比热容四种典型计算题

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100⨯=放吸效率Q Q η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-t 0) ;物体放出热量的计算公式:Q 放=cm(t 0-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20 O C 的水加热使其温度升高到50 O C ,式中水的初温为to=20 O C ,末温为t=50 O C ,升高的温度为t-to=50 O C —20 O C=30 O C ;若给20 O C 的水加热使其温度升高50 O C ,式中水的初温to=20 O C,温度变化为t-to =50O C ,则末温t=to+50 O C=70 O C ,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,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4.2×103J/(k g ·O C ),质量为5kg 的水温度升高20 O C ,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O C ?(c 铜=0.39×103J/(k g ·O C )

2、 、一堆烧红的铁钉,温度为800 O C ,质量为1kg ;一壶开水,温度为100 O C ,质量是1kg ,当它们的温度降到室温20 O C 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=4.2×103J/(k g ·O C ),c 铁=0.46×103J/(k g ·O C ).

3、 质量为2kg 的水在太阳的照射下,水吸收了9.66×103J 的热量,则水的温度升高多少O C ?如果质量也为2kg 的沙石在太阳的照射下,

也吸收9.66×103J 的热量,则沙石的温度会升高多少O C 呢?已知c 石=0.92×103J/(k g ·O C )(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15 O C 加热到95 O C ,一共需要吸收多少热量?(已知c 水=4.2×103J/(k g ·O C ),c 铝

=0.88×103J/(k g ·O C ).

5、 质量为5kg 的铁球,初温为10O C ,用加热的方法使其温度升高到20O C ,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=0.46×103J/(k g ·O C )

6、 质量为5kg 的某种金属块,温度从20O C 升高到50O C 时吸收了1.95×104J 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1×107J/k g ,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50 O C ?.

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2000处以上,温泉水的温度大多在60 O C 以上,个别地方达到100—140O C 。100kg 的温泉水从60O C 降低到20O C 时所放出的热量是多少J ?这相当于多少m 3煤气完全燃烧放出的热量?(煤气的热值为4.2×107J/m 3)

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. 39×103J/(kg ·℃), 酒精热值为3.0×107J/kg ,

4、(2007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8.4×107J /m 3,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:放吸

Q Q =)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15O C 的水中,热平衡后的水的温度是多少O C ?(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75O C 的热水加入温度为15O C 的冷水中,热平衡后的水的温度是25O C,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、有关水的温度升高问题(注意条件:在一个标准大气压下,水的沸点是100 O C )

1、在标准大气压下,质量为1kg ,初温为30 O C 的水吸收2.52×105J 的热量后,其温度升高多少O C ?

末温是多少O C ?

2、在标准大气压下,质量为1kg ,初温为60 O C 的水吸收2.52×105J 热量后,其温度升高多少O C ?,末温是多少O C ?

3、在标准大气压下,质量为1kg ,初温为80O C 的水吸收1.26×105J 热量后,其温度升高到多少O C ?末温是多少O C

4、在标准大气压下,质量为1kg ,初温为30 O C 的水吸收1.26×105J 热量后,其温度升高多少O C ?末温是多少O C ?

比热容、热量的计算

【重点难点解析】

1.Q=cm △t ,它只适用于物体温度改变时(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3.696 × 105J 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 (t -t o )水的末温t=)·/(102.410696.3350℃kg J J t cm Q ⨯⨯=+×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-t 0)+c 水m 水(t-t 0)=(t-t 0)(c 铜m 铜+c 水m 水)

=(100℃-15℃)[0.39×103J/(kg ·℃)×0.3kg+4.2×103J/(kg ·℃)×1kg] = 3.66945×105

J

答:要把锅里水烧开,需 3.66945 ×105J 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