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第十三章 內能
第3節 比熱容
1.了解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種特性。
2.通過比熱容的實驗，體會控制變量的方法在實驗中的作用。
3.嘗試用比熱容解釋簡單的自然現象，感受物理知識與生活的密切聯系。
4.會進行簡單的吸熱放熱計算。
一、比熱容：
1.定義：單位質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比，叫做這種物質的比熱
容。
2.符號：c；
3.公式：
4.單位：焦每千克攝氏度；單位符號：J/(kg·℃)；
5.物理意義：物體吸熱或放熱能力；（物體比熱容越大，吸熱能力 越強 ）
（1）水的比熱容是c水＝4.2×103J/(kg·℃)；
（2）物理意義為： 1kg的水，溫度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的熱量為4.2×103J 。
6.說明：
（1）比熱容是物質的一種特性，比熱容的大小與物體的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。
（2）水常用來調節氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為 水的比熱容大 。
（3）比較比熱容的方法：
①質量相同，升高溫度相同，比較吸收熱量多少（加熱時間）：吸收熱量多，比熱容大。
②質量相同，吸收熱量（加熱時間）相同，比較升高溫度：溫度升高慢（低），比熱容大。
二、熱量計算：
1.熱量的計算公式：Q＝cm△t
①溫度升高時用：Q吸＝cm（t－t0）
②溫度降低時用：Q放＝cm（t0－t）
③只給出溫度變化量時用：Q＝cm△t
Q：熱量——焦耳（J）；
c：比熱容——焦耳每千克攝氏度（J/(kg·℃)）
m：質量——千克（kg）；
t：末溫——攝氏度（℃）； t0：初溫——攝氏度（℃）
知識點一：比熱容
【探究重點】一、比熱容
1、定義：一定質量的某種物質,在溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的熱量與它的質量和升高（或降低）的溫度乘積之比。
2、比熱容用c表示，單位：焦/（千克 攝氏度），符號：J/（kg·℃）。
3、物理意義：表示物體吸熱或放熱能力的強弱。
4、水的比熱容為4.2×J/(kg·℃)，它表示的物理意義是：1kg的水溫度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的熱量為4.2×J。
5、比熱容是物質的一種特性，大小與物質的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱、放熱、形狀等無關。
【例題精講】（2023 連云港）沿海地區的晝夜溫差較小，而內陸地區（尤其是沙漠）的晝夜溫差較大，這主要是因為（　　）
A．水的內能多，沙石的內能少
B．水的導熱性好，沙石的導熱性差
C．水的比熱容大，沙石的比熱容小
D．水吸收的熱量多，沙石吸收的熱量少
【答案】C
【思路點撥】因為沙子的比熱容比水的小，白天，相同質量的不同物質，吸收相同的熱量后，比熱容小的溫度升高的多；夜晚，相同質量的不同物質放出相同的熱量后，比熱容小的溫度下降的多，氣溫較低，據此回答產生這種氣候的原因。
【解析】因為沙子的比熱容較小、水的比熱容較大，白天，吸收熱量后，沙子的溫度升高的多，氣溫較高；夜晚，放出熱量后，沙子的溫度下降的多，氣溫較低；所以沿海地區晝夜溫差較小，而內陸地區（尤其是沙漠）的晝夜溫差較大。
故選：C。
【點評】本題是“比熱容知識”的一個應用，我們要學會使用所學物理知識來解釋我們生活中的有關現象。
【鞏固訓練】（2023 蘇州）在沿海地區，炎熱、晴朗的天氣里常常出現“海陸風”，當出現如圖所示風向時，通常（　　）
A．發生在白天，且陸地溫度較高
B．發生在白天，且海水溫度較高
C．發生在夜晚，且陸地溫度較高
D．發生在夜晚，且海水溫度較高
【答案】D
【解析】水的比熱容比泥土、沙石的大，白天太陽照射時，水面溫度上升得慢，陸地溫度上升得快，熱空氣上升，冷空氣補充，風從海面吹向陸地，形成海風；晚上，氣溫下降，水面溫度下降得慢，溫度高一些，熱空氣上升，風從陸地吹向海面，形成陸風，由圖可知，此時地面附近的空氣從陸地吹向海洋，形成陸風，故出現如圖所示風向時，通常發生在夜晚，且海水溫度較高。故選：D。
知識點二：、熱量的計算
【探究重點】
1、公式：，其中為“溫度的變化量”。
2、熱平衡方程：發生熱傳遞時，若不計熱量損失，則有。
【例題精講】（2023 恩施州）冬季，某供熱系統中有10kg水，當溫度降低1℃時，可給房間放熱（　　）
A．4.2×102J B．4.2×103J C．4.2×104J D．以上都不對
【答案】C
【思路點撥】已知水的比熱容、質量和降低的溫度，利用Q＝cmΔt計算水放出的熱量。
【解析】10kg水溫度降低1℃時，水放出的熱量為Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×1℃＝4.2×104J，故C正確、ABD錯誤。故選：C。
【點評】本題考查熱量公式的運用，難度不大。
【鞏固訓練】（2023 眉山）日常生活中，用水作為汽車發動機的冷卻液，是因為它的 　　大。在標準大氣
壓下，質量為5kg水溫度從30℃升高20℃，吸收熱量 　　J。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】比熱容；4.2×105。
【解析】日常生活中，用水作為汽車發動機的冷卻液，是因為它的比熱容大，相同質量的水和其它物質相比，升高相同的溫度，水吸收的熱量較多；（2）水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×20℃＝4.2×105J。故答案為：比熱容；4.2×105。
1．（2023 乾安縣三模）質量相等的銅塊和鐵塊（C銅＜C鐵）吸收了相等的熱量后相互接觸，則（　　）
A．會發生熱傳遞，熱由銅塊傳給鐵塊
B．會發生熱傳遞，熱由鐵塊傳給銅塊
C．不會發生熱傳遞
D．條件不足，無法判斷
【答案】D
【解析】
Q吸＝cmΔt，銅塊和鐵塊質量相同，吸收的熱量相同，比熱容大的物體，升高的溫度少；c鐵＞c銅，鐵塊升高的溫度少，∵銅塊和鐵塊初溫大小不知，鐵塊和銅塊的末溫不能確定，二者接觸，不能確定熱傳遞方向。故選：D。
2．（2023 單縣三模）利用如圖甲所示，使用相同規格的電加熱器和燒杯分別對水和食用油加熱，得到溫度隨時間變化的圖象如圖乙所示，水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg ℃），下列說法正確的是（　　）
A．要完成實驗探究，應在兩個相同的燒杯中加入體積和初溫均相同的水和食用油
B．利用圖乙中圖像的數據，可計算出食用油的比熱容為2.8×103J/（kg ℃）
C．比較第2min和第3min的吸熱情況，在第2min時a吸收的熱量比b多
D．吸熱能力較強的是a，a是水，它更適合作冷卻劑
【答案】B
【解析】A、根據比較不同物質吸熱能力的方法，要控制不同物質的質量相同，故應在兩個相同的燒杯中加入質量（水和食用油密度不同，根據m＝ρV，體積相同的水和食用油質量不同）和初溫均相同的水和食用油，故A錯誤；
BD、根據轉換法，使用相同的加熱器通過加熱時間的長短來比較吸熱多少。根據圖乙可知，升高20℃，a、b的加熱時間分別為2min和3min（a、b吸熱之比為2：3），根據比較吸熱能力的方法，b的吸熱能力強，b為水，它更適合作冷卻劑；根據Q＝cmΔt可知，在質量和升高的溫度相同的情況下，吸熱與比熱容成正比，水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃），可得食用油的比熱容為：
c＝×4.2×103J/（kg ℃）＝2.8×103J/（kg ℃）；
故B正確；D錯誤；
C、根據轉換法，2min時a吸收的熱量與b一樣多，故C錯誤。故選：B。
3．（2023 連平縣二模）圖中美食的烹飪過程包含的物理知識，正確的是（　　）
A．煎：煎鍋一般用鐵制造，利用鐵的比熱容大
B．炒：通過做功的方式使牛肉和河粉的內能增加
C．蒸：通過熱傳遞，使鱸魚蒸熟
D．拌：攪拌鹽等配料，能加快分子的熱運動
【答案】C
【解析】A、煎鍋一般用鐵制造，因為鐵的導熱性好，故A錯誤；
B、炒菜通過熱傳遞的方式使牛肉和河粉的內能增加，故B錯誤；
C、通過熱傳遞，使鱸魚蒸熟，故C正確；
D、攪拌鹽等配料，不能加快分子的熱運動，故D錯誤。故選：C。
4．（2023 興慶區校級一模）下列關于比熱容說法正確的是（　　）
A．比熱容是物質本身的性質，與質量、吸收或放出的熱量均無關
B．比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關
C．物體的質量越大，它的比熱容越大
D．比熱容的單位是J/kg
【答案】A
【解析】ABC、比熱容是物質本身的一種特性，跟物體質量、吸收或放出熱量的多少無關，故BC錯誤，A正確；
D、比熱容的單位是J/（kg ℃），故D錯誤。故選：A。
5．（2023 南通一模）下列圖中箭頭表示空氣流動的方向。炎熱晴朗的夏夜，我市老壩港海邊的陸地與海面之間空氣循環流動的示意圖表示正確的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】水的比熱容比泥土、沙石的比熱容大，晚上，氣溫下降時，海水的溫度下降得慢、陸地的溫度下降得快，則大海上方的溫度高一些，熱空氣上升，而陸地上方的溫度低一些，冷空氣會下降，所以風從陸地吹向海面，故B正確。
故選：B。
6．（2022秋 魯甸縣期末）如圖所示，這是探究“物質吸熱能力大小”的實驗裝置、某時刻溫度計的示數及根據實驗數據繪制的溫度隨加熱時間變化的關系圖像。（水和沙子質量相等）下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，組裝實驗裝置時應按自上而下的順序組裝
B．圖甲中，未點燃酒精燈加熱前水和沙子的內能為零
C．圖乙中，溫度計的示數為41℃
D．圖丙中，由圖像可知，沙子比水的吸熱能力弱
【答案】D
【解析】A、要用酒精的外焰加熱，故甲中，組裝實驗裝置時應按自下而上的順序組裝，故A錯誤；
B、一切物體在任何溫度下都有內能，加熱前水和沙子的內能不為零，故B錯誤；
C、圖乙中，溫度計的分度值為1℃，示數為39℃，故C錯誤；
D、根據圖丙可知，加熱相同的時間，質量相同的水和沙子，水升溫慢，沙子比水的吸熱能力弱，故D正確。
故選：D。
7．（2023 茶陵縣模擬）教育部發布了《義務勞動教育課程標準（2022年版）》，其中根據不同學段制定了“整理與收納”“家庭清潔、烹飪、家居美化等日常生活勞動”等學段目標，于2022年秋季學期開始執行。下列關于廚房中的物理知識說法正確的是（　　）
A．炒菜是通過做功的方式改變菜的內能的
B．煲湯時，湯沸騰以后繼續加熱，湯的溫度升高
C．飯菜做熟后香味飄滿整個廚房，這是因為分子在不停地做無規則運動
D．用相同的熱源給質量相同的水和油加熱，油升溫快是因為油的比熱容較大
【答案】C
【解析】A．炒菜時，菜會從溫度高的鍋上吸收熱量，這是通過熱傳遞的方式來改變菜的內能，故A錯誤；
B．把湯汁加熱至沸騰后，繼續加熱，根據液體沸騰時溫度的特點，湯汁的溫度不變，故B錯誤；
C．飯菜做熟后香味飄滿整個廚房，是擴散現象，說明分子都在不停地做無規則運動，故C正確；
D．質量相同的水和油，用相同的熱源加熱相同的時間，吸收的熱量相同，油吸熱升溫較快，是因為油的比熱容小，故D錯誤。故選：C。
8．（2023 古浪縣校級模擬）用相同的電加熱器分別對質量相等的甲和乙兩種液體加熱（不計熱量損失），如圖是甲和乙的溫度隨時間變化的圖象，下列說法正確的是（　　）
A．甲的比熱容與乙的比熱容之比為2：3
B．甲的比熱容與乙的比熱容之比為1：2
C．甲和乙都加熱10分鐘，甲吸收熱量比乙吸收熱量多
D．甲和乙升高相同的溫度，甲吸收熱量較多
【答案】B
【解析】（1）由圖象可知，吸收熱量相同時（即加熱時間相同），甲的溫度變化為Δt甲＝40℃，乙的溫度變化為Δt乙＝20℃，
由Q吸＝cmΔt得c＝，因Q吸、m均相同，則c甲：c乙＝Δt乙：Δt甲＝20℃：40℃＝1：2，故A錯誤、B正確。
（2）用相同的電加熱器分別對質量相等的甲和乙兩種液體加熱時，在相同的時間10min內電熱器產生的熱量相等，不計熱量損失，則甲、乙吸收的熱量相等，故C錯誤；
（3）由圖象可知，甲、乙升高相同的溫度，加熱乙的時間長，則乙吸收的熱量多，故D錯誤。
故選：B。
9．（2023 廬陽區校級三模）餐飲行業的燃料常用植物油燃料，它有明火點不燃、無異味、無黑煙積碳等優點，熱值為5.04×107J/kg，至少完全燃燒 　　kg的植物油燃料可以將100kg的水升溫60℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】0.5。
【解析】水吸收的熱量：
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×60℃＝2.52×107J；
由Q放＝mq得完全燃燒植物油燃料的最小質量為：
m＝＝＝＝0.5kg。
故答案為：0.5。
10．（2023 渾南區三模）教育部發布了《義務勞動教育課程標準（2022年版）》，家庭清潔、烹飪等9月起納入學段目標。炒菜是通過 　　的方式改變菜的內能的，向鍋中分別加入同樣多的水和油，加熱時發現油升溫快，這是因為 　　較小。
【答案】熱傳遞；比熱容。
【解析】炒菜時，菜會從溫度高的鍋上吸收熱量，這是通過熱傳遞的方式來改變菜的內能；質量相同的水和油，用相同的熱源加熱相同的時間，吸收的熱量相同，油吸熱升溫較快，是因為油的比熱容小。
故答案為：熱傳遞；比熱容。
11．（2023 啟東市二模）為探究固體熔化時的溫度變化規律，小圓在絕熱容器內裝入1kg某固體物質，其溫度為﹣15℃。把一個發熱功率恒定的電加熱器放入容器內的固體物質中，接通電源開始加熱并計時。加熱器在5min內放出的熱量為8×103J，由實驗數據可得如圖示的圖線。
（1）在10～20min，容器內物質的分子動能 　　，內能 　　（均填“變大”、“不變”或“變小”）；
（2）由圖像可知，該物質是 　　（填“晶體”或“非晶體”）；
（3）該物質液態時的比熱容是 　　J/（kg ℃）。
【答案】（1）不變；變大；（2）晶體；（3）3.2×103。
【解析】（1）由圖像可知在10﹣20min，容器內物質溫度不變，所以該物質分子動能不變；這段時間內，該物質吸收熱量，內能變大；
（2）由圖像可知該物質在一段時間內吸收熱量溫度保持不變，所以該物質是晶體；
（3）由圖像可知該物質在液態時的溫度由﹣5℃加熱到0℃需要加熱的時間為30min﹣20min＝10min，
由于在絕熱容器內加熱，則該物質吸收的熱量Q吸＝Q放＝×8×103J＝1.6×104J，
物質液態時的比熱容是：c＝＝＝3.2×103J/（kg ℃）。
故答案為：（1）不變；變大；（2）晶體；（3）3.2×103。
12．（2023 徐州三模）在“探究水和食用油吸熱升溫現象”的實驗中，小明猜想物體溫度升高吸收熱量的多少可能與質量和物質的種類有關，為了驗證猜想，同組的同學經過討論，制定了兩個方案：
a：讓研究對象升高相同的溫度，然后比較它們吸收熱量的多少。
b：讓研究對象吸收相同的熱量，然后比較它們升高溫度的高低。
（1）實驗室準備了兩個規格相同的電加熱器、兩支溫度計、燒杯、秒表、適量的水和食用油，為了完成實驗，還需要的測量工具是 　　。
（2）兩方案中水和食用油吸熱多少是通過 　　來反映的。
（3）根據實驗數據，在圖中畫出食用油和水的溫度隨時間變化的圖像。
加熱時間/min 0 1 2 3 4
溫度/℃ 食用油 20 25 29 34 38
水 20 21 22 23 24
（4）思路點撥圖像可知，對于質量相等的食用油和水，若使兩者升高相同的溫度，則 　　吸收的熱量較多。
【答案】（1）天平；（2）加熱時間；（3）；（4）水。
【解析】（1）根據比較不同物質吸熱能力的方法，要控制不同物質的吸熱能力相同，實驗室準備了兩個規格相同的電加熱器、兩支溫度計、燒杯、秒表、適量的水和食用油，為了完成實驗，還需要的測量工具是天平。
（2）根據轉換法，兩方案中水和食用油吸熱多少是通過加熱時間來反映的；
（3）根據實驗數據，在圖中找出對應的點連線，如下所示：（黑線表示食用油的溫度隨時間變化的圖像；紅線表示水的溫度隨時間變化的圖像）
（4）思路點撥圖像可知，對于質量相等的食用油和水，若使兩者升高相同的溫度，水加熱時間長，則水吸收的熱量較多。
故答案為：（1）天平；（2）加熱時間；（3）；（4）水。
四．計算題（共2小題）
13．（2023 西青區一模）某太陽能熱水器裝有100kg，20℃的冷水，經過一天，水溫升高到60℃，若用效率為20%的燃氣灶對這些水加熱，達到同樣的效果需要2kg的燃氣。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）燃氣的熱值。[水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】見試題解析內容
【解析】
（1）水吸收的熱量：
Q 吸＝cm水Δt
＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（60℃﹣20℃）
＝1.68×107J；
（2）由η＝＝20%得燃氣完全燃燒放出的熱量：
Q放＝＝＝8.4×107J；
由Q放＝m燃氣q得燃氣的熱值：
q＝＝＝4.2×107J/kg。
答：（1）水吸收的熱量為1.68×107J；
（2）燃氣的熱值為4.2×107J/kg。
14．（2023 天寧區校級一模）如圖所示，某家庭太陽能熱水器陽光照射時，平均每小時吸收7.0×106J的太陽能，若熱水器吸收8h的太陽能，可以使質量為100kg的水溫度升高50℃。已知水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的熱量；
（2）該太陽能熱水器的效率。
【答案】（1）水吸收的熱量為2.1×107J；（2）該太陽能熱水器的效率為37.5%。
【解析】（1）水吸收的熱量：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×50℃＝2.1×107J；
（2）熱水器吸收8h太陽的太陽能：E＝8h×7.0×106J/h＝5.6×107J，
該太陽能熱水器的效率：η＝＝＝37.5%。
答：（1）水吸收的熱量為2.1×107J；
（2）該太陽能熱水器的效率為37.5%。
1．（2023 福建）城市中修建人工湖和濕地公園，可以調節氣溫，這主要是利用水的（　　）
A．密度較大 B．沸點較高 C．比熱容大 D．流動性好
【答案】C
【解析】人工湖和濕地公園能調節氣溫，是因為水的比熱容比較大，由Q＝cmΔt可知在質量和吸收（或放出）的熱量相同時，水升高（或降低）的溫度少，使得周圍的溫度變化不明顯，所以會起到調節氣溫的作用；調節氣溫與沸點、密度、流動性等沒有關系，故只有選項C正確。故選：C。
2．（2023 蘭州）為了比較A、B兩種液體的吸熱能力，小亮用完全相同的加熱裝置對質量分別為100g和400g的A、B兩液體進行加熱，根據實驗數據繪制的溫度隨時間變化的圖像如圖所示。根據圖像信息，下列說法中正確的是（　　）
A．A、B兩液體在0～8min內吸收的熱量之比為2：1
B．A、B兩液體的比熱容之比為1：2
C．B液體的吸熱能力比A液體的強
D．A液體比B液體更適合作發動機的冷卻液
【答案】D
【解析】A、用相同的加熱器加熱，在相同時間內，加熱器放出的熱量是相同的，則兩種液體吸收的熱量是相同的，所以在0～8min內，A、B兩液體吸收的熱量是相同的，故其吸收的熱量之比為1：1，故A錯誤；
B、由圖像可知，在0～8min內，A液體溫度升高了ΔtA＝40℃﹣20℃＝20℃，B液體溫度升高了ΔtB＝30℃﹣20℃＝10℃，根據c＝可得，A、B兩液體的比熱容之比為：
＝＝＝＝＝2：1，故B錯誤；C、由B知，B液體的比熱容比A液體的比熱容小，所以B液體的吸熱能力比A液體的弱，故C錯誤；
D、由于A液體的比熱容比B液體的比熱容大，根據Q＝cmΔt，在質量和升高的溫度相同時，A液體吸收的熱量比B液體吸收的熱量多，故A液體比B液體更適合作發動機的冷卻液，故D正確。故選：D。
3．（2023 常德）下表是一些物質的比熱容[單位J/（kg ℃）]，根據表中數據和生活現象，下列判斷中正確的是（　　）
水 4.2×103 鋁 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 鐵、鋼 0.46×103
砂石 約0.92×103 銅 0.39×103
A．不同種類的物質，比熱容一定不同
B．比熱容與物質物質的狀態無關
C．質量相同、初溫相同的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊的末溫更低
D．沿海地區晝夜溫差小，是因為水的比熱容較大
【答案】D
【解析】A、煤油和冰是不同的物質，但它們的比熱容是相同的，故A錯誤；
B、物質的比熱容與物質的狀態有關，如水和冰的比熱容不同，故B錯誤；
C、由Q吸＝cm（t﹣t0）知，質量相同、初溫相同的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅的比熱容小，銅塊的末溫更高；
D、沿海地區水多，內陸地區水少、沙石多，因為水的比熱容較大，由Q＝cmΔt可知，白天，相同質量的水和沙石比較，吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得沿海地區晝夜的溫差小，故D正確。
故選：D。
4．（2023 廣州）以下過程不發生物態變化。初溫相同的兩塊金屬甲、乙吸收了相同熱量，甲的末溫比乙的低；那么，初溫相同的甲、乙放出相同熱量，（　　）
A．甲的末溫比乙的低，但無法判斷甲、乙比熱容哪一個大
B．甲的末溫比乙的高，但無法判斷甲、乙比熱容哪一個大
C．甲的末溫比乙的高，且可以判斷甲、乙比熱容哪一個大
D．無法判斷甲、乙的末溫哪一個高，且無法判斷甲、乙比熱容哪一個大
【答案】B
【解析】根據題意可知，甲、乙的初溫相同，吸收相同熱量后，甲的末溫比乙的低，這說明甲的溫度變化較小，則初溫相同的甲、乙，放出相同的熱量后，甲的溫度變化小，所以甲的末溫高；由于不知道甲、乙的質量大小關系，根據c＝可知，無法判定甲、乙比熱容的大小，故B正確。故選：B。
5．（2023 宜昌）在兩個相同的燒杯中分別裝有質量和初溫相同的水和某種液體，用兩個完全相同的電加熱器對其加熱，每隔一段時間用溫度計分別測量它們的溫度，并畫出了溫度隨時間變化的圖像如圖，由圖像可知（　　）
A．a液體比熱容小
B．b液體是水
C．0～3min內a液體吸收的熱量少
D．升高相同的溫度時，b液體吸收的熱量少
【答案】D
【解析】ABD、由圖可知，將水和另一種液體都從15℃加熱到35℃，b需要加熱3min，a需要加熱6min，說明b液體吸收的熱量少、a液體吸收的熱量多，則a的吸熱能力強、比熱容大，故a液體是水，故AB錯誤、D正確。C、使用相同的加熱器，在相同的加熱時間內吸收的熱量相等，則0～3min內a、b液體吸收的熱量相等，故C錯誤，故選：D。
6．（2023 揚州）下列與比熱容有關的生活現象，描述正確的是（　　）
A．沙漠地區晝夜溫差小
B．汽車發動機常用水做冷卻劑
C．在太陽光的照射下，干泥土比濕泥土升溫慢
D．“早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”是我國沿海地區的生活寫照
【答案】B
【解析】A．沙漠地區的砂石多，白天太陽照射，砂石吸收熱量，由于砂石的比熱容小，因此溫度變化大，氣溫升得很高；晚上，砂石放出熱量，由于砂石的比熱容小，因此溫度變化大，氣溫降得很低，故會出現早晚溫差大的現象，故A錯誤；
B．水的比熱容大，相同質量的水和其它物質比較，升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多；吸收或放出相同的熱量，水升高或降低的溫度少，因此汽車發動機常用水做冷卻劑，故B正確；
C．水的比熱容較大，所以濕泥土的比熱容比干泥土要大一些；在陽光照射下吸熱相同，由Δt＝可知，濕泥土升溫慢一些，干泥土的溫度升高得更快，故C錯誤；
D．因為沙子的比熱容較小，白天，吸收熱量后，沙子的溫度升高的多，氣溫較高；夜晚，放出熱量后，沙子的溫度下降的多，氣溫較低；由此可知沙漠地區白天黑夜的溫差大，產生了“早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”的現象，故D錯誤。故選：B。
（多選）7．（2023 濰坊）圖甲所示為一款新型水杯，將沸水倒入杯中，輕搖幾下后，水溫便可降至55℃左右，并能保溫3小時。圖乙為其內部結構圖，杯壁的不銹鋼夾層中有晶體傳熱材料，其在常溫下是固態，會隨著溫度的變化發生可逆的固液轉換。取0.3kg該晶體材料，對其進行加熱，其溫度與吸收的熱量關系如圖丙所示。下列思路點撥正確的是（　　）
A．該晶體材料的熔點為55℃
B．在BC段，該晶體材料的內能保持不變
C．在AB段，該晶體材料的分子熱運動變劇烈
D．該晶體材料的比熱容為0.88×103J/（kg ℃）
【答案】CD
【解析】
AB、根據圖示可知，晶體在BC段吸收熱量，內能變大，溫度不變，為熔化過程，熔點為50℃，故AB錯誤；
C、在AB段，該晶體材料的溫度升高，分子熱運動變劇烈，故C正確；
D、根據Q＝cmΔt可知，該物質的比熱容為：c＝＝＝0.88×103J/（kg ℃），故D正確。故選：CD。
8．（2023 牡丹江）小明家的熱水器裝有50kg水，將水由20℃加熱到60℃，水需要吸收的熱量是 　　J。小明用去一部分水，熱水器中水的比熱容 　　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。沿海地區比內陸地區晝夜溫差小，是因為水的 　　。
【答案】8.4×10 ；不變；比熱容大。
【解析】
（1）這些水從20℃加熱到60℃需要吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（60℃﹣20℃）
＝8.4×106J；
（2）比熱容是物質的一種特性，與溫度無關，與物態有關，所以加熱水的過程中，水的比熱容不變；
（3）由Q＝cmΔt可知，相同質量的不同物質，吸收相同的熱量，比熱容大的物質溫度變化量小，由此可知沿海地區比內陸地區晝夜溫差小，是因為水的比熱容比砂石的比熱容大。故答案為：8.4×10 ；不變；比熱容大。
9．（2023 樂山）利用相同電加熱器分別給質量相同的水和食用油加熱，如圖所示，這是通過 　　（選填“做功”或“熱傳遞”）使液體內能增大。實驗表明加熱相同時間，食用油溫度上升得比水快，這是因為食用油的比熱容比水 　　（選填“大”或“小”）。
【答案】熱傳遞；小。
【解析】食用油和水的內能增加是通過熱傳遞方式改變的。加熱相同時間，食用油溫度上升得比水快，這是因為食用油的比熱容比水小。故答案為：熱傳遞；小。
10．（2023 鞍山）小明為比較“不同物質吸熱的情況”設計了如下的實驗方案：將A、B兩種液體分別裝入燒杯中，固定在鐵架臺上，用兩個相同的酒精燈同時加熱，實驗裝置如圖甲、乙所示，實驗時每隔一段時間同時測量并記錄A、B的溫度。
（1）組裝器材時應按照 　　（選填“自下而上”或“自上而下”）的順序依次安裝；
（2）實驗時，選取 　　相同、初溫相同的A、B兩種不同液體，加熱時液體溫度升高，這是通過 　　方式來增大液體內能的；
（3）此實驗通過 　　（選填“液體升高溫度的多少”或“加熱時間的長短”）來反映液體吸收熱量的多少；
（4）加熱一段時間后，液體B的溫度如圖乙所示，為 　　℃；
（5）根據實驗數據小明繪制出的溫度﹣時間圖象如圖丙所示，則液體 　　（選填“A”或“B”）更適合作為家中“暖氣”中輸運能量的介質。
【答案】（1）自下而上；（2）質量；熱傳遞；（3）加熱時間的長短；（4）33；（5）B。
【解析】（1）要用酒精燈的外焰加熱，故組裝器材時應按照自下而上的順序依次安裝；
（2）根據比較吸熱能力的方法，要控制不同物質的質量相同，實驗時，選取質量相同、初溫相同的A、B兩種不同液體，加熱時液體溫度升高，這是通過熱傳遞方式來增大液體內能的；
（3）根據轉換法，此實驗通過加熱時間的長短來反映液體吸收熱量的多少；
（4）溫度計分度值為1℃；加熱一段時間后，液體B的溫度如圖乙所示，為33℃；
（5）根據繪制出的溫度﹣時間圖象知，升高相同的溫度，B加熱時間長，B的吸熱能力強，比熱容大，根據Q＝cmΔt，在質量和降低的溫度相同時，B放熱多，液體B更適合作為家中“暖氣”中輸運能量的介質。
故答案為：（1）自下而上；（2）質量；熱傳遞；（3）加熱時間的長短；（4）33；（5）B。
11．（2023 上海）5kg的水溫度由40℃下降到20℃，放出的熱量Q放為多少？[c水＝4.2×103焦/（千克 ℃）]
【答案】5kg的水溫度由40℃下降到20℃，放出的熱量Q放為4.2×105J。
【解析】
水放出的熱量：
Q放＝c水m（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J。
答：5kg的水溫度由40℃下降到20℃，放出的熱量Q放為4.2×105J。
12．（2019 濰坊）一定氣壓下，某種晶體熔化成同溫度液體時所吸收的熱量與其質量之比叫該晶體的熔化熱，用字母λ表示。在標準大氣壓下，用一個熱效率為40%的酒精爐為熱源，將50g初溫為0℃的冰全部熔化為0℃的水，共燃燒了14g酒精，酒精的熱值為3×107J/kg。求：
（1）冰熔化過程中吸收的熱量；
（2）在標準大氣壓下，冰的熔化熱λ冰。
【解析】（1）14g酒精完全燃燒放出的熱量：
Q放＝qm′＝3×107J/kg×0.014kg＝4.2×105J，
由η＝可得，冰熔化成水共吸收熱量：
Q吸＝Q放×η＝4.2×105J×40%＝1.68×105J；
（2）則冰的熔化熱：
λ冰＝＝＝3.36×106J/kg。
答：（1）冰熔化過程中吸收的熱量為1.68×105J；
（2）在標準大氣壓下，冰的熔化熱λ冰為3.36×106J/kg。第十三章 內能
第3節 比熱容
1.了解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種特性。
2.通過比熱容的實驗，體會控制變量的方法在實驗中的作用。
3.嘗試用比熱容解釋簡單的自然現象，感受物理知識與生活的密切聯系。
4.會進行簡單的吸熱放熱計算。
一、比熱容：
1.定義：單位質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比，叫做這種物質的比熱
容。
2.符號：c；
3.公式：
4.單位：焦每千克攝氏度；單位符號：J/(kg·℃)；
5.物理意義：物體吸熱或放熱能力；（物體比熱容越大，吸熱能力 越強 ）
（1）水的比熱容是c水＝4.2×103J/(kg·℃)；
（2）物理意義為： 1kg的水，溫度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的熱量為4.2×103J 。
6.說明：
（1）比熱容是物質的一種特性，比熱容的大小與物體的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。
（2）水常用來調節氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為 水的比熱容大 。
（3）比較比熱容的方法：
①質量相同，升高溫度相同，比較吸收熱量多少（加熱時間）：吸收熱量多，比熱容大。
②質量相同，吸收熱量（加熱時間）相同，比較升高溫度：溫度升高慢（低），比熱容大。
二、熱量計算：
1.熱量的計算公式：Q＝cm△t
①溫度升高時用：Q吸＝cm（t－t0）
②溫度降低時用：Q放＝cm（t0－t）
③只給出溫度變化量時用：Q＝cm△t
Q：熱量——焦耳（J）；
c：比熱容——焦耳每千克攝氏度（J/(kg·℃)）
m：質量——千克（kg）；
t：末溫——攝氏度（℃）； t0：初溫——攝氏度（℃）
知識點一：比熱容
【探究重點】一、比熱容
1、定義：一定質量的某種物質,在溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的熱量與它的質量和升高（或降低）的溫度乘積之比。
2、比熱容用c表示，單位：焦/（千克 攝氏度），符號：J/（kg·℃）。
3、物理意義：表示物體吸熱或放熱能力的強弱。
4、水的比熱容為4.2×J/(kg·℃)，它表示的物理意義是：1kg的水溫度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的熱量為4.2×J。
5、比熱容是物質的一種特性，大小與物質的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱、放熱、形狀等無關。
【例題精講】（2023 連云港）沿海地區的晝夜溫差較小，而內陸地區（尤其是沙漠）的晝夜溫差較大，這主要是因為（　　）
A．水的內能多，沙石的內能少
B．水的導熱性好，沙石的導熱性差
C．水的比熱容大，沙石的比熱容小
D．水吸收的熱量多，沙石吸收的熱量少
【鞏固訓練】（2023 蘇州）在沿海地區，炎熱、晴朗的天氣里常常出現“海陸風”，當出現如圖所示風向時，通常（　　）
A．發生在白天，且陸地溫度較高
B．發生在白天，且海水溫度較高
C．發生在夜晚，且陸地溫度較高
D．發生在夜晚，且海水溫度較高
知識點二：、熱量的計算
【探究重點】
1、公式：，其中為“溫度的變化量”。
2、熱平衡方程：發生熱傳遞時，若不計熱量損失，則有。
【例題精講】（2023 恩施州）冬季，某供熱系統中有10kg水，當溫度降低1℃時，可給房間放熱（　　）
A．4.2×102J B．4.2×103J C．4.2×104J D．以上都不對
【鞏固訓練】（2023 眉山）日常生活中，用水作為汽車發動機的冷卻液，是因為它的 　　大。在標準大氣
壓下，質量為5kg水溫度從30℃升高20℃，吸收熱量 　　J。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
1．（2023 乾安縣三模）質量相等的銅塊和鐵塊（C銅＜C鐵）吸收了相等的熱量后相互接觸，則（　　）
A．會發生熱傳遞，熱由銅塊傳給鐵塊
B．會發生熱傳遞，熱由鐵塊傳給銅塊
C．不會發生熱傳遞
D．條件不足，無法判斷
2．（2023 單縣三模）利用如圖甲所示，使用相同規格的電加熱器和燒杯分別對水和食用油加熱，得到溫度隨時間變化的圖象如圖乙所示，水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg ℃），下列說法正確的是（　　）
A．要完成實驗探究，應在兩個相同的燒杯中加入體積和初溫均相同的水和食用油
B．利用圖乙中圖像的數據，可計算出食用油的比熱容為2.8×103J/（kg ℃）
C．比較第2min和第3min的吸熱情況，在第2min時a吸收的熱量比b多
D．吸熱能力較強的是a，a是水，它更適合作冷卻劑
3．（2023 連平縣二模）圖中美食的烹飪過程包含的物理知識，正確的是（　　）
A．煎：煎鍋一般用鐵制造，利用鐵的比熱容大
B．炒：通過做功的方式使牛肉和河粉的內能增加
C．蒸：通過熱傳遞，使鱸魚蒸熟
D．拌：攪拌鹽等配料，能加快分子的熱運動
4．（2023 興慶區校級一模）下列關于比熱容說法正確的是（　　）
A．比熱容是物質本身的性質，與質量、吸收或放出的熱量均無關
B．比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關
C．物體的質量越大，它的比熱容越大
D．比熱容的單位是J/kg
5．（2023 南通一模）下列圖中箭頭表示空氣流動的方向。炎熱晴朗的夏夜，我市老壩港海邊的陸地與海面之間空氣循環流動的示意圖表示正確的是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2022秋 魯甸縣期末）如圖所示，這是探究“物質吸熱能力大小”的實驗裝置、某時刻溫度計的示數及根據實驗數據繪制的溫度隨加熱時間變化的關系圖像。（水和沙子質量相等）下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，組裝實驗裝置時應按自上而下的順序組裝
B．圖甲中，未點燃酒精燈加熱前水和沙子的內能為零
C．圖乙中，溫度計的示數為41℃
D．圖丙中，由圖像可知，沙子比水的吸熱能力弱
7．（2023 茶陵縣模擬）教育部發布了《義務勞動教育課程標準（2022年版）》，其中根據不同學段制定了“整理與收納”“家庭清潔、烹飪、家居美化等日常生活勞動”等學段目標，于2022年秋季學期開始執行。下列關于廚房中的物理知識說法正確的是（　　）
A．炒菜是通過做功的方式改變菜的內能的
B．煲湯時，湯沸騰以后繼續加熱，湯的溫度升高
C．飯菜做熟后香味飄滿整個廚房，這是因為分子在不停地做無規則運動
D．用相同的熱源給質量相同的水和油加熱，油升溫快是因為油的比熱容較大
8．（2023 古浪縣校級模擬）用相同的電加熱器分別對質量相等的甲和乙兩種液體加熱（不計熱量損失），如圖是甲和乙的溫度隨時間變化的圖象，下列說法正確的是（　　）
A．甲的比熱容與乙的比熱容之比為2：3
B．甲的比熱容與乙的比熱容之比為1：2
C．甲和乙都加熱10分鐘，甲吸收熱量比乙吸收熱量多
D．甲和乙升高相同的溫度，甲吸收熱量較多
9．（2023 廬陽區校級三模）餐飲行業的燃料常用植物油燃料，它有明火點不燃、無異味、無黑煙積碳等優點，熱值為5.04×107J/kg，至少完全燃燒 　　kg的植物油燃料可以將100kg的水升溫60℃。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
10．（2023 渾南區三模）教育部發布了《義務勞動教育課程標準（2022年版）》，家庭清潔、烹飪等9月起納入學段目標。炒菜是通過 　　的方式改變菜的內能的，向鍋中分別加入同樣多的水和油，加熱時發現油升溫快，這是因為 　　較小。
11．（2023 啟東市二模）為探究固體熔化時的溫度變化規律，小圓在絕熱容器內裝入1kg某固體物質，其溫度為﹣15℃。把一個發熱功率恒定的電加熱器放入容器內的固體物質中，接通電源開始加熱并計時。加熱器在5min內放出的熱量為8×103J，由實驗數據可得如圖示的圖線。
（1）在10～20min，容器內物質的分子動能 　　，內能 　　（均填“變大”、“不變”或“變小”）；
（2）由圖像可知，該物質是 　　（填“晶體”或“非晶體”）；
（3）該物質液態時的比熱容是 　　J/（kg ℃）。
12．（2023 徐州三模）在“探究水和食用油吸熱升溫現象”的實驗中，小明猜想物體溫度升高吸收熱量的多少可能與質量和物質的種類有關，為了驗證猜想，同組的同學經過討論，制定了兩個方案：
a：讓研究對象升高相同的溫度，然后比較它們吸收熱量的多少。
b：讓研究對象吸收相同的熱量，然后比較它們升高溫度的高低。
（1）實驗室準備了兩個規格相同的電加熱器、兩支溫度計、燒杯、秒表、適量的水和食用油，為了完成實驗，還需要的測量工具是 　　。
（2）兩方案中水和食用油吸熱多少是通過 　　來反映的。
（3）根據實驗數據，在圖中畫出食用油和水的溫度隨時間變化的圖像。
加熱時間/min 0 1 2 3 4
溫度/℃ 食用油 20 25 29 34 38
水 20 21 22 23 24
（4）思路點撥圖像可知，對于質量相等的食用油和水，若使兩者升高相同的溫度，則 　　吸收的熱量較多。
四．計算題（共2小題）
13．（2023 西青區一模）某太陽能熱水器裝有100kg，20℃的冷水，經過一天，水溫升高到60℃，若用效率為20%的燃氣灶對這些水加熱，達到同樣的效果需要2kg的燃氣。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）燃氣的熱值。[水的比熱容為4.2×103J/（kg ℃）]
14．（2023 天寧區校級一模）如圖所示，某家庭太陽能熱水器陽光照射時，平均每小時吸收7.0×106J的太陽能，若熱水器吸收8h的太陽能，可以使質量為100kg的水溫度升高50℃。已知水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg ℃），求：
（1）水吸收的熱量；
（2）該太陽能熱水器的效率。
1．（2023 福建）城市中修建人工湖和濕地公園，可以調節氣溫，這主要是利用水的（　　）
A．密度較大 B．沸點較高 C．比熱容大 D．流動性好
2．（2023 蘭州）為了比較A、B兩種液體的吸熱能力，小亮用完全相同的加熱裝置對質量分別為100g和400g的A、B兩液體進行加熱，根據實驗數據繪制的溫度隨時間變化的圖像如圖所示。根據圖像信息，下列說法中正確的是（　　）
A．A、B兩液體在0～8min內吸收的熱量之比為2：1
B．A、B兩液體的比熱容之比為1：2
C．B液體的吸熱能力比A液體的強
D．A液體比B液體更適合作發動機的冷卻液
3．（2023 常德）下表是一些物質的比熱容[單位J/（kg ℃）]，根據表中數據和生活現象，下列判斷中正確的是（　　）
水 4.2×103 鋁 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 鐵、鋼 0.46×103
砂石 約0.92×103 銅 0.39×103
A．不同種類的物質，比熱容一定不同
B．比熱容與物質物質的狀態無關
C．質量相同、初溫相同的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊的末溫更低
D．沿海地區晝夜溫差小，是因為水的比熱容較大
4．（2023 廣州）以下過程不發生物態變化。初溫相同的兩塊金屬甲、乙吸收了相同熱量，甲的末溫比乙的低；那么，初溫相同的甲、乙放出相同熱量，（　　）
A．甲的末溫比乙的低，但無法判斷甲、乙比熱容哪一個大
B．甲的末溫比乙的高，但無法判斷甲、乙比熱容哪一個大
C．甲的末溫比乙的高，且可以判斷甲、乙比熱容哪一個大
D．無法判斷甲、乙的末溫哪一個高，且無法判斷甲、乙比熱容哪一個大
5．（2023 宜昌）在兩個相同的燒杯中分別裝有質量和初溫相同的水和某種液體，用兩個完全相同的電加熱器對其加熱，每隔一段時間用溫度計分別測量它們的溫度，并畫出了溫度隨時間變化的圖像如圖，由圖像可知（　　）
A．a液體比熱容小
B．b液體是水
C．0～3min內a液體吸收的熱量少
D．升高相同的溫度時，b液體吸收的熱量少
6．（2023 揚州）下列與比熱容有關的生活現象，描述正確的是（　　）
A．沙漠地區晝夜溫差小
B．汽車發動機常用水做冷卻劑
C．在太陽光的照射下，干泥土比濕泥土升溫慢
D．“早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”是我國沿海地區的生活寫照
【答案】B
（多選）7．（2023 濰坊）圖甲所示為一款新型水杯，將沸水倒入杯中，輕搖幾下后，水溫便可降至55℃左右，并能保溫3小時。圖乙為其內部結構圖，杯壁的不銹鋼夾層中有晶體傳熱材料，其在常溫下是固態，會隨著溫度的變化發生可逆的固液轉換。取0.3kg該晶體材料，對其進行加熱，其溫度與吸收的熱量關系如圖丙所示。下列思路點撥正確的是（　　）
A．該晶體材料的熔點為55℃
B．在BC段，該晶體材料的內能保持不變
C．在AB段，該晶體材料的分子熱運動變劇烈
D．該晶體材料的比熱容為0.88×103J/（kg ℃）
8．（2023 牡丹江）小明家的熱水器裝有50kg水，將水由20℃加熱到60℃，水需要吸收的熱量是 　　J。小明用去一部分水，熱水器中水的比熱容 　　（選填“變大”、“變小”或“不變”）。沿海地區比內陸地區晝夜溫差小，是因為水的 　　。
9．（2023 樂山）利用相同電加熱器分別給質量相同的水和食用油加熱，如圖所示，這是通過 　　（選填“做功”或“熱傳遞”）使液體內能增大。實驗表明加熱相同時間，食用油溫度上升得比水快，這是因為食用油的比熱容比水 　　（選填“大”或“小”）。
10．（2023 鞍山）小明為比較“不同物質吸熱的情況”設計了如下的實驗方案：將A、B兩種液體分別裝入燒杯中，固定在鐵架臺上，用兩個相同的酒精燈同時加熱，實驗裝置如圖甲、乙所示，實驗時每隔一段時間同時測量并記錄A、B的溫度。
（1）組裝器材時應按照 　　（選填“自下而上”或“自上而下”）的順序依次安裝；
（2）實驗時，選取 　　相同、初溫相同的A、B兩種不同液體，加熱時液體溫度升高，這是通過 　　方式來增大液體內能的；
（3）此實驗通過 　　（選填“液體升高溫度的多少”或“加熱時間的長短”）來反映液體吸收熱量的多少；
（4）加熱一段時間后，液體B的溫度如圖乙所示，為 　　℃；
（5）根據實驗數據小明繪制出的溫度﹣時間圖象如圖丙所示，則液體 　　（選填“A”或“B”）更適合作為家中“暖氣”中輸運能量的介質。
11．（2023 上海）5kg的水溫度由40℃下降到20℃，放出的熱量Q放為多少？[c水＝4.2×103焦/（千克 ℃）]
12．（2019 濰坊）一定氣壓下，某種晶體熔化成同溫度液體時所吸收的熱量與其質量之比叫該晶體的熔化熱，用字母λ表示。在標準大氣壓下，用一個熱效率為40%的酒精爐為熱源，將50g初溫為0℃的冰全部熔化為0℃的水，共燃燒了14g酒精，酒精的熱值為3×107J/kg。求：
（1）冰熔化過程中吸收的熱量；
（2）在標準大氣壓下，冰的熔化熱λ冰。

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