初二比熱容計算給幾道例題並講解以下
題目:
初二比熱容計算
給幾道例題並講解以下
解答:
例1 溫度相同的鋁塊甲和鐵塊乙,m甲=m乙,將它們分別加熱,使其吸收相同的熱量後接觸,此時( )
A、溫度從甲傳向乙 B、內能從甲傳向乙C、內能從乙傳向甲 D、甲、乙間不發生熱傳遞思路解析 在熱傳遞時,傳遞的是能量而不是溫度,故A不正確.由於能量是從高溫物體傳向低溫物體,所以此題的解題關鍵是判斷甲、乙兩物體吸收熱量後溫度的高低.
由Q甲=c甲m甲(t甲-t0甲), Q乙=c乙m乙(t乙-t0乙),因它們吸收相同的熱量,有Q甲=Q乙,又m甲=m乙,所以c甲(t甲-t0甲)=c乙(t乙-t0乙),因爲c甲>c乙,t0甲=t0乙,所以t甲<t乙,故內能從乙傳向甲正確解答 C誤點警示 知識補充:(1)內能是物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和.(2)熱傳遞的本質是內能的轉移.
知識點2 比熱容的意義比熱容是物質的特性之一,由物質本身和物質所處的狀態決定,對處於某一定狀態下的物質來說,其比熱容是一定的,跟物質的質量和體積的大小、溫度的高低、吸收(或放出)熱量的多少無關.
例2 把兩個質量相等的20℃的銅球,分別放進質量相等的、溫度均爲50℃的水和煤油中,達到熱平衡後,水和煤油的溫度相比哪個低?
思路解析 本題是關於熱平衡現象的問題.可以利用熱平衡方程,以及公式Q=cm△t來解.
正確解答 設水的質量爲m1,比熱爲c1,水的初溫爲t01=50℃,熱平衡後溫度爲t末1;又設煤油質量m2 (m1=m2),比熱爲c2,煤油的初溫爲t02=50℃,熱平衡後溫度爲t末2;銅的質量爲m3,比熱爲c3,銅球的初溫爲t03=20℃,銅在水中熱平衡後溫度爲t末3=t末1;銅在煤油中熱平衡後的溫度爲t′末3=t末2.銅球放在水中的情況下,根據熱平衡方程,有Q銅吸=Q水放,即c3m3 (t末1-t03)=c1m1 (t01-t末1) ①銅在煤油中時,同理可得c3m3 (t末2-t03)=c2m2 (t02-t末2) ②由①/②得 .又m1=m2,化簡上式得 .因爲c1>c2,所以 .所以(t末1-t03)(t02-t末2)>(t01-t末1)(t末2-t03).
兩邊展開,代入已知條件,合併同類項,得30t末1>30t末2,所以t末1>t末2.所以達到熱平衡後煤油的溫度低些.
誤點警示 此題中的熱平衡是指不計熱損失的情況下.
知識點3 水的比熱容水的比熱容爲4.2×103 J/(kg.℃).水的比熱容比較大,在工、農業生產和日常生活中有廣泛的應用,其應用主要有兩方面:一是用水來做製冷劑或取暖;二是調節氣候.
例3 宿遷境內的洪澤湖在盛夏季節,對周圍地區氣溫起著很好的調節作用,這主要是因爲洪澤湖的水面大,水量多.更重要的是因爲水的 比陸地大,太陽曬後水的 變化比陸地小.
思路解析 從小的比熱比干泥土的比熱大3倍多去理解、分析.
正確解答 根據公式 ,可知當比熱較大的水在吸收或放出與陸地相當的熱量時,溫度的變化較小.所以,本題答案爲:比熱 溫度.
誤點警示 公式Q=cm△t,體現了各種物質吸收或放出熱量與物質的比熱、物質的質量以及溫度變化之間的關係.
知識點4 熱量的計算吸熱計算式:Q吸=cm(t-t0)
放熱計算式:Q放=cm(t0-t)
其中Q爲熱量,單位是J;c爲物質的比熱容,單位J/(kg.℃);m爲物體質量,單位爲kg;t0爲物體初始溫度,t爲物體末溫,單位爲℃.
「注意」應用計算式進行計算時,代入的數據一定要連同單位一起代入,且單位要統一.
例4 質量爲5 kg的冷水和質量2 kg的熱水混合後,其共同溫度是40℃,則冷水和熱水的初溫可能是( )
A、10℃,52℃ B、20℃,50℃C、20℃,90℃ D、30℃,70℃思路解析 根據題意可知cm冷(t末 -t冷初)=cm熱(t熱初-t末),即5(40℃-t冷卻)=2(t熱初-40℃)展開,合併可得5t冷初+2t熱初=280℃此式爲二元一次方程,應有無數組解,但題中只給了四個選項.
當t冷初=20℃,t熱初=90℃時,滿足上述二元一次方程.
正確解答 選C.誤點警示 解好本題除了要掌握好所學的物理知識,還要應用好有關的數學知識.
例5 把質量爲4 kg的冷水與3 kg、80℃的熱水混合後的溫度爲40℃,若不計熱量損失,求冷水的溫度是多少?
命題意圖 本題考查了能量守恆定律在熱傳遞過程中的應用.
題型特點 本題是理想狀況下的熱傳遞,解題時的關鍵是明確熱傳遞過程中熱水放出的熱量與冷水吸收的熱量相等.且本題涉及的物理量較多,因此解題時應注意加腳標以示區別.
分析解答 熱水與冷水混合會發生熱傳遞,直到二者溫度相同時爲止.若不計熱量損失,根據能量守恆定律,熱水放出的熱量等於冷水吸收的熱量.下面以兩種解法示例.
解法一:分步計算法:由題意得,熱水放出的熱量爲Q放=cm1(t1-t)=4.2×103 J/(kg.℃)×3 kg×(80℃-40℃)=5.04×105 J,冷水吸收的熱量爲Q放=Q吸=5.04×105 J由於Q吸=cm2 (t-t2),變換得冷水的溫度
解法二:綜合法:由題意得Q放=Q吸,展開得cm1 (t1-t)=cm2 (t-t2)
所以冷水的溫度爲
課堂小結比熱容的定義比熱容表示的物理意義,物質的比熱容物質的比熱容 比熱容的單位水的比熱容及其應用熱量的計算同步練習一、填空題1、質量爲200g的某金屬,溫度從100℃降到20℃,共放出7360J的熱量,則此金屬的比熱容是 .由幾種物質的比熱容表可以知道,此金屬可能是
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