九年级物理比热容知识精讲.docx
《九年级物理比热容知识精讲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九年级物理比热容知识精讲.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
九年级物理比热容知识精讲
九年级物理比热容
【本讲主要内容】
比热容
这讲我们来继续学习有关比热容的知识，通过学习同学们应该知道为什么要学习比热容，比热容是怎样定义的，比热容的概念及其单位，比热容是反映物质热学中什么特性的，比热容的计算，应用比热容解释日常生活中的有关现象，再结合具体题目给予解题方法指导和中考典型试题的分析。
知识图
【知识掌握】
【知识点精析】
1.比热容（用符号c表示）
单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容。
2.比热容的单位
在物理学中，比热容的单位是焦耳每千克摄氏度，符号是J／（kg·℃）。
水的比热容是4.2×103J／（kg·℃）。
它的物理意义是1千克水，温度升高1℃，吸收的热量是4.2×103焦耳。
3.比热容是物质的一种热学特性：
（1）比热容表示的是质量相同的不同物质升高相同的温度，吸收的热量是不同的这一特性。
（2）公式
是计算式，而不是决定式，因为比热容是物质的一种特性，它不随质量、温度的变化和吸收热量的多少而变化。
（3）同一种物质在不同状态下的比热容的值也不同。
例如水和冰是同种物质，不同状态，它们的比热容是不同的。
4.热量（用符号Q表示）热传递过程中，传递内能的多少。
5.计算公式：
Q吸＝cm（t－t0），Q放＝cm（t0－t），其中Q为热量，单位是J；c是比热容，单位是J／（kg·℃）；m为物体质量，单位为kg；t0为物体初温，t为物体末温，单位是℃。
6.热量的大小跟哪些因素有关？
热总是由高温物体传向低温物体，直到温度相等为止。
高温物体放热，温度降低；低温物体吸热，温度升高。
当物体的温度升高或降低时，物体吸收或放出的热量多少跟哪些因素有关呢？
（1）跟物体的质量有关。
同温度的一壶水和半壶水，要加热到沸腾，一壶水吸收的热量多。
所以，物体温度升高或降低时，吸收或放出的热量跟质量有关。
（2）跟物体升高或降低的温度有关。
同一壶水，把它烧到温度为50℃需要的热量少，继续把它烧到100℃，需要的热量多。
说明，物体吸收或放出的热量还和升高或降低的温度有关。
（3）跟物质的种类有关，即跟物质的比热容有关。
7.比热容的应用
从比热容表中可知，水的比热容很大。
水和干泥土相比，在同样受热的情况下，吸收同样多的热量，水的温度升高很少，而干泥土的温度升高较多。
因此，同在阳光照射下，内陆地区夏季炎热，而冬季寒冷。
形成了一年四季温差大，一日之中昼夜温差大的大陆性气候。
沿海地区四季温差小、昼夜温差也小。
正因为水的比热容大，在生活中往往用热水取暖，室温比较稳定。
有些机器工作时变热，也多用水来冷却。
【解题方法指导】
例1.下列说法正确的是（）
A.质量小，温度升高多的物体比热容小
B.吸收相同的热量，比热容大的物体升温少
C.比热容大，质量大的物体吸热多
D.同种物质，升温相同，质量大的吸热多
解析：
此题考查对热量计算规律的基本认识是否清楚，在物体的温度变化时计算物体吸收或放出热量的多少应与物体的质量，温度的变化及构成物体的物质性质——比热容的大小有关，C、m、△t与Q是多因一果的关系。
所以凡讨论这类问题时，应写出热量计算公式：
Q＝Cm△t来对照审查，四个物理量之间的关系，缺一不可。
A选项中给出了m、△t、C的关系缺少Q无法讨论，B选项只给出了Q、C和△t的关系，缺m所以不能讨论，C选项中只给出了C、m、Q的关系缺少△t也无法讨论，只有D项，四个因素都给全了，代入公式关系正确，故D选项正确。
说明：
热量计算问题是个多因素问题，一方面概念要清楚，另一方面可以用数学推理的方法帮助我们分析、认识问题。
切不可轻视这类问题，而出现顾此失彼的错误。
解此类题时，最易出现的错误是不考虑公式中各量的物理意义，将一个物理问题完全当作一个数学问题来讨论，所以认为各选项都有道理。
例2.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，它们的温度随时间变化的图像如下图所示，由图像可以看出，_____液体的温度升高得较慢，______液体的比热容较大。
解析：
图像是解决物理问题的一种很好的方法，06年北京大纲卷中关于图像的问题就出现在两道试题中。
解此类题首先要看清图像中的两个轴各代表什么，此题的图像是温度随时间变化的图像。
由图可知，都加热10min时，A液体的温度已达到80℃，B液体未达到，说明B液体的温度升高得较慢。
质量相同的液体，加热相同的时间（即吸收相同的热量），B液体的温度升高得较慢，是因为B液体的比热容较大。
例3.如下图所示，在研究水和煤油比热容的实验中，用两个同样的烧杯分别装着质量和温度都相同的水和煤油，用两个同样的电热器给它们加热．请根据表的数据回答下列问题：
（1）用同样的加热器给它们加热的目的是：
______________________；
（2）水和煤油的质量和初温相同的目的是：
______________________；
（3）加热相同的时间，哪个温度升高得快些？
________________；
（4）要使水和煤油升高相同的温度，哪个需要加热的时间长些？
____________；
（5）通过分析表中实验数据，得到的结论是：
_____________________________。
解析：
此实验是一个重要的实验，此实验反映了物质的一种特性。
只有正确理解题中的问题，才会对此实验得出正确的结论。
（l）用同样的加热器给它们加热的目的是让水和煤油在相同的时间里吸收的热量相等；
（2）水和煤油的质量和初温相同的目的是只有当水和煤油的质量和初温相同时，才能更容易比较它们吸收的热量和升高温度之间的关系；（3）加热相同的时间，水和煤油吸收的热量相同，煤油的温度升高得快些；（4）要使水和煤油升高相同的温度，必须给水多加热一段时间；（5）通过分析表中实验数据，得到的结论是：
质量相等的水和煤油吸收相同的热量时，煤油升高的温度是水的2倍。
例4.由Q吸＝cm（t－t0）导出
，下列说法正确的是（）
A.c和Q吸成正比
B.c与m成正比
C.c和Q吸、m和（t－t0）无关，它反映物质的一种热学性质，与物质种类有关
D.在Q吸、和m一定的情况下，c与（t－t0）成反比
解析：
解这类题时最易出现的错误是不考虑公式中各量的物理意义，将物理问题按数学问题来讨论，所以认为A、B、D选项是正确的。
题目中导出的公式只是用来计算物质的比热容的，是计算式，不是比热容的决定式。
比热容是物质的一种热学性质，与物质的种类有关。
答案：
C
说明：
（1）Q＝cm△t与
这两个公式不是一个简单的公式变形，他们的物理意义各不相同，见下表：
公式
Q＝cm△t
C＝Q／m△t
用途
热量的计算
比热容的计算
决定
因素
与c、m
及△t有关
在c、m一定时，Q与△t成正比
与Q、△t、及m无关，与物质种类有关
在c、△t一定时，Q与m成正比
在m、△t一定时，Q与c成正比
（2）热学中的热量与比热容关系跟力学中的质量与密度的关系相似，m＝ρV，m与ρ和V有关，且存在比例关系，但ρ＝m／V只是密度的计算式，ρ与m、V无比例关系。
在学习的过程中要注意对比，以便更好地理解物理概念和物理规律。
例5.5kg冰的温度由零下10℃升高到0℃，它吸收的热量为1.05×105J，则冰的比热容是多大？
若冰吸收的热量由水降低温度所提供，则需要多少kg的水由25℃降低到0℃？
解析：
此题是热量的计算题，它需要对公式进行变形。
由Q吸＝cm（t－t0）得
Q放＝Q吸＝1.05×105J
由Q放＝cm（t0－t）得
【考点突破】
【考点指要】
下表是比热容这一部分知识近几年在北京市中考试卷中的情况：
04年
05年
06年（大纲卷）
06年（课标卷）
题型
计算
多选
填空
计算
多选
计算
计算
分值
3
3
1
3
3
3
2
详细知识点
物体吸放热计算
物体吸放热计算
比热容
物体吸放热计算
比热容
物体吸放热计算
物体吸放热计算
考试水平
认识
认识
认识
认识
认识
认识
认识
从表中可以看出，比热容这部分知识在北京市近几年中考试卷中考查的主要内容有：
比热容的概念和物体吸放热的计算。
主要以选择题和计算题形式出现。
以计算题的形式出现的频率较高，以下面几道题为例。
【典型例题分析】
例1.（2006年黄冈市课改实验区）“东坡米线”是黄州特色小吃．制作的第一步是熬汤：
在锅中放入水和鸡，用大火将水煮至沸腾，然后转用小火烹煮．不断给沸腾中的汤加热，汤的温度将__________。
再将以下食料一起上桌：
一碗热汤，上面浮着一层油；一碟切成薄片的鲜肉；一碗已煮熟的米线。
食客先把肉片放进汤内，稍候再加入米线．碗中油层的作用是__________。
现有以下资料：
汤的质量l.4kg，初温97℃，比热容4.2×103J／（kg·℃）；肉的初温22℃，比热容3.5×103J／（kg·℃）。
基于健康缘故，肉必须最少加热至82℃。
在汤中最多可以放入_______kg肉。
（不计热损失）
解析：
此题考查的知识点是：
①液体沸腾时，若继续吸热，温度保持不变；②水蒸发时吸热，汤温度会降低；③油漂在汤面，使汤表面空气不流通，水蒸发变慢；④根据Q＝cm∆t，因为不计热损失，所以汤放出的热被肉全部吸收。
4.2×103J／（kg·℃）×1.4kg×（97－82）℃
＝3.5×103J／（kg·℃）×
×（82－22）℃
在汤中最多可以放入的肉：
＝0.42kg
例2.（2005年甘肃省）冷水的质量为m，温度为tl，吸收一定的热量后，温度升高到t；另有质量为2m的热水，放出同样多的热量后，温度也降到t，那么热水原来的温度为（）
A.
B.
C.
D.
分析与解：
此题考查的是热量计算。
根据题意得：
冷水吸收的热量：
①
热水放出的热量：
②
①／②得
选A
例3.（2005年北京市30题）质量相等的甲、乙两个物体，吸收相同的热量后，甲升高的温度大于乙升高的温度，则甲物体的比热容_______乙物体的比热容。
（填“大于”、“等于”或“小于”）
分析与解：
此题考查的是比热容。
根据
，当质量、吸收的热量相同时，升高的温度跟比热容成反比，甲升高的温度大于乙升高的温度，则甲物体的比热容小于乙物体的比热容。
例4.（2006年北京市）质量为300g的水，温度由100℃降低到50℃，放出的热量是多少焦？
［c水＝4.2×103J／（kg℃）］
分析与解：
这是容易题，但要求同学书写规范，格式正确。
注意质量单位应是kg，300g＝0.3kg。
根据公式
＝4.2×103J／（kg·℃）×0.3kg×50℃＝6.3×104J
说明：
注意区分“降低到”、“降低了”、“降低”的不同。
例5.甲乙两金属球质量之比是5∶3，吸收相同的热量后，升高的温度之比是1∶5，则它们的比热容之比是（）
A.1∶3B.3∶1C.25∶3D.3∶25
解析：
本题在已知条件中没有给出物理量的具体数值，而是给出了甲、乙两物体的质量之比和升高温度之比，最后求的是比热容之比。
解这种题应该用比例法
（l）写出求这个物理量的公式：
∵
∴
（2）写出求比值的表达式：
（3）化简并代入已知条件：
（∵吸热相同可消去）
（4）计算得出结果和选项比较确定答案。
正确选项B。
答案：
B
说明：
凡是用公式计算比值问题的考题均可套用此方法求解。
例6.已知铜的比热容是铅的比热容的3倍，现在有质量相等、温度相同的铜块和铅块，当它们吸收相同的热量后互相接触，则下列说法中正确的是（）
A.铜块一定向铅块传递热量
B.铅块可能向铜块传递热量
C.铜块—定不会向铅块传递热量
D.铅块和铜块之间不—定传递热量
解析：
本题考查了热传递和比热容的知识。
铜块和铅块之间是否发生热传递？
两物体接触时各自的温度？
吸热后两物体末温的高低？
△t＝Q／cm判定。
根据热量的计算公式Q＝cm△t的变形△t＝Q／cm可知：
等质量的两种不同物质，在吸收了相同的热量后，比热容小的物体温度升高的快。
因为，铅的比热容比铜的小，所以吸收同的热量后，铅的变化温度比铜大，此过程是吸热过程，所以铅的最终温度比铜块的高。
热量—定从铅块传给铜块。
答案：
C
说明：
解这道题的关键在于—是要清楚质量相同的不同物质，在吸收了相同的热量后比热小的物体温度升高的快；二是要知道热量总是从高温物体传向低温物体。
例7.我国新疆的一句谚语“早穿皮袄午穿纱”，讲述的是西北内陆、沙漠地带昼夜温差大的天气特点，这与沿海地区昼夜温差较小的天气特点形成了对比。
请你根据表中所给的一些物质的比热容，说一说这其中的原因。
物质
比热容J·（kg·ºC）-1
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
砂石
0.92×103
分析：
这是一道有关比热容的简答题。
气温的变化和地理环境有关，地表物质的比热容的大小影响昼夜的温度差。
解决问题要通过查表获取数据，通过分析物质的比热容，联系实际进行解答。
由于沙漠地区环境特征是多泥土和砂石，沿海地区环境特征是有很多水。
从表中可知水的比热容较大。
通过比较可知，吸收（或放出）相同的热量，水的温度变化只是质量相等的干泥土的五分之一，因此在沿海地区，白天海水吸收大量的热量而温度升高得并不多，夜间海水放出大量的热量，温度降低得也并不多。
内陆、沙漠地区却是白天温度升高较多而夜晚温度又降低较多。
所以沿海地区昼夜温差较小，内陆和沙漠地区昼夜温差较大。
说明：
在解答热学问题时，思路要清晰，叙述要清楚、完整．要有所依据，有所说明，有所结论。
防止单凭感觉，想当然地答题。
首先要从题目提供的信息中明确需要你解答的问题，再找出需要你解答的问题所涉及的（包括隐含的）物理知识，然后用学过的知识来解答。
解答时要简明扼要，又要有理有据，切中要害。
对你分析的问题，要“有所说明”；“有所依据”；“有所结论”。
此题“有所依据”就是用到的物理知识——不同物质的比热容不同；“有所说明”就是分析过程；“有所结论”就是分析的结果，沿海地区昼夜温差较小，内陆和沙漠地区昼夜温差较大。
【综合测试】
1.（安徽中考题）
下列三个数值4.6×107J／kg、0.8×103kg／m3、2.1×103J／（kg·℃）各表示煤油的一个特性，这三个数值依次表示的是煤油的（）
A.热容、密度、热值B.密度、热值、比热容
C.密度、比热容、热值D.热值、密度、比热容
2.甲物质的比热容大于乙物质的比热容，下面说法中正确的是（）
A.若甲、乙质量相同，则甲比乙放出的热量多
B.若甲、乙降低的温度相同，则甲比乙放出的热量多
C.若甲、乙质量相同，初始温度也相同，则甲比乙放出的热量多
D.若甲、乙质量相同，放出的热量也相同，则甲比乙降低的温度少
3.海边一天的温差要比陆地的温差小，这是因为（）
A.水的密度大B.沙石的密度大
C.水的比热容大D.沙石的比热容大
4.一只铝球的体积为10cm3，当它的温度升高了5℃时，吸收热量4.4J。
已知ρ铝＝2.7×103kg／m3，C铝＝0.88×103J／（kg·℃），则此铝球是（）
A.实心的B.空心的
C.空心、实心都有可能D.题设条件不足，无法确定
5.甲、乙两金属球质量之比为5∶3，吸收相同的热量后，升高的温度之比是1∶5，则它们的比热之比是（）
A.1∶3B.3∶1C.25∶3D.3∶25
6.甲、乙两金属块，温度相同，甲的质量是乙的两倍，甲的比热是乙的三分之一。
当它们吸收相同的热量后，再相互接触，则（）
A.甲的内能要转移到乙上B.乙的内能要转移到甲上
C.它们之间不会发生内能的转移D.条件不足，无法确
7.（天津中考题）已知水的比热是4.2×103J／（kg·℃），水银的比热是0.14×103J／（kg·℃），则下面说法中正确的是（）
A.体积相同的水和水银，温度都升高1℃，水吸收的热量是水银的30倍
B.质量相同的水和水银，降低相同的热量，水银放出的热量是水的1／30
C.质量相同的水和水银，吸收相同的热量，若水银升高1℃，则水要升高30℃
D.若lkg的水温度降低1℃放出的热量全部被30kg的水银所吸收，则水银的温度升高1℃
8.（河北中考题）用两个酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，若在相等的时间内，它们吸收的热量相等，则下列判断正确的是（）
A.甲、乙两种物质的比热容一定相等
B.甲、乙两种物质的温度变化一定相等
C.温度变化大的物质比热容大
D.温度变化大的物质比热容小
9.为测定某液体的比热，将500g的这种液体盛在1kg的铝制容器中（铝的比热容是0.88×103J／（kg·℃）），然后将一个“220V，400W”的电热器浸没于该液体中，通电前，容器及液体的温度均为15℃，当把电热器接到220Ⅴ的电源上通电3min13s后，测得容器及液体的温度均达到55℃，若不计热量损失，该液体的比热容是__________。
10.（湖北荆州中考题）某饰品加工厂用酒精喷灯加工饰品，张峰师傅在1min内用去酒精5g，被加工的一只质量为36g的铜饰品温度从20℃上升到1070℃。
铜饰品吸收的热量是________J；酒精完全燃烧产生的热量是__________J；酒精喷灯的效率是_________。
［已知c铜＝0.39×103J／（kg·℃），酒精的热值为3.0×107J／kg］
11.（河南中考题）小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热是4.2×103J／（kg·℃），他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量，于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30kg、20℃的水烧开。
（1）小明家每天烧水做饭需要_____________J热量。
（2）如果普通煤的热值为3×107J／kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要______kg煤。
（3）小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5kg算，他家每天实际用煤2kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%，你认为小明家煤炉效率低的原因是___________________________________________。
（4）从大的方面讲，家用煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是_____________________________________。
12.（辽宁大连中考题）据有关专家预测，三峡大坝建成后，三峡库区的气温会受到一定的影响，夏天将比原来下降2℃左右，而冬天将比原来升高2℃左右，发生这种现象的原因是______________________________。
［c矿石＝0.92×103J／（kg·℃）、c泥土＝0.84×103J／（kg·℃）］
13.为了研究物质的某种特性，某小组的同学先做如下实验：
他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时，让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况，记录数据分别如表一、表二所示（设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等）。
表一：
m1＝100g
时间（min）
0
2
4
6
8
10
12
14
16
温度（℃）
36
35
34
33
32
31
30
30
30
降低温度（℃）
0
1
2
3
4
5
6
6
6
表二：
m2＝200g
时间（min）
0
4
8
12
16
20
24
28
32
36
温度（℃）
36
35
34
33
32
31
30
29
28
28
降低温度（℃）
0
1
2
3
4
5
6
7
8
8
（1）分析比较表一和表二中的数据可知，实验时，两杯水所处环境温度______（填“相同”或“不同”）。
（2）分析比较表一（或表二）中第一行和第三行的数据及相关条件可得出的初步结论是_______________________。
（3）分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是_________________________________________________________。
（4）进一步综合分析表一和表二中数据及相关条件，还可得出的初步结论是_______。
14.5千克冰的温度由零下10℃升高到0℃，它吸收的热量为1．05×105J，则冰的比热容是多大？
若冰吸收的热量由水降低温度所提供，则需要多少千克的水由25℃降低到0℃？
15.液化石油气的燃烧值是4.8×107J／kg，假设它完全燃烧时放出的热量有50％被水吸收，则要把2.5kg的20℃的水加热到100℃，需要燃烧多少液化石油气？
16.（2006年南京市）目前，南京市大约还有30万户居民使用每次冲水13L的老式坐便器，如果这些坐便器换用某种节水阀后，每次冲水量可降为6L。
（1）若某户居民平均每天冲水10次，换用节水阀后，该户一个月（按30天计算）可节水多少千克？
（1L＝ldm3）
（2）该户每月节省下来的水，如果温度降低1℃，能够放出多少热量？
假设这些热量是由煤气完全燃烧所产生，则需要煤气多少千克？
［水的比热容为4.2×103J／（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J／kg］
17.（2006年南通市）小明家最近安装了一台太阳能热水器，容积为80L，装满水。
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）水温升高50℃需吸收多少热量？
（3）产生这些热量需完全燃烧多少煤气？
［c水＝4.2×103J／（kg·℃）、煤气的热值为4.2×107J／kg］
18.（2006年沈阳市课改实验区）科学实验表明，通常情况下人体的温度高于周围环境的温度，所以人体始终向外散热．人体每小时释放的热量可以将相当于自身质量的水的温度升高2℃。
求：
（1）一个质量为60kg的学生每小时向外释放的热量是多少？
（2）人体每秒钟向外散发的热量叫散热功率，该学生的散热功率是多少？
［c水＝4.2×103J／（kg·℃）］
综合测试答案
1.D2.D3.C
4.B（分析：
，
＝
0.88×103J／（kg·℃）×2.7×10－2kg×5℃＝118.8J＞4.4J）
5.B（分析：
）
6.A（分析：
，
＞
，甲的末温高，它们接触时，甲会放热，乙会吸热）
7.D（分析：
根据
，∵
＝13
＝13
，Q相同∴
相同）
8.D
9.2.1×103J／（kg·℃）［分析：
Q热＝W＝Pt＝400W×193s＝7.72×104J，
0.88×103J／（kg·℃）×1kg×40℃＝3.52×104J
＝7.72×104J－3.52×104J＝4.2×104J
］
10.147421.5×1059.8％
11.
（1）1.008×107
（2）0.336（3）煤不能完全燃烧；热量散失严重；（4）产生废渣，废气，造成环境污染。
12.库区水面面积大大增加，水的比热容大于砂石、水
升级会员 