132科學(xué)探究物質(zhì)的比熱容（原卷版）

滬科版九年級(jí)第十三章《內(nèi)能與熱機(jī)》13.2科學(xué)探究：物質(zhì)的比熱容【知識(shí)梳理】探究物質(zhì)吸熱規(guī)律實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)思路：①加熱相同質(zhì)量的水和煤油，加熱相同時(shí)間（使它們吸收相同的熱量），比較升高的溫度；②加熱相同質(zhì)量的水和煤油，使它們升高相同的溫度，比較加熱所用的時(shí)間（比較吸收的熱量）。2.實(shí)驗(yàn)方法①控制變量法：液體質(zhì)量、初溫和加熱器規(guī)格都完全相同。加熱器規(guī)格相同相同時(shí)間放出的熱量相同相同時(shí)間內(nèi)兩種物質(zhì)吸收的熱量相同。②轉(zhuǎn)換法：加熱相同時(shí)間，升高的溫度越多，吸熱能力越弱；升高相同的溫度，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，吸熱能力越強(qiáng)。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：水的吸熱能力比煤油吸熱能力強(qiáng)。二、比熱容基本概念1．定義：一定質(zhì)量的一物質(zhì)，在溫度升高（或降低）時(shí)，所吸收（或放出）的熱量與該物質(zhì)的質(zhì)量和升高（或降低）的溫度乘積之比，稱(chēng)做這種物質(zhì)的比熱容(比熱)，用符號(hào)c表示。其單位是焦耳每千克每攝氏度[J/(kg·℃)]。2．對(duì)比熱容的理解（1）實(shí)質(zhì)：表示吸熱（放熱）本領(lǐng)的強(qiáng)弱比熱容越大，吸熱（放熱）本領(lǐng)越強(qiáng)，自身溫度變化越小比熱容越小，吸熱（放熱）本領(lǐng)越弱，自身溫度變化越大（2）比熱容只取決于物質(zhì)本身，它反映了物質(zhì)吸熱（放熱）的本領(lǐng)，與物質(zhì)的質(zhì)量、溫度、吸收（放出）的熱量無(wú)關(guān)。它只與物質(zhì)的種類(lèi)，狀態(tài)有關(guān)。3.公式QUOTEc=Qm?tc=Qm?t（其中QUOTE??表示“變化量”，QUOTE?t?t表示過(guò)程中溫度的變化量）三、比熱容的計(jì)算（1）簡(jiǎn)單計(jì)算在平時(shí)的計(jì)算中，物質(zhì)的比熱容一般是已知量，要求我們通過(guò)物質(zhì)的比熱容去求吸收（放出）的熱量、升高（降低）的溫度、初溫（末溫）或者物質(zhì)的質(zhì)量。公式變形如下：吸熱時(shí)QUOTEQ吸=cm?tQ吸=cm?t（QUOTE?t=t末-t0放熱時(shí)QUOTEQ放=cm?tQ放=cm?t（QUOTE?t=t0-t末QUOTE?t=Qcm?t=Qcm根據(jù)QUOTE?t?t可求初溫或者末溫。QUOTEm=Qc?tm=Qc?t四、比熱容知識(shí)的應(yīng)用1.水的比熱容大：并不是所有物質(zhì)中水的比熱容是最大的，而是在我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|到的物質(zhì)中水的比熱容大。利用水的這一特性，通常用它來(lái)作冷卻劑，培育水稻。2.海陸風(fēng)由于海面與陸地比熱容不同，白天在相同光照情況下陸地溫度高，海面溫度低，陸地?zé)峥諝馍仙?，海風(fēng)由大海吹向陸地；夜晚散熱時(shí)海面溫度降低較少，陸地溫度降低較多，海面溫度高，熱空氣上升，風(fēng)由陸地吹向海面。3.沙漠地區(qū)溫差大沙漠地區(qū)比熱容小，白天有陽(yáng)光照射溫度高，夜晚散熱溫度低。（早穿皮襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜）【易錯(cuò)點(diǎn)】根據(jù)QUOTE?t=Qcm?t=Qcm可求初溫或者末溫。在求液體溫度時(shí)要注意液體是否達(dá)到沸點(diǎn)，例如水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)是100℃【規(guī)律總結(jié)】（1）由熱量的計(jì)算公式可知，物體溫度改變時(shí)吸收或放出的熱量只由物質(zhì)的比熱容、物體的質(zhì)量和物體溫度的變化量這三個(gè)因素決定，而與物體的初溫、末溫的高低無(wú)關(guān)。（2）應(yīng)用熱量公式時(shí)，對(duì)有關(guān)溫度的文字?jǐn)⑹鰬?yīng)特別謹(jǐn)慎，不可亂用?！吧摺薄吧吡恕焙汀敖档汀薄敖档土恕本傅氖菧囟鹊母淖兞?；而“升高到”和“降低到”則指的是物體的末溫。（3）雖然我們可以用來(lái)計(jì)算物質(zhì)的比熱容，但這僅是一個(gè)比值關(guān)系，并不代表比熱容是由熱量、質(zhì)量和變化的溫度來(lái)決定。比熱容的大小與物體的質(zhì)量的大小、溫度高低、吸收或放出熱量的多少?zèng)]有關(guān)系。不同物質(zhì)的比熱容一般不同。比熱容是由物質(zhì)的種類(lèi)及狀態(tài)決定的?！镜淅治觥浚?021·廣西玉林·）若質(zhì)量為2kg的某種物質(zhì)溫度從20℃升高到40℃時(shí)，吸收的熱量是1.84×104J，則該物質(zhì)的比熱容為_(kāi)__________J/(kg?℃)；比熱容是物質(zhì)自身的性質(zhì)，與質(zhì)量、吸收或放出的熱量均___________（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）?！舅悸沸〗Y(jié)】解答比熱容類(lèi)計(jì)算題，要仔細(xì)分析題目中已知了哪些物理量，要求什么物理量，然后選擇合適的公式求解，在計(jì)算過(guò)程中特別要注意質(zhì)量單位?！菊骖}操練】1．（2021武漢市九年級(jí)開(kāi)學(xué)考試）在生產(chǎn)和生活中，常見(jiàn)“水的比熱容大”這一特性的應(yīng)用情景，以下事例中與這一特性無(wú)關(guān)的是（）A．沿海地區(qū)的氣溫比內(nèi)陸變化小 B．調(diào)節(jié)生物體內(nèi)的溫度C．炎熱的夏天灑水水降溫 D．汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用水作冷卻液2．（2020河北保定市九年級(jí)期末）有兩個(gè)質(zhì)量不同的物體，吸收相等的熱量后，升高相同的溫度，則（）A．質(zhì)量大的物體其比熱容一定大 B．質(zhì)量大的物體其比熱容可能小C．質(zhì)量小的物體其比熱容一定小 D．質(zhì)量小的物體其比熱容一定大3．（2018廣西桂林）經(jīng)常下廚的小關(guān)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)用相同的煤和燃?xì)庠罴訜豳|(zhì)量相等、初溫相同的水和食用油，油的溫度總是升高得快些．這是因?yàn)锳．水的比熱容小，吸熱后溫度升高得慢B．油的比熱容小，吸熱后溫度升高得快C．在相同的時(shí)間內(nèi)，水吸收的熱量較多D．在相同的時(shí)間內(nèi)，油吸收的熱量較多4．（2021湖南常德）如圖所示，是根據(jù)“探究不同物質(zhì)吸熱能力”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的a、b物質(zhì)的溫度﹣時(shí)間圖像，實(shí)驗(yàn)中兩種物質(zhì)的質(zhì)量相同，初溫度相同，選用的加熱器相同，由圖像可知（）A．加熱相同時(shí)間，a物質(zhì)吸收熱量多，比熱容小B．加熱時(shí)間相同，a物質(zhì)的末溫度高，比熱容大C．吸收熱量相同，b物質(zhì)溫度升高慢，比熱容小D．吸收熱量相同，b物質(zhì)的末溫度低，比熱容大5．（2021徐州市九年級(jí)月考）把一杯煤油倒掉一半，則剩下的煤油（）A．比熱容、質(zhì)量不變；密度變小B．比熱容、密度變大；質(zhì)量減小C．比熱容、密度、質(zhì)量都不變D．比熱容、密度不變；質(zhì)量變小6．（2020湖南郴州）質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體吸收相同的熱量后，甲升高的溫度高于乙升高的溫度。由此可知（）A．甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容B．降低相同的溫度，質(zhì)量相等的甲液體放出的熱量比乙液體放出的熱量多C．甲、乙兩種液體相比較，乙液體更適合作冷卻劑D．甲物質(zhì)的熔點(diǎn)高于乙物質(zhì)的熔點(diǎn)7．（2020江西省八年級(jí)月考）由Q＝cm(t－t0)得c＝，關(guān)于同一種物質(zhì)的比熱容，下列說(shuō)法正確的是（）A．若質(zhì)量增大一倍，則比熱容減小一半B．若質(zhì)量增大一倍，則比熱容增大一倍C．若吸收的熱量增大一倍，比熱容增大一倍D．比熱容與物體質(zhì)量多少、溫度變化大小、吸熱或放熱的多少都無(wú)關(guān)8．表中是一些物質(zhì)的比熱容。水鋁冰干泥土約沙石約銅根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是（）A．物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的種類(lèi)無(wú)關(guān)B．水的比熱容是水的比熱容的兩倍C．質(zhì)量相等的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊溫度變化較大D．一般情況下，我們把的水加熱至沸騰，水需要吸收約的能量9．（2020安徽淮北九年級(jí)月考）已知水和煤油的質(zhì)量之比是5：4，比熱容之比是2：1，若它們吸收相等的熱量，水的溫度升高了20℃，則煤油的溫度會(huì)升高（）A．68℃ B．50℃ C．40℃ D．32℃10．（2020北京）依據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，下列說(shuō)法正確的是（）物質(zhì)比熱容c/（J/(kg·°C)）水4.2×103煤油2.1×103砂石約0.92×103A．一杯水倒出一半，杯內(nèi)剩余水的比熱容變小B．水和砂石放出相等熱量，水的溫度降低得較多C．水的比熱容表示水的溫度升高1°C吸收的熱量是4.2×103JD．質(zhì)量相等的水和煤油，吸收相等熱量，煤油溫度升高得較多11．（2021安徽合肥九年級(jí)月考）如圖，2020年5月16日11時(shí)53分，停在月球表面上玉兔2號(hào)月球車(chē)結(jié)束了寒冷且漫長(zhǎng)的月夜休眠，受光照自主喚醒，迎來(lái)了著陸月球背面的第500個(gè)地球日。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)月球表面晝夜溫差達(dá)300多攝氏度，說(shuō)明月面土壤的比熱容______（選填“較大”、“較小”或“不確定”）。12．（2020四川省漢源縣九年級(jí)月考）將質(zhì)量初溫相同的鋁、銅、鐵三個(gè)球，浸沒(méi)在沸水中煮較長(zhǎng)的一段時(shí)間，則三個(gè)球的溫度_____。從沸水中吸熱最多的是______球，吸熱最少的是______球。（已知c鋁>c鐵>c銅）13．（2020東臺(tái)市九年級(jí)月考）“汽車(chē)不但要吃油，也要喝水”。用水冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是因?yàn)樗腳________大。發(fā)動(dòng)機(jī)工作一段時(shí)間后，水箱中水溫升高，這是利用__________的方式改變了水的內(nèi)能。若水箱中有5kg的水，溫度升高了10℃，吸收的熱量為_(kāi)______J。（c水＝4.2×103J/（kg·℃）14．（2021全國(guó)）比熱容的應(yīng)用：（1）比熱容是物質(zhì)的一種特性，各種物質(zhì)都有自己的比熱容。（2）從比熱表中還可以看出，各物質(zhì)中，水的比熱容最大。這就意味著，在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。水的這個(gè)特征對(duì)氣候的影響，很大。在受太陽(yáng)照射條件相同時(shí)，白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)溫度升高的______，夜晚沿海地區(qū)溫度降低也_____。所以一天之中，沿海地區(qū)溫度變化_____，內(nèi)陸地區(qū)溫度變化____。在一年之中，夏季內(nèi)陸比沿海____，冬季內(nèi)陸比沿海____。（3）水比熱容大的特點(diǎn)，在生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常利用。如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等機(jī)器，在工作時(shí)要發(fā)熱，通常要用循環(huán)流動(dòng)的_____來(lái)冷卻。冬季也常用______取暖。15．（2018·重慶南開(kāi)中學(xué)九年級(jí)期中）小喬用質(zhì)量相等、初溫相同的水和某未知液體[c液<c水=]來(lái)研究物體放熱時(shí)溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系，并用圖象對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，如圖所示，實(shí)驗(yàn)中，水和未知液體在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等，分析圖象可以得出______物質(zhì)為水（選填“甲”“乙”），未知液體的比熱容______J/（kg·℃）。16．（2021·上海市羅南中學(xué)八年級(jí)月考）查閱表，可以知道：比熱容的單位是：焦/千物質(zhì)比熱物質(zhì)比熱銅0.39×103水銀0.14×103鋼鐵0.45×103煤油2.1×103錫0.24×103水4.2×103干泥土0.84×103冰2.1×103（1）錫的比熱容是______J/(kg·°C)，它表示：1千克的錫溫度每升高1°C吸收的熱量為_(kāi)_____焦；（2）除______之外，不同物質(zhì)的比熱容一般不同；（3）在短期內(nèi)，上海市處于雨天時(shí)晝夜溫差較小，處于晴天時(shí)晝夜溫差較大，這可能是______造成的。17．（2021廣西梧州）如圖甲所示是小明做“比較不同物質(zhì)吸熱情況”實(shí)驗(yàn)的裝置，使用兩個(gè)相同的容器分別裝入質(zhì)量相等的A、B兩種液體，并用相同的裝置加熱。加熱時(shí)間/min012345A液體的溫度/℃101418222630B液體的溫度/℃1018344250（1）如圖乙所示為B液體在第2分鐘時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)，其示數(shù)為_(kāi)_____℃；（2）液體吸收熱量的多少可通過(guò)______來(lái)比較；（3）將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在如表表格中，分析數(shù)據(jù)可知，質(zhì)量相等的A和B兩種液體，在吸收相同熱量時(shí)，______（選填“A”或“B”）升高的溫度較高；（4）冬天，小明想自制一個(gè)暖手袋，若從A或B中選一種液體裝入暖手袋中作為供熱介質(zhì)，選擇______（選填“A”或“B”）為介質(zhì)保暖時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。18．（2021遼寧沈陽(yáng)）在探究“不同物質(zhì)吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲、乙所示。（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)取___________（選填“質(zhì)量”或“體積”）相同的甲、乙兩種液體，分別倒入相同的燒杯中，使用規(guī)格___________（選填“相同”或“不同”）的電加熱器加熱。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)___________（選填“升高的溫度”或“加熱時(shí)間”）來(lái)比較甲和乙兩種液體吸收熱量的多少；（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示，___________液體的吸熱能力強(qiáng)（選填“甲”或“乙”）。如果要在甲、乙兩種液體中選擇一種液體做為冷卻劑，你認(rèn)為_(kāi)__________（選填“甲”或“乙”）液體較為合理。加熱時(shí)間/min01234甲的溫度/℃3034384246乙的溫度/℃1018263442（3）圖丙中①是乙加熱時(shí)溫度隨時(shí)間變化的圖線，如果將初溫相同的乙物質(zhì)質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍，不考慮熱損失，用相同的加熱器加熱，再繪制出一條溫度隨時(shí)間變化的圖線，則為圖中的第___________條（填”①”“②”或“③”）19．（