【8A版】比热容四种典型计算题

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1、【MeiWei81-优质实用版文档】一、有关比热容的计算题说明:物体吸收热量的计算公式:Q吸=cm(t-t0);物体放出热量的计算公式:Q放=cm(t0-t)公式中,t为末温,to为初温,上式中的质量m的单位必须是kg注意:(1)末温与温度变化的区别举例:给20OC的水加热使其温度升高到50OC,式中水的初温为to=20OC,末温为t=50OC,升高的温度为t-to=50OC20OC=30OC;若给20OC的水加热使其温度升高50OC,式中水的初温to=20OC,温度变化为t-to=50OC,则末温t=to+50OC=70OC,所以在解题时,一定要弄清已知的温度是末温,还是温度的变化。对升高了

2、,升高到,降低了,降低到等关键字眼一定要严格加以区分,才能避免不必要的失分。1、 已知水的比热容是4.2103J/(kgOC),质量为5kg的水温度升高20OC,吸收的热量是多少J?若这些热量被5kg的铜块吸收,则铜块升高的温度是多少OC?(c铜=0.39103J/(kgOC)2、 、一堆烧红的铁钉,温度为800OC,质量为1kg;一壶开水,温度为100OC,质量是1kg,当它们的温度降到室温20OC时,请通过计算说明放出热量较多的是什么物质呢?(已知c水=4.2103J/(kgOC),c铁=0.46103J/(kgOC).3、 质量为2kg的水在太阳的照射下,水吸收了9.66103J的热量,

3、则水的温度升高多少OC?如果质量也为2kg的沙石在太阳的照射下,也吸收9.66103J的热量,则沙石的温度会升高多少OC呢?已知c石=0.92103J/(kgOC)(我想通过这样的计算,你应该明白为什么,在相同的太阳照射下,沙滩上沙子的温度高,而水的温度低的缘故了吧?)4、 质量为500g的铝锅中装有2kg的水,把他们从15OC加热到95OC,一共需要吸收多少热量?(已知c水=4.2103J/(kgOC),c铝=0.88103J/(kgOC).铅0.13103铁 0.46103铜 0.39103铝0.88103几种物质的比热容5、 质量为5kg的铁球,初温为10OC,用加热的方法使其温度升高到

4、20OC,则它需要吸收多少热量?如果是通过做功的方法使其温度升高,条件同上,那么至少外界要对该球做多少焦耳的的功(c铁=0.46103J/(kgOC)6、 质量为kg的某种金属块,温度从20OC升高到50OC时吸收了1.95104J热量,这种金属块的比热容是多少?它可能是哪种金属?二、有关比热容及燃烧放出热量的综合计算题1、现在火锅通常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料,已知这种燃料的热值是1107J/kg,完全燃烧0.21kg“固体酒精”能放出多少热量?若放出的热量都被火锅中的水吸收,求能使多少kg的水温度升高50OC?.2、(07南京)我国的地热资源相当丰富,已经发现的天然温泉就有20

5、XX处以上,温泉水的温度大多在60OC以上,个别地方达到100140OC。100kg的温泉水从60OC降低到20OC时所放出的热量是多少J?这相当于多少m3煤气完全燃烧放出的热量?(煤气的热值为4.2107J/m3)3、某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品,张师傅在1分钟内用去酒精500g,被加工的一只质量为1kg的铜饰品温度从20升高到1020,求:(1) 铜饰品吸收的热量是多少?(2)酒精完全燃烧放出的热量是多少?(3)酒精喷灯的效率是多少?已知:c铜=0.39103J/(kg),酒精热值为3.0107J/kg,4、(20XX年常德市)小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气,已知天然气的热值为8.4

6、107Jm3,放出的热量有50被有效利用,现要将质量为4kg,初温为25的水加热到100,需要完全燃烧多少立方米的天然气?三、热平衡问题:指在不计热量损失的条件下,高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量(即:)且在热平衡状态下,两个物体的最后温度相同,不再进行热传递。1、将500g温度为750C的水加入2.5kg温度为15OC的水中,热平衡后的水的温度是多少OC?(假定没有热量损失,且在热平衡时水的温度都相等)4、将500g温度为75OC的热水加入温度为15OC的冷水中,热平衡后的水的温度是25OC,问原来冷水的质量是多少kg?(假定没有热量损失,且在热平衡时水的温度相等)四、有关水的温度升

7、高问题(注意条件:在一个标准大气压下,水的沸点是100OC)1、在标准大气压下,质量为1kg,初温为30OC的水吸收2.52105J的热量后,其温度升高多少OC?末温是多少OC?2、在标准大气压下,质量为1kg,初温为60OC的水吸收2.52105J热量后,其温度升高多少OC?,末温是多少OC?3、在标准大气压下,质量为1kg,初温为80OC的水吸收1.26105J热量后,其温度升高到多少OC?末温是多少OC4、在标准大气压下,质量为1kg,初温为30OC的水吸收1.26105J热量后,其温度升高多少OC?末温是多少OC?比热容、热量的计算【重点难点解析】1Q=cmt,它只适用于物体温度改变时

8、(升温或降温)物体吸收或放出热量的计算,对有物态变化的过程不能适用,如若不考虑,就会出错误。例质量为1kg的水,初温为20,当它完全吸收3696105J的热量,水的温度升高到多少摄氏度(1标准大气压)?根据Q吸=cm(tto)水的末温t=1kg+20=108,这个答案肯定是错误,因为水在标准大气压下的最高温度为100,如果不继续加热,就不会沸腾,若继续加热,水就会沸腾,但不升温,吸收的热量用来进行物态变化,所以水的末温只能升高到100。2应用热量公式中的有关温度的文字叙述应特别谨慎,不可乱套。“升高”、“升高了”、“降低”、“降低了”对应的都是温度的改变量t,而不是t;而升高到、降低到对应的是

9、物体的末温t。3应用热量公式代人数量时各物理量的单位必须统一为国际单位。4热平衡:两个温度不同的物体放在一起时,高温物体将放出热量,温度降低;低温物体吸收热量,温度升高,最后两物体温度相同,称为达到了热平衡。因此热平衡的唯一标志是温度相同。在热传递过程中,低温物体吸收的热量Q吸,高温物体放出热量Q放,如果没有热量损失,则Q吸=Q放,利用这个关系可以求出物质的比热或物体的质量或物体的温度。例1质量为300g的铜锅内,盛有1kg15的水,要把水烧开,需要多少热量?解析这是一个热量计算问题,要把锅内水烧开,既要考虑水吸收热量,又要考虑铜锅吸收的热量,另外,把水浇开一般是指在1标准大气压下即水的求温为

10、10O,水盛在锅里,由于热传递它们的初温和末温分别相同。解:Q铜吸+Q水吸=c铜m铜(t-t0)+c水m水(t-t0)=(t-t0)(c铜m铜+c水m水)=(100-15)0.39103J/(kg)0.3kg+4.2103J/(kg)1kg=366945105J答:要把锅里水烧开,需366945105J的热量。说明:解此题时,容易出现这样的问题:()只考虑到了水吸收热量忽视了铜锅的吸热,题中已知铜锅的质量,显著要求计算锅吸收热量;(2)对水的初温,铜锅的初温和末温没有弄清楚,这与沸点,热传递知识有关,这些知识苦学得不扎实便会发生上述问题;(3)公式字母混乱,且代数值时不带单位,即使结论的数值是

11、正确的,但解题过程是错误的,这就要求我们注意字母和带单位的数值应“一对应”。例2已知C铜C铅,温度相同,质量相等的铜块和铅块,它们吸收相同热量后,将它们互相接触,则()A热量由铜块传给铅块B热量由铅块传给铜块C铅块和铜块之间不发生热传递D缺少条件,无法确定解析解此题要抓住二点:(1)热传递的条件;(2)用控制变量法解题。物体间发生热传递的条件是:物体间存在着温度差,即热是温度高的物体传给温度低的物体,要判断铅块和铜块是否发生热传递,必须知道是哪个物体的末温高,由Q吸=cm(tt0)得:t=.在Q吸、m、t0相同时,t只与c有关,c越大,t越小。c铜c铅,t铜t铅,即铜块的末温小于铅块的末温,热

12、应该由铅块传给银,故正确选项是B(答:B)【难题巧解点拨】现举例说明初中热学习题中经常应用的巧解方法。例1已知几种金属的比热C铝C铁C铜,现把质量相同、温度相同(都为室温)的铝球、铁球和钢球投入质量相同,温度都是100的三杯热水中,热平衡后,杯中水温度最低的是(杯不导热)()A投入铝球的那个杯子B投入铁球的那个杯C投入铜球的那个杯D条件不足,不能确定解法1常规解法(不等式法)对铝块和水、铁球和水,分别列出热平衡方程c铝m(t铝一to)=c水m水(t水一t铝)c铁m(t铁一t0)=c水m水(t水一t铁)12得C铝C铁(t水一t铝)(t铁一t0)(t铝一t0)(t水一t铁)化简后为t水t铁十t铝t

13、0t水t铝十t铁t0即t铁(t水t0)t铝(t水t0)故t铁t铝同理可得t铜t铁即t铝t铁t银解法2利用函数的增减性用cG表示某一金属的比热,热平衡方程为cGm(tto)=c水m水(t水一t)解得t=从式很难看出平衡温度t是cG的增函数还是减函数,因为分子分母均含有未知量,为此,可将式变形,把分子上的消掉。t=t0+从上式看出,t是cG的减函数,由于c铝c铁c铜,所以t铝t铁t铜,选A解法3极限法对于上述式,令cG0,有tt水;令cG,有tt0。由此可知cG越大,t越小,选A。解法4假设法假设水的末温相同,即三个球升高的温度相同。Q吸cmt,m、t相等,c铝C铁C铜,Q铝Q铁Q铜,即比热大的铝

14、球吸收热最多,由热平衡方程可知,投入铝球的那杯水放出的热量最多,所以,三杯中的水末温不可能一样,应该是投入铝球的那杯水温度降低最多,末温最低。解法5图像法如下图所示,建立Qt坐标系,Q表示吸收(或放出)的热量,t表示温度,设室温to,三球比热C铝C铁C铜,质量相同,可知吸热线斜率k铝k铁k铜,它们的吸热线与热水的放热线相交于A、B、C,曲线相交时,水与金属温度相同,吸收或放出的热量相等,代表平衡点,则对应的末温t铝t铁t铜。比较上述解法,常规解法显得繁冗逊色,理解了上述解法,类似问题便可迎刃而解。例2使2Og冰温度从一10升高到0,但未熔成水,需要多少热量?如果这些热量是由温度从5降低到0的水

15、来供给的,需要多少克5的水?解析本题分别运用吸热和放热的计算公式计算吸收的热量和水放出同样的热量需要水的质量多少。其中水降低的温度为t0水t=50=5,冰升高的温度为tto冰=0-(-10)=10,冰的质量为m冰=20g=0.02kg解:Q吸=c冰m冰(tt0冰)=2.l103J/(kg)002kg10=420J根据题意有Q吸=Q放水放出热量Q放=420JQ放=c水m水(to水一t)m水=002kg20g答:冰吸收的热量为420J。需要20g水。【命题趋势分析】本节是历年各地中考必考的知识点,涉及的知识和能力主要有:1分析能力和数学工具运用的能力;2运用热量公式求解比热、质量、热量和物体的初温、末温。由于本节涉及的物理量及物理概念较多,与其他一些知识点综合分析解决实际问题是考试发展的方向。【典型热点考题】例1质量是O.5kg的铝壶里装了2kg水,初温为20,如果它们吸收了265.21O3J的热量,温度升高到多少摄氏度?(铝的比热为088103J(kg)解析此题考查是否

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