【答案】C
16.3.3用热平衡方程解题
例3将11℃的冷水鱼66℃的热水混合成550kg,36℃的温水,在混合过程中有2.31*106J的热量损失掉了,问所用冷水和热水各多少千克?
【点拨】当高温物体和低温物体放在一起时,高温物体放热,低温物体吸热,由能量守恒可知Q吸+Q损=Q放
上式称为热平衡方程式,在热量的计算中有着极其重要的作用。
【解析】因Q吸+Q损=Q放,则c水m1*25℃+Q损=c水m2*30℃,而m1+m2=550kg,由以上两式即可求得:
m1=290kg,m2=260kg
【答案】冷水的质量为290kg,热水的质量为260kg。
例4将一勺温水倒入盛有冷水的量热器中,这时量热器中水的温度升高了5℃,再加以勺同样的温水,温度又上升了3℃。
问:
(1)继续再加7勺同样的温水,则此量热器中水温还将上升多少?
(2)如果不断向量热器内加同样的温水,量热器中的温水最终比开始时升高多少?
(假设量热器容积比勺的容积大得多且不计热量损失)
【点拨】把再加一勺同样的温水,温度又上升了3℃理解为“连加两勺同样的水,温度上升了8℃”
【解答】
(1)设每勺水的质量为m,温度为t,冷水的质量为m冷,温度为t冷。
由于不计热量损失,热平衡方程Q吸=Q放,可得:
C水m冷*5℃=C水m(t-t冷-5℃)
C水m冷*8℃=C水2m(t-t冷-8℃)
解得:
t-t冷=20℃,即温水与冷水的温度相差20℃。
若继续加7勺同样的温水,相当于共加了9勺温水,则
C水m冷△t=9m(t-t冷-△t)
可得:
△t=15℃,则△t’=△t-8℃=7℃
(2)不断向量热器内加同样的温水,由于温水与冷水的温度差为20℃,则最终量热器中的水温度将升高20℃。
【答案】7℃,20℃
A卷
1.用两只相同的玻璃杯,装上质量和温度都相同的水和黄沙,将它们同时放在阳光下晒,经过一段时间后,黄沙的温度比水的温度高。
在这个小实验中,用两只相同的透明玻璃杯同时放在阳光下晒相同的时间,是为了使黄沙和水吸收_________________(忽略水和黄沙在热传递方面的差异)。
从这个实验可知,相同质量的不同物质________________________________________。
由此引入了表示物质的这一方面特性的物理量_______________,其符号是______________,单位是______________,读作______________________。
2.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),意义是______________________________。
在常见物质中,水的比热容较________(选填“大”或“小”)。
3.物体在热传递过程中吸收的热量,与物质的比热容、物体的质量以及物体_____有关。
4.质量相等的煤油和水,吸收相等的热量、温度升高得多的是煤油,这是因为_______。
由此推理,质量相等的煤油和水,若升高相等的温度,煤油吸收的热量___________水吸收的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
5.把质量和温度都相同的铁球、铝球和铜球同时投入沸腾的水中,一段时间后,三球的温度变化___________(选填“相同”或“不相同”)。
其中吸收热量最多的是_________球,吸收热量最少的是_____________球。
(已知c铝>c铁>c铜)
6.上海市重大公共绿地建设工程之一的太平桥绿地已于2001年6月8日竣工。
绿地中的人工湖具有“吸热”功能,炎夏时它能大大降低周边地区的热岛效应。
若人工湖湖水的质量为1.0×107kg,水温升高2℃,则湖水吸收的热量为_____________J。
(已知c水=4.2×103J/(kg·℃))
7.表16-2为某同学根据中央电视台《天气预报》栏目记录的上海和兰州两地某年5月3日到5月5日三天内每日气温的最高值和最低值。
从表16-2中可以看出____________现象,造成这种现象的主要原因是___________________________________________。
8.关于热量和温度,下列说法正确的是()
A.物体温度越高,所含热量越多
B.物体温度降低,吸收的热量越少
C.物体的质量越大,放出的热量越多
D.以上说法都不对
9.质量、温度都相同的两块不同金属,吸收相同的热量后()
A.两金属块温度相等
B.比热容较大的金属块温度高
C.比热容较小的金属块温度高
D.无法比较两金属块温度的高低
10.汽车发动机用水作冷却剂是因为()
A.水的密度大
B.水没有腐蚀作用
C.取水方便
D.水的比热容大
11.下列说法中,能反映物体放出热量多少跟物质种类有关的是()
A.相同质量的同种物质,降低不同温度,放出的热量不同
B.相同质量的不同物质,降低相同温度,放出的热量一般不同
C.不同质量的同种物质,降低相同温度,放出的热量不同
D.以上说法都可以
12.由吸热公式得到c=Q/m△t,那么物质的比热容跟()
A.物体吸收的热量Q成正比
B.物体的质量成反比
C.物体温度变化△t成反比
D.物体吸收热量Q、质量m以及温度变化△t均无关
13.甲、乙两杯质量相同、温度分别是60℃和50℃的水,若降低相同的温度,比较它们放出的热量,则()
A.甲多
B.乙多
C.一样多
D.无法比较
14.在下列各物理量中,表示物质特性的是()
A.热量
B.比热容
C.温度
D.质量
15.质量和初温度都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.条件不足,无法判断
16.将一壶水从室温烧开,需吸收热量约为()
A.8×102J
B.8×103J
C.8×104J
D.8×105J
17.两个质量不同的金属快,放出相同热量,降低了相同温度,那么()
A.质量大的金属块的比热容大
B.质量大的金属块的比热容小
C.两金属的比热容相同
D.两金属的比热容大小无法确定
18.物理学中引入比热容,是为了比较()
A.不同质量的相同物质,升高相同的温度,吸收热量不同
B.不同质量的相同物质,吸收相同热量,升高温度不同
C.相同质量的不同物质,升高相同温度,吸收热量不同
D.以上说法都不对
19.铁的比热容大于铜的比热容,质量相等的铁块和铜块吸收了相等的热量,那么()
A.铁块的温度升高得多
B.铜块的温度升高得多
C.铁块和铜块升高相同的温度
D.由于初温度未知,所以不能判断
20.甲、乙两块质量相同的不同金属,在沸水里加热一段时间。
先取出甲投入一杯冷水里,当达到热平衡后,水温又升高20℃。
再取出甲,立即将乙从沸水中取出投入这杯水中,再次达到热平衡,水温又升高20℃。
若不计热的损失,则可判断()
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.无法确定比热容的大小
21.冷水的温度为t1,热水的温度为t2,现要把冷水和热水混合为t3的温水,若不计热量损失,冷水和热水的质量比应为()
A.(t2—t1)/t1
B.(t3—t2)/(t3—t1)
C.(t2—t3)/(t3—t1)
D.t3/(t2—t1)
22.把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中,混合温度为40℃;把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中,混合温度为60℃;如果把同样加热到100℃的该铁块投入(m1+m2)克20℃的水中,混合温度为()
A.50℃
B.48℃
C.36℃
D.32℃
23.在质量是0.5kg的铝壶里装了2kg的水,把这壶水从20℃加热到100℃,求:
(1)水吸收的热量[c水=4.2×103J/(kg·℃)];
(2)铝壶吸收的热量[c铝=0.9×103J/(kg·℃)]。
B卷
1.质量为m的物体,温度从t0降低到t,放出的热量为Q,则该物体的比热容为______;当物体放出热量为3Q时,该物体的比热容为_____________________。
2.质量相等的甲、乙两种物质吸收热量之比为3:
4,升高温度之比4:
3,那么它们的比热容之比c甲:
c乙=______________。
3.铜的比热容是铅的比热容的3倍,质量相等的铜块和铅块,如果吸收相等的热量,铜块升高了15℃,则铅块升高了______________。
4.质量为m1的热水和质量为m2的冷水混合,已知热水的初温是3t,冷水初温为t,混合后水温为2t,则热水和冷水的质量之比是_____________。
5.现将质量相等、初温相同的铜球、铁球、铝球投入质量相等、温度为80℃的三杯热水中,过一段时间后(假设无热损失),温度最低的是投入_______球的那杯水。
(已知c铝>c铁>c铜)。
6.同种材料组成的两个物体在下列情况下,放出的热量相等的是()
A.初温和末温都相等
B.初温不等,降低的温度相等
C.质量相等,降低的温度相等
D.质量相等,初温不等,末温相等
7.质量相等、初温相同的铁块和铜块,
(1)吸收相等的热量后再相互接触,那么()
(2)若它们放出相等的热量后的再相互接触,那么()
A.热从铜块传到铁块
B.温度从铜块传到铁块
C.热从铁块传到铜块
D.不发生热传递
8.一大杯热水的温度为t1,一小杯冷水的温度为t2,混合后的温度为t,则()
A.t=(t1+t2)/2
B.t<(t1+t2)/2
C.t=(t1—t2)/2
D.t>(t1+t2)/2
9.在标准大气压下,1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后,可能的温度是()
A.80℃
B.100℃
C.120℃
D.130℃
10.甲、乙两个物体,初温相同,甲的比热容大,乙的质量小,把它们同时放入同一个冰箱内冷却,经过一段时间()
A.甲放出的热量多
B.乙放出的热量多
C.甲、乙两物体放出的热量一样多
D.以上情况都有可能
11.甲、乙两球,吸收相同热量后,甲球可把热量传给乙球,不可能发生的情况是()
A.甲球质量较大,初温较低
B.甲球质量较大,初温较高
C.甲球质量较小,初温较高
D.甲球质量较小,初温较低
12.等质量的两种物质,吸收或放出相同的热量,则比热容较大的物质,()
A.末温一定高
B.末温一定低
C.温度变化可能较大
D.温度变化一定较小
13.5℃的冷水和热水混合后,得到30℃的温水,若不计热损失,可以判断()
A.混合前热水的热量不一定比冷水的热量多
B.混合前热水的热量一定比冷水的热量多
C.热水的质量不一定比冷水的质量多
D.热水的质量一定比冷水的质量少
14.铁的比热容约为酒精比热容的1/5,取铁块质量为酒精质量的5倍,并使它们吸收相同的热量后,再把铁块放入酒精中,此后()
A.热从铁块传向酒精
B.热从酒精传向铁块
C.铁和酒精之间不发生热传递
D.以上说法都有可能
15.甲、乙两物体的质量、温度都相同,比热容c甲>c乙,当两物体放出相等的热量后放在一起,()
A.热量从甲传到乙
B.热量从乙传到甲
C.不发生热传递
D.上述情况都有可能
16.质量相同的一块铝和一杯水,它们吸收了相等的热量后,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.水和铝之间不发生热传递
D.条件不足,无法判断
17.初温相同的a、b两球,它们的质量和比热容分别为ma、ca、mb、cb,吸收相等热量后,a球可把热量传给b球,则下列情况中不可能的是()
A.ma>mb,caB.macb
C.maD.ma>mb,ca>cb
18.甲、乙两物体质量相同,温度相同,把甲放入一杯热水中,平衡后,水温降低了t℃;把甲拿出,设水量没有损失,也没有热量损失,再把乙投入水中,平衡后,水温降低了t℃,则()
A.甲的比热容大
B.乙的比热容大
C.甲、乙比热容一样大
D.无法判断
19.把质量为m、温度为t的铜块放入一杯质量为1kg、温度为0℃的水中,水的温度升高到t/5,若把质量为2m、温度为t的铜块投入质量为1kg、温度为0℃的水中(不考虑散热和容器吸收的热)达到热平衡时,可使水的温度()
A.升高t/3
B.升高2t/3
C.升高2t/5
D.升高t/5
20.现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。
若对这三种物体分别加热,则根据它们吸收的热量和升高的温度,在温度-热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图16-2所示,则甲的比热容和质量跟丙的比热容和质量相比,应是()
A.丙的比热容比甲的比热容大
B.丙的比热容比甲的比热容小
C.丙的质量比甲的质量大
D.丙的质量比甲的质量小
21.质量为m1的铜质量热器盛着质量为m2的水,它们的共同温度为t0,现将一块质量为m3、温度为t(t
22.温度不同的两个物体相互接触后将发生热传递现象,当两物体达到热平衡状态时,它们的温度相同。
若不计热量的损失,高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。
现有三种不同的液体A、B、C,它们的初温分别为15℃、25℃、35℃。
当A和B液体混合并达到平衡状态,其平衡温度为21℃;当B和C液体混合并达到平衡状态时,其平衡温度为32℃。
求A和C液体混合到到平衡时的平衡温度。
23.质量相等的A和B两固体,它们的初温均为20℃。
把A和B同时放入盛有沸水的大锅炉内后,它们分别以每克每秒12.6焦和每克每秒42焦的吸热速度吸收热量。
已知A和B的比热容分别为2.1×103J/(kg·℃)和3.36×103J/(kg·℃),且在吸热过程中,A和B两个物体均未发生物态变化,10s后,求:
(1)A物体的温度和它每克吸收的热量;
(2)B物体的温度和它每克吸收的热量。
24.已知冰的比热容为2.1×103J/(kg·K),冰的熔化热为3.36×105J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·K)。
把质量为10g、温度为0℃的冰和质量为200g、温度为100℃的金属块同时投入质量为100g、温度为20℃的水中,当它们达到热平衡时,它们的共同温度为30℃。
若不计热量损失,求金属块的比热容。
25.将一勺热水倒入盛有一些冷水的保温容器内,使得冷水温度升高5℃。
然后又向保温容器内倒入一勺热水,水的温度又上升了3℃。
如果再连续倒入10勺同样的热水,则保温容器内的水温还得升高多少(保温容器吸收热量忽略不计)?
参考答案:
A卷
1.相同热量;吸收相同的热量,升高的温度不同;比热;c;焦/(千克·℃);焦每千克摄氏度
2.质量为1kg的水,温度每升高1℃,吸收的热量为4.2×103J;大
3.升高的温度
4.煤油的比热比水小,小于
5.相同,铝,铜
6.8.4×1010
7.上海地区每天的温度变化小于兰州地区;上海是沿海地区,兰州是内陆地区,水的比热比泥沙石土大,在同样吸热的情况下,水的温度变化较小
8.D9.C10.D11.B