2018初中物理比赛教程(基础篇)：第16说 比热容(附强化训练题及答案)

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第16说比热容

16.1学习提要

16.1.1燃料的热值

1.热值的概念

燃料燃烧时能放出热量，相同质量的别同燃料彻底燃烧时放出的热量别一样。1千克某种燃料彻底燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，用字母q表示。

2.热值的定义

热值的定义式为q=Q/m

3.热值的单位

在国际单位制中，热值的单位是焦/千克（J/Kg），读作“焦每千克”。

16.1.2比热容

1.比热容的概念

比热容简称比热，用字母c表示，是物质的特性之一，每种物质都有自个儿的比热容。比热容是指单位质量的某种物质，温度升高（或落低）1℃汲取（或者放出）的热量。

2.比热容的定义式

比热容的定义式为c=Q/m△t

3.比热容的单位

比热容的单位是一具组合单位，在国际单位制中，比热容的单位是焦/（千克.℃），读作“焦每千克摄氏度”。

4.比热容的测定

比热容是物质的特性之一，在许多热学咨询题上都要用到，因此测定物质的比热容非常重要。在热传递过程中，假如没有热量的损失，这么低温物体汲取的热量应该等于高温物体放出的热量。

（1）实验原理：热平衡方程式Q吸=Q放

（2）实验办法：实验室普通采纳混合法来测定物质的比热容。

（3）实验器材：量热器、天平、温度计、待测金属块、适量的常温下的水和沸水。

（4）实验步骤：①用天平分不测量小桶、搅动器、适量的常温下的水、待测金属块的质量；

②将金属块放入沸水（100℃）中加热一段时刻；

③在量热器小筒内装入适量的常温下的水，并用温度计测出水的温度t1；

④将金属块从沸水中取出，投入量热器的小筒内，合上盖子，用搅拌器上下搅

动，直到量热器中温度达到稳定为止。

⑤用温度计测出混合温度t2.

（5）实验结果：设量热器和搅拌器是由比热容为c的同种物质做成，总质量为m；

适量的常温下的水质量为m水，比热容为c水；待测金属块的质量为m金，比热

容为c金。

由于量热器、搅拌器、常温下的水的初温均为t1，待测金属块的初温为t2=100℃，

混合后温度为t2。由热平衡方程式Q吸=Q放。可得

cm(t1-t2)+c水m水（t2-t1）=c金m金（t0-t2）

c金=[(cm+c水m水)（t2-t1）]/[m金(t0-t2)]

16.2难点释疑

16.2.1温度和热量

温度表示物体的冷热程度。别论物体处于哪一种状态，总有某一具确定的温度。物体在热传递过程中温度会发生变化，物体从外界汲取热量，其温度普通会上升；物体向外界放出热量，其温度普通会下落。当汲取热量和放出热量的过程结束后，物体的温度仍然有一具确定的值。

热量是物体在热传递过程中，汲取或放出热的多少。一具物体有某一具确定的温度值，并别能讲一具物体就具有多少热量。因此别能讲温度高的物体热量大，也别能讲同一温度质量大的物体热量大。热量的多少惟独在热传递过程中才具故意义。讲的明确一点，热量惟独在物体的温度发生变化或内能发生变化时才具故意义。

物体的温度是某一具确定的值，对应于物体处于某一种状态。物体汲取（或者放出）的热量是某一具确定的值，对应于物体一定的温度变化（或物态变化）。在热传度过程中，物

体汲取热量，温度会升高；放出热量，温度会落低，它反映了物体的两个别同的状态之间的一具变化过程。

16.2.2量热器的使用

量热器是热学实验的重要仪器。在测定物质的比热容等实验中，它能使物体与水之间举行热交换，又能减少热量损失。其结构如图16-1所示，其中A、B为大小两铜质圆筒，C为木架，D为木（或电木）盖，盖上有两个孔，中间较大的一具孔（附软木塞）插温度计用，旁边较小的一具孔插铜质搅拌器。

在用量热器测定物质（如铅块）的比热容时，应注意：①装入小筒内的水要适量，以能浸没金属块为宜；②金属块从沸水中取出到投入小筒内，动作要快，投入后要马上合上盖子，尽量减小热损失，且投入的金属块别得带有沸水；③用搅拌器上下搅动，使液体的上下温度迅速均匀；④初温柔混合温度的读取办法，已在“温度计的使用”中有过讲明；⑤小筒和搅动器、水、金属块的质量用天平测量。粗略的测量比热容时，可忽略小筒和搅动器的吸热和放热，稍精确的测量则别能忽略。

16.3例题解析

16.3.1比热容概念的形成

例1为研究物质的某种特性，某同学选取水、煤油两种物质做实验，表16-1记录了实验测得的数据及设法求得的有关数据。

请依照表16-1中所提供的数据举行分析：

（1）可初步归纳出的结论是________________；

（2）为进一步研究物质的特性，该同学还应设计和增加表16-1中第7列（空栏）项目的名称是__________________________，请在该空栏下的空格中填入适当的

数据，并由此可归纳出的结论是__________________，在物理学中假如要用一

个物理量来反应第7列中概括出物质的特性，这么那个物理量的定义为

_______________________。

【解析】（1）对表16-1中的数据举行认真分析可知，在那个实验中，所运用的研究办法是操纵变量法。

分析比较第1行与第2行（或第4行与第5行）的数据能够发觉，实验所操纵的变量分不为物质的种类和质量，研究汲取的热量跟升高的温度之间的关系。水或煤油的质量相等，当升高的温度增大到2倍，它汲取的热量也增大到2倍，由此能够得出结论1：质量相等的同种物质，汲取的热量跟它升高的温度成正比。

分析比较第2行与第3行（或第5行与第6行）的数据能够发觉，实验操纵的变量分不是物质的种类和升高的温度，研究汲取的热量跟质量之间的关系。水或煤油升高的温度相同，当质量增大到2倍，它汲取的热量也增大到2倍。由此能够得出结论2：升到温度相同的同种物质，汲取的热量跟它的质量成正比。

分析比较第1行与第4行（或第2行与第5行、第3行与第6行）的数据能够发觉，实验所操纵的变量分不为质量和升高的温度，研究汲取热量跟物质种类之间的关系。质量相同的水或煤油，升高的温度也相同，但是汲取的热量别同。由此能够得出结论3：质量相等，升高温度相同的别同物质，汲取的热量多少跟物质的种类有关。

（2）再对表16-1中的数据举行分析，发觉第1行与第6行的数据中，质量、升高的温度、物质的种类都别相同，这么，怎么来比较这两次水和煤油的吸热本事呢？显然，能够与

密度、压强等概念形成过程所采纳的办法想类比，挑选一具比较的标准，那个标准为：单位质量、温度升高1℃吸热的多少。所以，表16-1中第7列（空栏）项目的名称是：单位质量、温度升高1℃汲取的热量。经过计算可知，第7列的数据分不是4.2*103J/（Kg.℃）、4.2*103J/（Kg.℃）、4.2*103J/（Kg.℃）、2.1*103J/（Kg.℃）、2.1*103J/（Kg.℃）、2.1*103J/（Kg.℃）。分析这一列数据，可得出结论：关于确定的物质来讲（如水或煤油），物质汲取的热量跟它的质量、升高的温度之比是一具确定的值。它跟汲取热量、质量、升高的温度均无关，而关于别同物质，那个比值却是别同的。在物理学中假如要用一具物理量来反应物质的这种特性（吸热是本事），那个物理量的定义应为：单位质量的某种物质，温度升高1℃汲取的热量。

16.3.2用热量计算公式解题

例2有甲乙两个温度和质量都相同的金属球，先把甲放入盛有热水的杯中，热平衡后水温落低了11℃，把甲球取出，再把乙球放入杯中，热平衡后，水温又落低了11℃，则两球比热容的大小关系是（）

Ac甲>c乙

Bc甲=c乙

Cc甲△t乙，依照c甲m甲△t甲=c乙m乙△t乙，有c甲<c乙.故甲球比热容较小。

【答案】C

16.3.3用热平衡方程解题

例3将11℃的冷水鱼66℃的热水混合成550kg，36℃的温水，在混合过程中有2.31*106J的热量损失掉了，咨询