2018年九年级物理上册第十二章《内能与热机》挖掘图象信息求解比热容问题(新版)粤教沪版

1、挖掘图象信息 求解比热容问题通过图象考查比热容，是一种重要的题型。这类题通过图象把物理量之间的关系表达 得十分清楚、明了，但由于热量的决定因素多，吸热能力的比较方法不唯一，好多同学感 觉这类题无从下手或者理不清头绪。除了把握好试题类型以外，解答这类题还要注意运用 两个重要的研究方法：（1）转换法 不同的物质吸收热量的多少，是通过热源放热时间的长短来表示的。比 如用相同的酒精灯加热相同的时间，就意味着研究物质吸收了相同的热量；用相同的电加 热器，加热时间越长，研究物质吸收的热量就越多。（2） 控制变量法 吸收的热量Q与c、mt都有关系。在研究比热容c与热量Q的 关系时，要控制mt相同；在研究比热

2、容c与温度变化量t的关系时，要控制Q m相同。一、根据图象比较物质比热容大小 例 1 （ 2012 宁波）用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变 化的图像如图 1 所示。根据图像可知，甲液体的比热容 _（选填“大于”、“等于” 或“小于”）乙液体的比热容。质量为 500g、 初温为 20C的甲液体温度升高到 90C,吸收的热量为 _J。3甲液体的比热容为 1.8x10J/（ kg?C）解析 由图 1 可知，在相同的加热时间内，甲液体温度变化量 大，即甲液体温度升高较快。两个相同的“热得快”在加热时间相同时，两种液体吸热相同，由Q吸=cmt可

3、知，在质量相同、吸热相同的情况下，温度变化与比热容大小成反比，即温度变化量大的液体比热容较小，故甲液体的比热容小于乙液体的比热容。甲液体吸收的热量：Q吸 二cm.：t =4.2 103J/kg0C 0.5kg 70C=6.3 104J。答案小于 6.3x104。例 2 如图 2 所示，设相同时间内物质吸收的热量相同，甲、乙两图中符合冰熔化规律 的是图（选填“甲”或“乙”）。这是因为c冰_（选填或“ =”）c水，所以相同时间内（选填“冰”或“水”）升温更快。丰温度厂c10080604020306090 时间 /min图 12解析 冰熔化成水后，质量不变，比热容变大，在质量相同的情况下，吸收相同的

4、热量后，比热容大的，温度应该上升得较慢，甲图中，熔化前后，温度上升幅度没有变化，而 乙图中，熔化后，水的温度上升与冰比较变慢了，符合水的比热容较大的特性。答案乙 冰例 3 如图 3 所示，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油，选用相同电加热器同时开始加热，水和煤油温度随时间变化的图线分别如图4a、b 所示。当加热 3min 时，水吸收的热量 _ 煤油吸收的热量，水升高的温度 _ 煤油升高的温度；当水和煤油都升高30C，水吸收的热量 _煤油吸收的热量，由此可以判断出（选填“水”或“煤油”）的吸热能力较强，比热容较大。解析 因为选用的 加热器相同，

5、都加热 3min,电热器放出的热量相同，所以水 和煤油 吸收的热量也相同；加热 3mi n 后，水升高的温度约为 20C,煤油升高的温度约为 30C，水 升高的温度小于煤油升高的温度；当水 和煤油都升高 30C，煤油只需加热 3min,水需要加 热 6min,所以水吸收的热量多，水的吸热能力较强。答案等于小于大于水二、利用图象、图表求比热容大小（1）已知一种物质的比热容求另一种物质的比热容例 4 用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水分别加 热，它们的温度随加热时间的变化关系如图5 所示，据此判断物质甲的比热容为（)A.32.1X10 J/(kgC)图 43B.34.2X10 J/(kgC)

6、C.31.2X10 J/(kgC)D. 条件不足， 不能确定解析 由图 2 可知，质量相同的物质甲和水升高相同的温度（如都从0C升高到 60C）所需加热时间之比为 10min : 20min=1 : 2,即吸收热量之比Q吸甲：Q吸水=1 : 2。又由Q吸=cm4.3t可知，在口和厶t都相同时，Q吸与c成正比，易知c甲：c水=1 : 2,而c水=4.2X10 J/(kgC),故c甲=2.1X10 J/(kgC)。答案 A。例 5 用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min 记录一次数据，如下表所示，则该液体的比热容为()33A.0.9X10 J/(kg?C)B.1.8X10

7、 J/(kg?C)C.3.6X103J/(kg?C)D. 1.2X103J/(kg?C)解析 用相同的电热器加热，在 相同的时间内，吸收的热量是相等的，Q水=0液，我们取两种液体都加热了 1 分钟为研究对象。Q水=c水m (t水-t0), Q液=c液m (t液-to)c水m (t水-t0) =c液m (t液-t0),即：4.2X103J/(kg?C)Xmx(26C-20C)=c液mx(34C-20C)解得：c液=1.8X10 J/ (kg?C)答案 B。(2)已知同种物质一种状态下的比热容求另一种状态下的比热容例 6 实验测得 1kg 某物质温度随时间变化的图像如图6 所示。已知该物质在固态下

8、的比热容 d=2.1X103J/ (kg C),设物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图像解答下列问题：(1 )在最初的 2min 内，物质吸收的热量为 _ ，吸热功率为W 。(2 )试求该物质在液态下的比热容C2。解析(1)在最初 2min 内，物质吸收的热量为：Q吸=cmt=2.1X103J/(kg?C)X1kgX【0C (40C)】=8.4X104J，故吸热功率为:加热时间/min012水的温度/C202632液体的温度/C203448+11/C图 65(2)由图 6 可知该物质在固态和液态时，质量不变，在温度都升高40C情况下，所用的加热时间之比11:t2=2min ：( 16 12) min=1 : 2,即两种情况下吸收热量之比为Q：p W=8.404Jt260s=700W6Q2=1 : 2