实验探究四 探究物质的比热容

■实验探究四探究物质的比热容★猜想与假设一、1、物体吸收或放出的热量：Q吸（放）＝C比m△t；2、比热容与物质的种类和状态有关；3、比热容是物质的一种特性。

二、有关实验及注意事项参阅实验报告册及教材内容探究物质的比热容习题（一）1.下列说法中正确的是( )A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一B.吸收热量多的物质,比热容一定大C.高温物体放出热量一定多D.质量相同的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度【解析】选D。

本题考查比热容的理解。

比热容是物质的一种特性,与它的质量和体积、温度等无关,故选项A是错的。

从比热容的定义可知,比较两种物质比热容,应当在质量及升高的温度相同的条件下,比较它们吸热的多少,吸热多的比热容大,反之则小,故B缺少条件,不正确。

温度高的物体不发生温度或状态变化,是不会放出或吸收热量的,故C也不正确。

由于水的比热容大,当质量相同的水、煤油吸收相同热量时,煤油升高的温度高。

【方法归纳】(1)比热容是物质的一种特性,与物质的种类有关,而与物质的质量、升高的温度、吸收热量的多少无关。

(2)物体吸收或放出的热量与物质的比热容、质量、温度的变化都有关。

2.(2013·宜昌中考)炎热的盛夏,人站在水中时感觉凉爽,而当人站在沙土上时却感到烫脚,这主要是因为水和沙具有不同的( )A.热量B.质量C.比热容D.密度【解析】选C。

本题主要考查了比热容的知识。

在自然界中,水的比热容最大,因此对气温有很好的调节作用。

相同质量的水和沙土在吸收相同的热量后,由于水的比热容远远大于沙土的比热容,所以水升温慢,沙土升温快。

故选C。

3.(2014·开封十七中月考)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图。

根据图线可知( )A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多【解析】选A。

本题考查对图像的认识。

根据图像可知：质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,说明甲的比热容大,所以A对,B错。

同一热源加热,相同的时间内甲、乙两种液体吸收的热量就是相同的,所以C是错误的；质量相同的甲、乙两种液体加热相同的时间,乙的温度升高值更大,所以D是错误的。

【易错警示】分析比热容图像时常见失误(1)不明确横轴和纵轴的含义。

(2)不会作辅助线(控制变量)分析、总结物理规律。

(3)认为质量相同的两种不同的物质,比热容越大,温度变化越大。

4.如图,生活中常用水作为取暖用的液体,因为水的大,与其他液体相比,降低相同的温度放出的热量。

【解析】本题考查比热容的应用。

因为水的比热容大,所以降低相同的温度,水放出的热量多。

答案：比热容多5.在“比较水和煤油的吸热能力”的实验中,可以通过控制水和煤油的质量相同、吸收的热量相同,比较它们的多少,从而比较它们的吸热能力；实验中,用间接反映吸收的热量。

【解析】本题考查比热容的实验探究。

水和煤油的质量相同,吸收的热量相同,可以根据公式c=来判断吸热能力的大小,Δt越小,比热容越大,说明吸热能力越强；实验中,用同一热源给物体加热,其吸热的多少是通过加热时间反映出来的,加热时间越长,物体吸收的热量越多。

答案：升高温度加热时间6.(2013·临沂中考)为了比较水和煤油的吸热能力,晓雯设计了如下实验步骤：A.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油；B.用两支温度计分别测出水和煤油的初温；C.在烧杯中,分别放入功率相同的电热器,加热相同时间；D.用温度计分别测出水和煤油的末温。

(1)步骤A存在的错误是,应改为。

(2)步骤C,加热相同时间是为了使水和煤油。

(3)步骤B和D是为了得出水和煤油。

【解析】本题考查比热容的探究实验。

(1)实验中应当控制两种液体的质量相同,所以A步骤中的错误是取两种液体的体积相同；(2)步骤C中使用相同的加热器给两种液体加热相同的时间,目的是使两种液体吸收的热量相同；(3)步骤B和D 分别测水和煤油的初温和末温,目的是计算它们升高的温度并进行比较。

答案：(1)装入等体积的水和煤油装入等质量的水和煤油(2)吸收的热量相同(3)升高的温度【试题备选】1.(2012·东营中考)已知铁的比热容小于铝的比热容,质量相同的铁块和铝块吸收相同的热量后, 温度升高得多；若它们降低相同的温度, 放出的热量多。

【解析】本题考查比热容的理解。

由于铁的比热容小于铝的比热容,根据公式Q=cmΔt,当质量相同的铁块和铝块吸收相同的热量后,铁块温度升高得多；若它们降低相同的温度,铝块放出的热量多。

答案：铁块铝块2.(2014·平南县六陈中学期末)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小文做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如表：质量/g升温10℃所需时间/s升温20℃所需时间/s升温30℃所需时间/s沙子30 64 89 124水30 96 163 220(1)在此实验中用表示水和沙子吸热的多少；(2)分析表中的实验数据可知：质量相等的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量；(3)如果加热相同的时间,质量相等的水和沙子, (选填“水”或“沙子”)升高的温度更高。

【解析】本题考查物质的吸热能力的实验。

(1)本实验采用相同的酒精灯加热,加热时间越长,沙子和水吸收的热量越多,因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少。

(2)由表中数据可知,水吸收的热量大于沙子吸收的热量。

(3)如果加热相同的时间,根据吸收热量的计算公式Q=cmΔt,水和沙子的质量相等,又因为水的比热容大于沙子的比热容,故沙子升高的温度更高。

答案：(1)酒精灯加热时间(2)大于(3)沙子3.(2014·湖北武汉联考)为了探究物体温度升高时吸收的热量与哪些因素有关,小明做了如下实验：用4个相同的烧杯分别盛水和煤油,用同样的电加热器加热水和煤油,得到如下实验数据：(1)比较记录次实验可得出：同种物质,升高相同的温度,质量大的吸收的热量多。

(2)比较记录1和3,结论是。

(3)比较记录3和4,结论是。

(4)综合上述结论,进行概括,可以得到的结论是物体温度升高时吸收的热量的多少与有关。

【解析】本题考查物质的比热容的实验探究。

(1)实验1烧杯中液体的质量是200 g,升高10℃用的时间是12分钟,实验2烧杯中液体的质量是100 g,升高10℃用的时间是6分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,故说明：物体吸热的多少与质量有关,同种物质升高相同的温度时,质量大的吸收的热量多。

(2)实验1烧杯中液体的质量是200 g,升高10℃用的时间是12分钟,实验3烧杯中液体的质量是200 g,升高10℃用的时间是6分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,说明：相同质量的不同物质,升高相同的温度时吸收的热量也不相同。

(3)实验3烧杯中液体的质量是200 g,升高10℃用的时间是6分钟,实验4烧杯中液体的质量是200 g,升高5℃用的时间是3分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,说明：相同质量的同种物质,升高的温度越高吸收的热量也越多。

(4)综合上述结论,物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的质量、物质的种类、温度的变化量都有关系。

答案：(1)1、2(2)质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同(3)质量相同的同种物质,升高的温度越高,吸收的热量越多(4)物质的种类、物质的质量、温度的变化量【方法归纳】叙述结论时,一定要注意强调前提条件：(1)在“相同质量的同种物质”条件下,表述“吸收的热量与升高温度的关系”；(2)在“同种物质升高相同的温度”条件下,表述“吸收的热量与质量的关系”；(3)在“质量相同的不同物质升高相同的温度”条件下,表述“吸收的热量与物质种类是否有关”。

4.小王同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,以及细线、硬纸片、剪刀等,做两个外形相同的保温装置,其中一个如图甲所示。

然后在相同环境的房间里同时开始做实验。

他根据实验测得的数据绘得图乙所示的“水温与时间关系”图像。

实验过程中室温保持不变,请你回答：(1)①和②哪种材料的保温性能好?答：(选填“①”或“②”)。

(2)对于同一保温材料内的水,在第10 min到第20 min时间内放出的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)第20 min到第30 min时间内放出的热量。

(3)在整个实验过程中,①保温材料内的水放出的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)②保温材料内的水放出的热量。

【解析】(1)初温相同、质量相等的热开水,在相同时间内,由图乙可看出,①降温慢,故①保温性能好。

(2)对于同一保温材料内的水,温度越高,降温越快。

在第10 min到第20 min时间内放出的热量大于第20 min到第30 min时间内放出的热量。

(3)在整个实验过程中,初温相同、质量相等的热开水,①和②都降低到20℃,由Q=cmΔt可知,放出热量相等。

答案：(1)①(2)大于(3)等于【一点通】找找你容易错在哪里水的比热容是,若水的质量减少,则比热容(选填“变大”“变小”或“不变”)。

【学生自答】4.2×103J/(kg ·℃) 变小【教师点评】①水的比热容回答正确。

②比热容的含义理解错误：比热容是物质的一种特性,只跟物质的种类和所处的状态有关,与物体质量大小、是否吸热、温度变化无关。

【正确答案】4.2×103J/(kg ·℃) 不变 探究物质的比热容习题（二）1.由Q 吸=cm(t-t 0)可得c=,关于同一物质的比热容c,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【解析】选D 。

本题考查比热容的理解。

比热容是物质的一种特性,跟温度的变化、质量大小和吸热多少无关,故选项A 、B 、C 错。

【方法归纳】由热量公式Q=cm Δt 得到c=,只是比热容在数值上等于,比热容既不与热量成正比,也不与质量、温度的变化成反比,同种状态下,比热容只取决于物质的种类。

2.(2013·北京中考)已知水的比热容为4.2×103J/(kg ·℃),则质量为2 kg 的水,温度由25℃降低到20℃放出的热量是( )A.4.2×104JB.2.1×105JC.1.68×105JD.3.78×105J【解析】选A 。