初中物理提高与自招---比热容与热平衡方程

1 初中物理自招与提高 比热容与热平衡方程 一 基本概念 1 热传递 1 热传递是能量从 的物体传到 的物体 或者从物体的 部分传到 部分的一种现象 2 热传递的条件 3 热传递的实质 4 热传递的三种方式 热传导 热对流 热辐射 2 热量 1 热量是为了衡量在热传递过程中 的多少而引入的 通 常用 来表示 它的国际单位是 一根火柴棒完全燃烧大约可以放出 的热量 Q 注意 热量对应于热传递过程 我们只能说物体吸收或者放出多少热量 不能说 物体具 有多少热量 2 热传递过程中 高温物体 热量 温度 低温物体 热量 温度 3 比热容 物体温度升高时 吸收的热量与那些因素有关呢 阅读下列内容 请回答问题 质量 m Kg 物质种类 升高温度 t C 吸收热量 Q J 310 1 水 1 4 2 1 水 2 8 4 2 水 2 16 8 1 酒精 1 2 4 1 酒精 2 4 8 2 酒精 2 C 9 6 1 1Kg 的水 温度升高 1 要吸收 的热量 温度升高 2 要吸收 C 的热量 1Kg 的酒精 温度升高 1 要吸收 的热量 温度升高 2 要吸收 的热量 结论 1 质量相同的同种物质 吸收热量与升高温度成 比 2 1Kg 的水 温度升高 2 吸收的热量是 2Kg 的水 温度升高 2 C C 吸收的热量是 1Kg 的酒精 温度升高 2 吸收的热量是 2Kg 的酒精 温度升高 2 吸收的热量是 C 结论 2 质量不同的同种物质 升高相同的温度时 吸收的热量与 成正比 3 1Kg 的水 温度升高 1 要吸收 的热量 1Kg 的酒精 温度升高 1C 要吸收 的热量 可见 它们质量相同 升高温度相同 但由于 不同 吸收热量也不同 2 结论 3 不同种物质 即使质量相同 升高温度相同 吸收热量也往往不同 由此可见 物体吸收热量的多少 与 都有关系 4 试着计算表格中每一行中吸收热量 Q 与质量 m 和升高温度 乘积的比值 即 t Qmt 能得到的结论是 同种物质 不同种物质 因此 我们可以用这个比值 来区别物质 叫做比热容 mt 1 定义 我们把单位质量的某种物质温度升高 1 所吸收 的热量叫 做这种物质的比热容 简称比热 符号 c 2 公式 2 常用单位 焦耳 千克 符号 J kg 读作 焦耳每千Qt 克摄氏度 3 同种物质来讲 比热容是一个确定的数值 相等的 跟物体质量的大小 温度改变的多少 物体的形状 体积 位置等无关 它仅与物质的种类和状态有关 对不同物质来讲 比热容一般是不相同的 二 比热容典型问题 由 当物体温度变化是 我们可以得出物体吸收或放出的热量为Qcmt Qcmt 1 由 可知 下列说法中正确的是 A 某物质的比热与吸收的热量 Q 成正比 B 温度变化一定的某物质的比热与吸收的热量 Q 成正比 C 某物质的比热与其吸放的热量 质量及温度变化量的多少有关 D 某物质的比热与其吸放的热量 质量及温度变化量的多少无关 2 质量和初温相同的铁块和铜块 c 铜 c 铁 如果在它们放出相同的热量后迅速放在一起 那么下列有关它们之间热传递的说法中正确的是 A 一定是铁块把热量传给铜块 B 一定是铜块把热量传给铁块 C 可能不发生热传递 D 以上答案都不对 3 质量相同的一块铝和一杯水 它们吸收相等热量之后 把铝块投入水中 那么 A 热量由水传给铝块 B 热量由铝块传给水 C 水和铝块之间没有热传递 D 以上情况都可能发生 4 在相同的加热条件下 对质量为 m1 比热容为 c1 的物质 A 和质量为 m2 比热容为 c2 的 物质 B 均匀加热 物质 A B 的温度随加热时间的变化情况如图 1 所示 根据图像你可以推断出的结论是 A 若 cl c2 则 mlc2 则 ml 一定大于 m2 C 若 ml m2 则 cl c2 D 若 mlc2 3 三 热平衡方程的应用 对于一个与外界没有热交换的系统 一个物体放热 另一个物体吸热 且 Q 吸 放 且当物体温度相同时 热交换停止 据此我们可以列出热平衡方程 1 A B 两物体质量相等 温度均为 10 甲 乙两杯水质量相等 温度均为 50 现将 A 放入甲杯 B 放入乙杯 热平衡后甲杯水温降低了 4 乙杯水温降低了 8 不考虑热 量的损耗 则 A B 两物体的比热容之比为 A 4 9 B 3 5 C 2 3 D 1 2 2 甲 乙两容器中装有质量相等的水 水温分别为 25 和 75 现将一温度为 65 的金 属球放入甲容器中 热平衡后水温升高到 45 然后迅速取出金属球并放入乙容器中 热 平衡后乙容器中水温为 不计热量散失和水的质量的变化 A 65 B 60 C 55 D 50 3 将一杯热水倒入容器内的冷水中 冷水温度升高 10 又向将一杯热水倒入容器内的冷 水中 冷水温度升高 10 又向容器内倒入同样一杯热水 冷水温度又升高 6 若再向 容器内倒入同样一杯热水 则冷水温度将再升高 不计热损失 A 4 5 B 4 C 3 5 D 3 4 甲 乙两块质量相同的不同金属 在沸水里加热一段时间 先取出甲决投入一杯冷水里 当达到热平衡后 水温升高 2O 再取出甲块 立即将乙块从沸水中取出投入这杯水中 再次达到热平衡 水温又升高 2O 若不计热的损失 则由此可判断 A 甲的比热容比乙大 B 甲的比热容比乙小 C 甲的比热容跟乙相等 D 无法确定比热容大小 5 质量相等的 28 度 100 度的水分别装在甲 乙 2 个容器中 将一个 100 度的金属球放入甲 中 达到温度相同时 甲中 的水温升高到 40 度 迅速取出金属球放入乙容器中 再次达到温度 相同时 乙容器中的水温是 不计热量损失和水的质量损失 6 现有甲 乙 丙三中可以互相溶解的液体 期中甲的初始温度为 10 度 质量是 2kg 比 热容为 乙的初始温度为 30 度 质量是 8kg 比热容为 10kgJC 30kgJC 丙的初始温度为 质量是 6kg 比热容为 求这三种液体充分混合后540kgJC 液体的最终温度 不计热量损失