比热容概念引入的意义

大量事实表明，不同种类的物质，当质量及温度变化相同时，吸收（或者）放出的热量一般不同，这是由物质本身的性质和状态决定的。为了表示物质本身的这种性质，物理学中引入了比热容的概念。

比热容

  1. 定义：某种物质温度升高（或降低）所吸收（或放出）的热量与物质的质量和温度变化量乘积的比，叫作这种物质的比热容。
  2. 定义式：
    或者
    、
  3. 单位：由质量、温度、热量的单位复合而成。J/(kg•℃)，读作“焦每千克摄氏度”
  4. 比热容的特点：
    • 比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，不同物质的比热容一般不同，可以粗略鉴别物质。
    • 比热容的大小只与物质的种类和状态有关，与质量大小，温度高低，吸收和放出热量的多少都没有关系。
    • 对于同一钟物质，比热容的大小与物质的状态有关，如c水>c冰。
  5. 以水为例说明比热容的含义：
    1kg的水温度升高（或降低）1 ℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J 。

实验探究——物质的比热容

水的比热容较大在日常生活中的应用

  1. 一定质量的水吸收（或放出）大量的热，由于水的比热大，所以其本身温度的变化不大，有利于调节气候。
  2. 一定质量的水升高（或降低）一定的温度，由于水的比热大，所以能吸收（或放出）很多的热量，所以暖气用水作为工作物质取暖，发动机用水作为工作物质降温。

热传递过程中物体吸收（或放出）的热量

  1. 热传递过程中物质吸热多少的影响因素：质量、温度的变化量、物质的种类（比热容）。
  2. 热量的计算
    • 吸热公式：
    • 放热公式：
    • 热量计算的一般公式：
  3. 热平衡方程：
    • 两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”;
    • 达到热平衡的物体末温度相同；高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即：

要点提炼

  1. 比热容是物质自身的性质之一，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，比热容大的物质吸、放热本领强，比热容小的物质吸、放热本领弱。
  2. 同一物质的比热容随状态的改变而改变。例如，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，变为固态的冰后的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。
  3. c=Q/(m△t )表示比热容在数值上等于Q/(m△t ) ，但比热容既不与热量成正比，也不与质量、温度变化量的乘积成反比。同种状态下，比热容只取决于物质的种类。

概念自查

(Y10030201) 在热传递过程中,物体的______会发生改变,物体内能改变的多少用_____表示.物体吸收了热量,内能会______,物体放出了热量,内能会______.
(Y10030202)某种物质的温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量与物质的质量和温度变化量乘积的比,叫做这种物质的_______.在国际单位制中,比热容的单位是J/(kg•K),读作_____________. J/(kg•℃),
(Y10030203)计算物质比热容的表达式为_______________________
(Y10030204)水的比热容是_________________________，其物理意义________________________________________。
(Y10030205)热量的计算公式(1)吸热公式：____________;(2)放热公式：_______________.
(Y10030206)在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。
(1)实验中应量取质量________的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时，通过比较____________________来判断吸热能力的强弱。
(2)通过实验，记录数据如表格所示。从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲____Q乙。

(3)分析实验数据可知________物质的吸热能力强。

课后练习

【例】（编号：T100301） 一滴水和一桶水谁的比热容大？
【例】（编号：T100302） 不同物质的比热容一定不同吗？同种物质的比热容一定不变吗？
【例】（编号：T100314）水的比热容___，可用冷水冷却汽车发动机，是因为相等质量的水和其他液体升高相同温度时，水吸收的热量___；用水取暖，是因为相等质量的水和其他液体降低相同温度时，水放出的热量___。
【例】（编号：T100320）水稻是喜温植物，春季育秧时，农民通常在傍晚向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻，这是因为水的__________较大，当气温降低时，水能放出较多的热量；如果某秧田中水的温度降低了2℃，放出了3.36×107J的热量，则该秧田内水的质量为________kg。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【例】（编号：T100321）水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，将质量为10 kg的水从30℃加热到80℃，需要吸收的热量是________J，如果将水倒去1/4剩余水的比热容为________J/(kg·℃)。
【例】（编号：T100322）一个质量为2 g的烧红的铁钉，温度为600℃，若它的温度降低到100℃，释放的热量为____________J；若这些热量全部用于加热100 g常温的水，则水温将升高____________℃。[已知铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【例】（编号：T100316）用两个相同的电热器给质量同为2 kg的物质A和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示。则物质A的比热容__________(选填“<”“>”或“=”)水的比热容。加热3 min水吸收的热量约__________J。
【例】（编号：T100303） 对于同一种物质，下列说法正确的是（）。
A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍
B．若质量增大一倍，则比热容减至一半
C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍
D．无论质量多大，比热容都一样
【例】（编号：T100304） 一杯开水，从刚倒入杯中到可以喝的这段时间内，放出的热量最接近的值是（）；
A．5×102J     B．5×103J      C．5×104J      D．5×105J
【例】（编号：T100305） 把质量为2.5kg、温度为20℃的水加热到100℃，水吸收的热量是多少？（c水=4.2×103J/(kg•℃)）
【例】（编号：T100306）在“科学探究：物质的比热容”的实验中：
(1)设计实验。
①用水和煤油做实验，应使水和煤油的________相等；
②用电加热器加热，应用了电加热器在相同时间内对外供热________的特点；
(2)实验所需的器材有：电加热器、____________、搅拌器、天平、电源、计时的秒表、水和煤油；
(3)实验中得到如下一组数据：

①较分析1、3号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；
②较分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：________________________；
③较分析___________号和__________号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：质量相等的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量不同。
④实验说明物体吸收热量的多少不仅与物体的质量和升高的温度有关，还与________________有关。
【例】（编号：T100307） 为保证秧苗夜间不致受冻,傍晚时向秧苗田里多灌一些水,这是因为什么？
【例】（编号：T100308） 盛夏天气炎热，小云利用冰箱制作冰块．一段时间后，发现水全部结冰．下列关于水结冰后相应物理量变化叙述正确的是（  ）
A．体积变小B．质量变大C．密度变小D．比热容不变
【例】（编号：T100315）烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，海水却很凉爽；傍晚，沙子很快凉了，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，沙子和海水的温度不一样的原因是(　　)
A.沙子的密度比海水的密度大
B.沙子的比热容比海水的比热容大
C.沙子的比热容比海水的比热容小
D.沙子的质量比海水的质量小
【例】（编号：T100318）甲、乙两种物体质量相同而比热容不同，当它们升高相同温度时，则(　　)
A.比热容小的吸收热量多
B.比热容大的吸收热量多
C.初温低的吸收热量多
D.甲、乙吸收的热量一样多
【例】（编号：T100309） 如图在探究“不同物质的吸热能力”时，同学们使用的器材有：相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计、初温和质量都相同的水和食用油，关于实验，下列说法正确的是（  ）
A． 食用油吸热升温快，说明食用油吸热能力强
B． 物体吸热多少是由它的物质种类决定的
C． 加热相同的时间，末温低的物体吸热能力强
D． 将食用油和水加热到相同的温度时，它们吸收的热量相同
【例】（编号：T100310） 水是人类生存不可缺少的物质，图中能正确描述与水有关的各物理量之间关系的图像是(    )
【例】（编号：T100317）下列说法正确的是(　　)
A.一桶水的比热容比一杯水的比热容大
B.把-5℃的冰块放在0℃的冰箱内，几分钟后，有部分冰会变成水
C.炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块也具有内能
D.用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
【例】（编号：T100319）下表是一些物质的比热容，根据表中的数据，下列判断正确的是(　　)
A.1 kg铝的比热容是2 kg铝的比热容的1/2
B.工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂是利用水的比热容大的特性
C.物质的比热容与物质的状态无关
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度变化较大
【例】（编号：T100311） 1kg、20℃的水吸收4.2×105J的热量后,它的末温度在80℃、100℃、120℃和130℃四个温度中，最多有几个可能值（）
A.1  B.2  C.3   D.4
【例】（编号：T100312） 有甲、乙两种物质，其质量之比是3：2，吸收的热量之比是5：6，那么比热容之比和升高的温度之比分别可能是（ ）
A．2：3，6：5
B．5：3，1：3
C．5：3，2：5
D．6：5，2：3
【例】（编号：T100313） 为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示。
（1）根据图像，某同学认为：“加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些。”这位同学的判断是否正确？请说明理由。
（2）要使甲、乙升高相同的温度，应给__________加热更长的时间，这说明__________的吸热能力强些。
（3）如果已知甲的比热容是1.8×103J/（kg•℃），则乙的比热容是 多少J/（kg•℃）。
【例】（编号：T100323）质量相同的A、B两金属块,把它们都加热到100℃,然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C、D两杯水中,测量的结果:金属块A使C杯的水温升高了10℃,金属块B使D杯的水温升高了20℃.设两金属块比热容为cA和cB,则cA与cB的比值为（ ）
A.4:9   B.9:4    D.9:19    C.19:9
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