比热容与热量的计算

1、比热容与热量的计算一 选择题（共3小题）1在27 C的室温下，将20C的1千克水与15C的2千克水混合，由于实验装置不够精密，在混合过程中与周围物 体有8.4 X103焦的热量交换，则混合后水的温度为（）A 16.7 CB 17.3 CC . 18.3CD . 20.0 C2. 将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10 C,又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6C,若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失）（）A. 4.5CB . 4CC . 3.5CD . 3C3. 将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10C，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水

2、，容器中的水温又升高了 6C .如果继续向容器中倒入一杯同样的热水，则容器中的水温会升高（）A . 5 CB . 4CC . 3 CD . 2 C二.填空题（共1小题）4如图所示，将质量为 3千克的1200 C的铁块先后浸入两个盛有5千克水的开口容器中，容器中的水初始水温为25 C .不计容器壁吸收的热量.当第一个容器中的水温稳定后再将铁块浸入第二个容器中则第一个容器中水的最后温度为 ;铁块的最后温度为 已知铁的比热容为 0 . 5XO3焦/ （千克.C）.水的比3热容为4.2X10焦/ （千克？C）,大气压强恒为1标准大气压.49*-w» W iH- -w SMB -H-MH

3、9;*Inasnn-* M9-lr-atK- T>尸r三解答题（共3小题）5.在一搅拌机的容器内装有质量m为0.5千克的水，把水加热到 70 C后让其在室温下自动冷却.其温度随时间变化的关系如图所示.现开动电动搅拌机对该冷却的水不停地搅拌，电动机的功率为900瓦，其做的功有80%转化为水的内能若不考虑容器的内能变化，水最终的温度是多少C? . 80克水温度降低1C所放出的热量刚好能使1克0C的冰熔解为水.现把 10克0C的冰与390克4C的水混合,当它们达到热平衡时的温度是多少？7.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 5C.然后又向保温容器内倒入同样一勺热水，水的温

4、度又上升了 3C.如果再连续倒入 10 勺同样的热水，则保温容器内的水温度还得升高多少摄氏度（保温 容器吸收热量忽略不计）比热容与热量的计算参考答案与试题解析一 选择题(共3小题)1在27 C的室温下，将20C的1千克水与15C的2千克水混合，由于实验装置不够精密，在混合过程中与周围物 体有8.4 X103焦的热量交换，则混合后水的温度为()A 16.7 CB 17.3 CC . 18.3CD . 20.0 C考点：热量的计算；热平衡方程的应用.专题：计算题.分析：在热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同，知道热水、冷水的质量和初温、水的比热容，根据Q放=Q吸，先求

5、不考虑与外界热交换热水和冷水混合后水的温度；3由题知，与周围物体有 8.4 >103J的热量交换，求出水的总质量，利用吸热公式求与外界热交换后混合后水 的温度.解答：解：不考虑与外界热交换，根据热平衡方程：Q放=Q吸，即：C热mA t热=C冷m t冷.33即: 4.2X10 j/( kg? C) X1kgX( 20C- t) =4.2 X10 J/ ( kg? C) X2kg x( t - 15C),解得：t=59 C；3由题知，水与周围物体有8.4X03j的热量交换，m总=1kg+2kg=3kg ,33 Q 吸'=cm t,即卩 8.4X10 j=4.2 x|0 J/ ( kg

6、?C) X3kg > t, t=2 C,3水混合后的温度：t =t+ 2C = C +2 C 祠 7.3 C.333故选B .点评：本题考查了学生对热平衡方程的掌握和运用，知道房间温度高于水的温度、知道二者之间热交换热量的多少，利用吸热公式求水的最后温度，这是本题的关键.2.将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10 C,又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6C,若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高(不计热损失)()A . 4L5CB . 4CC .3.5CD.3 C考点:热量的计算；热平衡方程的应用.专题:计算题；方程法.分析：热传递过程中高温物体放出热量，低温物

7、体吸收热量，直到最后温度相同.知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化，利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式，可解得容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差；则假设一次性将全部热水倒入，则可求得冷水升 高的总温度，即可求得再加 1杯水时容器内的水升高的温度.解答：解：设热水和冷水的温度差为t,质量为mo的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了10C,-Q k=Q 放，从而可知，emo (t - 10C) =cm XOC,又向保温容器中倒入一小杯同质量为mo同温度的热水，水温又上升了6C,Q k=q 放，从而可知，emo (t- 10C-6C) =c (

8、m+mo) >6C,则-得：6 °C >emo=1O °C >em - 6C >em - 6 °C >Cmo,整理得：12C >Cmo=4C ><em,解得：m=3mo；代入式可得，t=40 C；假设我们将全部热水一次性注入，则由热平衡方程可知：3moe(40C- t) =me t，m=3m o；联立两式解得： t=20 C；则注入后3杯水后，水温还会上升：20C- 10C- 6C =4 C.故选B .点评：解决此类综合分析题目，要结合热量公式和热传递的条件进行分析解答不计热量的损失，可利用热平衡方程Q吸=Q放列出两

9、个等式；同时还应注意 一次次注入和一次性注入相同的水，结果应是相同的.3.将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10C，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了 6C.如果继续向容器中倒入一杯同样的热水，则容器中的水温会升高()A. 5 CB . 4CC . 3 CD . 2 C考点：热传递.专题：分子热运动、内能. 分析：热传递过程中高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同.知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化，利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式，可解得容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差；则假设一次性将全部热水倒入，则可求

10、得冷水升 高的总温度，即可求得再加 1杯水时容器内的水升高的温度.解答：解答：解：设热水和冷水的温度差为t,质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了10C,Q k=q 放，从而可知，em0 (t - 10C) =em >0C,又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了6C,Q k=Q 放，从而可知，em0 (t- 10C- 6C) =e (m+mo) >6C,则-得：6 C >em0=10 C ><em - 6C >em - 6 C >em0,整理得：12C >emo=4C ><

11、em,解得：m=3mo；代入式可得，t=40 C；假设我们将全部热水一次性注入，则由热平衡方程可知：3moe (40C- t) =me t, m=3m o；联立两式解得： t=20 C；则注入后3杯水后，水温还会上升：20C- 10C- 6C =4 C.故选B .点评：点评：解决此类综合分析题目，要结合热量公式和热传递的条件进行分析解答.不计热量的损失，可利用 热平衡方程Q k=Q放列出两个等式；同时还应注意一次次注入和一次性注入相同的水，结果应是相同的.填空题(共1小题)4. 如图所示，将质量为3千克的1200C的铁块先后浸入两个盛有5千克水的开口容器中，容器中的水初始水温为25C.不计容器

12、壁吸收的热量当第一个容器中的水温稳定后再将铁块浸入第二个容器中则第一个容器中水的最后温度为 100C ;铁块的最后温度为30C .已知铁的比热容为 0.5XO3焦/(千克.C).水的比热容为4.2X103焦/ (千克？C),大气压强恒为1标准大气压.考点：热内平衡方程的应用.专题：计汁算题.分析：热则(1) 将铁块放在左边容器的水中，铁块放出热量、温度降低，水吸收热量、温度升高，不计容器壁吸收的量，则Q吸=Q放，据此求末温大小(注意大气压强恒为1标准大气压，水达到沸点，继续吸热但温度不变)；(2) 当第一个容器中的水温稳定后(温度为100C)，再将铁块浸入第二个容器中，不计容器壁吸收的热量，则

13、Q吸=Q放，据此求末温大小.解答：解：/1)由题意，根据热平衡方程得：将质量为3kg的1200C的铁块投入左边容器的水中，c 铁 m 铁 /1200 °C - t) =c 水 m 水 /1 - 25 C),33即: O.5XIO J/ kg?C) X3kg X( 1200 C- t) =4.2 XO J/ / kg?C) >5kg x( t - 25C),解得：t H03C,在1标准大气压水的沸点为100C,第一个容器中水的最后温度为100C；/ 2)此时铁块的温度也是100C,将质量为3kg的100C的铁块投入右边容器的水中，c 铁 m 铁 /100 C- t) =c 水 m

14、 水 /1 - 25 C),33即: O.5XO J/ kg?C) X3kg X( 100 C- t) =4.2XO J/ / kg? C) X5kg X /1 - 25C), 解得：t=30 C.故答案为：100; 30.点评：本题考查了学生对吸热公式、放热公式、热平衡方程的掌握和运用，能确定放入两容器水中时铁块的初温是本题的关键.三解答题（共3小题）5在一搅拌机的容器内装有质量m为0.5千克的水，把水加热到 70 C后让其在室温下自动冷却其温度随时间变化的关系如图所示.现开动电动搅拌机对该冷却的水不停地搅拌，电动机的功率为900瓦，其做的功有80%转化为水的内能若不考虑容器的内能变化，水最

15、终的温度是多少C?终温度.0.343 C /秒，作AB的平行线A'B'与图线相点评:考点：电功与热量的综合计算；热量的计算.专题：计算题；应用题；电和热综合题.分析：首先计算出搅拌机每秒钟可以使水增加的内能，然后利用Q=cm t求出这些能量可以使水升高的温度；最后在图中找出水冷却时温度随时间减低的度数等于搅拌机使水1秒内升高的度数的位置，这时所表示的温度即为水的最终温度.解答： 解：搅拌机每秒钟使水增加的内能：Q=W n=Pt n=900W Xs >80%=720J ,由Q=cm t可知，这些能量可以使水温度升高： t= =0.343 C,cir 4.2X1 03JX0,

16、 5kg所以在图中找出水冷却时温度随时间变化的快慢等于0.343 C /秒的位置，对应的点所表示的温度即为水的最0 100具体做法是：在图中作直线 AB，使沿AB的温度变化快慢等于切，读出切点 P的纵坐标，可知水的最终温度为30C.根据作图的情况可知：水最终的温度是30C.（答案在27C33 C均正确）.答：水最终的温度是 30 C.本题考查水的吸热和放热的热平衡，知道Q放=Q吸时水的温度不再降低，难点是需要利用数学的图象知识,会利用切线的知识找出对应点.6. 80克水温度降低1C所放出的热量刚好能使1克0C的冰熔解为水.现把 10克0C的冰与390克4C的水混合,当它们达到热平衡时的温度是多

17、少？ 考点：热平衡方程的应用.专题：计算题.分析：(1)根据80克水温度降低1C所放出的热量刚好能使1克0C的冰熔解为水利用放热公式求出1克0C的冰熔解为水所需要的热量；据此可知10克0C的冰熔解为水所需的热量，然后比较这个热量会将390克4C的水降低多少；(2)然后根据热平衡方程求出390克降低后的水和10克0 C的水混合后的温度即可.解答：解：1克0C的冰熔解为水需要的热量为Q溶解=Q放o=cmoA to=4.2 XI0 J/ ( kg?C) X).08kg X1C =336J,则10克0C的冰熔解为水需要的热量为Q'=mg溶解=10 X336J=3360J,熔解10g的冰时使39

18、0克4C的水降低后温度为t2=t20-坐处=t20-岂邂=4 C-c m 2 c id=1.94 C,33B0J4.2X 10分析：热传递过程中高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同.知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化，利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式，可解得容器里的水与一勺水的质量关系及热水与冷水间的温度差；则假设一次性将全热水倒入，则可求得冷水升高 的总温度，即可求得再加 10勺时容器内的水升高的温度.解答：解：设热水和冷水的温度差为t,质量为mo的一小杯热水倒入盛有质量为 m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了5 C, Q k=q 放，从而可知，cm0 (t- 5C) =cm XTC,又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了3C,Q k=Q 放，从而可知，cm0 (t- 5C- 3C) =c ( m+m0) X3C, 则-得： C cm0=5 C cm - 3C cm - 3 C cm0,整理得：6C cm0=2 C cm,解得：m=3m°代入式可得，t=20 C；假设我们将全部热水一次性注入，则由热平衡方程可知：J/ (kg-C