(1)天平溫度計受熱均勻(2)見上表(3)①和②(4)不正確晚上海水仍在蒸發，而沙子不蒸發由此推斷，此時應沙子較暖和，海水涼，與事實不符.【解析】(1)實驗中要想定量分析必須要測量沙子和水的溫度，因此，還需要的測量工具是天平和溫度計.為了使沙子能均勻受熱，因使用攪拌棒進行攪拌；(2)實驗數據記錄表格如表所示：(3)“等質量的沙子和水升高相同的溫度，加熱沙子的時間短”，說明水的吸熱能力比沙子強.“等質量的沙子和水加熱相同的時間，沙子溫度上升得多”，同樣說明了水的吸熱能力比沙子強.因為均說明“沙子吸熱升溫或放熱降溫都比水快”，故兩條實驗結論均能驗證實驗猜想，故應選擇“①和②”.(4)海水蒸發吸熱，在白天和晚上都會進行；如果猜想正確，那么無論白天、晚上，都會因海水的蒸發吸熱導致其溫度較低，顯然與事實不符.【題組3】有關溫度——時間圖像的問題6.質量相等、初溫相同的甲、乙兩種不同液體，分別用兩個完全相同的加熱器加熱，加熱過程中，溫度隨時間變化的圖線如圖所示.根據圖線可知()A.甲液體的內能比乙的大B.溫度升高液體分子運動變慢C.甲液體的比熱容比乙的大D.乙液體的比熱容比甲的大【答案】D【解析】A項，兩種液體雖然質量和初溫度相同，但是不同物質，內能多少不能比較.此選項錯誤；B項，物質溫度升高內能增加，分子無規則運動更劇烈.此選項錯誤；C、D項，由圖示可以看出，當加熱時間相同時，即吸收的熱量相同時，甲的溫度升高的快，利用熱量的計算公式Q吸＝cmΔt可知，在質量相等、初溫相同、吸熱也相同的情況下，誰的溫度升高得快，它的比熱容小，所以甲的比熱容較小，乙的比熱容較大.選項C錯誤，選項D正確.7.如圖，在比較酒精和水比熱容大小的實驗中，用圖甲裝置對相同質量的酒精和水進行加熱，得到圖乙的溫度隨時間變化的圖線.下列說法正確的是()A.用同一盞酒精燈對兩個試管同時加熱是為了使酒精和水吸收相同的熱量B.質量相同的不同種物質，加熱相同的時間，吸收熱量不同C.從圖線可知水的比熱容比酒精的小D.從圖線可知質量相同的不同種物質升高相同的溫度，吸收的熱量相同【答案】A【解析】A項，用同一盞酒精燈對兩個試管同時加熱是為了使酒精和水吸收相同的熱量，說法正確；B項，質量相同的不同種物質，加熱相同的時間，吸收熱量相同，故B說法錯誤；C項，從圖線可知水的吸熱能力比酒精強，故水的比熱容比酒精大，故C說法錯誤；D項，從圖線可知質量相同的不同種物質升高相同的溫度，水吸收的熱量多，故D說法錯誤.8.某同學用一種加熱器將質量為500g的冰持續加熱熔化直至沸騰，記錄并繪制出溫度－時間圖象如圖所示，根據圖象可以看出C點的內能________B點的內能，原因是________.根據圖象還可以看出AB段的比熱容________CD段的比熱容[第一格與第三格選填“大于”、“等于”或“小于”].【答案】大于；熔化過程要吸收熱量；小于.【解析】(1)讀圖可知，該物質的熔化圖象有一段呈水平，說明有一定的熔點，屬于晶體；雖然在熔化過程中在B點時和在C點時的溫度并沒有升高，但它一直在吸收熱量，因此，該物質C點時的內能大于在B點時的內能；(2)在整個過程中冰與水的質量相等，用相同的加熱器加熱，在相等時間內吸收的熱量相等，設在1min內吸收的熱量為Q，由圖示可知，AB段的加熱時間為2min，則吸收的熱量：Q1＝2Q＝c1mΔt1＝c1×0.5kg×[0℃－(－40℃)]＝20c1，c1＝；在CD段的加熱時間為16min－8min＝8min，吸收的熱量：Q2＝8Q＝c2mΔt2＝c2×0.5kg×(100℃－0℃)＝50c2，c2＝，則AB段的比熱容小于CD段的比熱容.【題組4】比熱容與社會生活9.人們經常利用水比熱容大這一性質.下列事例中與這一性質無關的是()A.在發燒病人的額頭上擦冷水降溫B.沿海地區的氣溫變化小C.晚間，在春播秧田里灌水保溫D.福島核電站受損后灌注海水降溫【答案】A【解析】A項，在發燒病人的額頭上擦冷水降溫，是利用水蒸發吸熱的原理，符合題意；B項，因為水的比熱容大，相同質量的水和其它物質比較，吸收相同的熱量，水溫度變化較小，所以沿海地區的氣溫變化小，不符合題意；C項，因為水的比熱容大，相同質量的水和其它物質比較，降低相同的溫度，水放出的熱量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的熱量以防凍壞秧苗，不符合題意.D項，灌注海水降溫，是因為水的比熱容大，相同質量的水和其它物質比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，不符合題意.10.蒸饅頭的師傅在用手從蒸籠里拿剛蒸熟的饅頭時，為了避免手被燙傷，要先用手蘸一下涼水，他這樣做的主要道理是()A.利用涼水是熱的不良導體，把手和熱饅頭分開B.利用涼水溫度低，能快速降低蒸籠內水蒸氣的溫度C.利用涼水蒸發要吸熱，能降低水的溫度D.利用涼水先對手進行冷卻，同時又由于水的比熱容較大，避免手被燙傷【答案】D【解析】手拿剛出籠的饅頭時，若先在手上沾些冷水，利用涼水先對手進行冷卻，冷水遇到熱的饅頭，冷水會汽化，汽化吸收手上的熱，使手的溫度降低，同時又由于水的比熱容較大，升溫較慢，避免手被燙傷，故D正確.11.無論是白天還是夜晚，人們漫步在海濱，會感到習習海風迎面吹拂，十分暢快.這樣的風非常柔和，通常情況下，它白天從海上吹向陸地，夜晚從陸地吹向海上(如圖)，氣象上把這種風稱為“海陸風”.請你運用學過的物理知識說明海陸風形成的原因.【答案】因為水的比熱容比泥土、沙石的比熱容大，白天，太陽照射下海岸和海水吸收相同的熱量，海水溫度上升慢海岸吸熱后，溫度上升快，熱空氣上升，微風從海洋吹向陸地，形成海風.而夜晚，海岸和海水放出相同的熱量，但水的比熱容大，海水溫度降低得少，海面氣溫較高，空氣上升，風就從陸地吹向海上，形成陸風.【題組5】有關熱量的計分類1：有關熱量的簡單計算11.在一個標準大氣壓下，質量為1kg，初溫為80℃的水吸收1.26×105J熱量后，其溫度升高到多少？若這些熱量被5kg的－50℃冰塊吸收，則冰塊升高的溫度是多少℃？(c水＝4.2×103J/(kg·℃)，c冰＝2.1×103J/(kg·℃))【答案】(1)由Q吸＝cmΔt得水吸收熱量后升高的溫度：Δt＝＝＝30℃，水的初溫為80℃，升高30℃后，水的溫度為110℃，因為在1標準大氣壓下，水的沸點為100℃，并且沸騰時水的溫度不變，所以水吸熱后，溫度不會升高到110℃，水的末溫為100℃；(2)由Q吸＝cmΔt得冰塊吸收熱量后升高的溫度：Δt＝＝＝12℃；答：水的溫度升高到100℃；冰塊升高的溫度為12℃12.由于太陽能具有安全、清潔、方便等特點，使得人們越來越廣泛地使用它.已知某太陽能熱水器的水箱吸收太陽輻射熱量為2.52×107J，如果這些熱量的50%被水箱內質量為100kg溫度為20℃的水吸收，可使這些水的溫度升高多少℃？(C水＝4.2×103J/(kg·℃)【答案】由題知，Q吸＝50%×2.52×107J＝1.26×107J,由Q吸＝c水mΔt可得：Δt＝＝＝30℃答：這些水的溫度可升高30℃.分類2：利用熱平衡條件計算13.甲、乙兩杯中分別盛有60℃和20℃質量相同的水，現將一溫度為20℃的鐵球投入甲杯中足夠長時間，取出后再投入乙杯，停留足夠時間.如果不計熱量損失，比較甲、乙兩杯的水溫變化，則()A.Δt甲＜Δt乙B.Δt甲＞Δt乙C.Δt甲＝Δt乙D.無法判定【答案】B【解析】將溫度為20℃的鐵球放入溫度為60℃的甲杯水中時，鐵球吸收熱量，水放出熱量，Q吸1＝Q放1，即c鐵m鐵(t－t0鐵)＝c水m水(t0水－t)；再將鐵球放入20℃質量相