题目
实验室中有质量、温度分别相等的甲、乙两金属块和一杯冷水.先将甲放入这杯冷水中,热平衡后水温升高10℃;将甲取出后,再将乙放入这杯水中,热平衡后水温又升高10℃;若不计各种热损失,则下列判断正确的是( )A.杯中的水先后两次吸收的热量相等 | B.甲、乙放出的热量相等,甲的比热容大于乙的比热容 | C.甲、乙降低的温度不同,甲放出的热量多于乙放出的热量 | D.甲、乙降低的温度不同,甲的温度变化大于乙的温度变化 |
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所属题型:多选题
试题难度系数:偏易
答案
先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中,水升高的温度相同,水吸收的热量相同,故A正确; ∵不计热量损失, ∴Q吸=Q放, ∴甲乙两金属块放出的热量相同; 由题知,将甲取出后,再将乙放入这杯水中,热平衡后水温又升高,即甲金属块降低的温度多; 由上述分析可知,质量相同的甲乙两金属块,放出相同的热量,甲金属块降低的温度多,所以甲的比热容小,故BC错、D正确. 故选A、D. |
考点梳理
初中二年级物理试题“实验室中有质量、温度分别相等的甲、乙两金属块和一杯冷水.先将甲”旨在考查同学们对
热量的计算、
比热容的概念、
热平衡方程的应用、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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根据试题考点,只列出了部分最相关的知识点,更多知识点请访问初二物理。
考点名称:热量的计算
热量的概念:
热量是指由于温度差别而转移的能量;也是指1公克的水在1大气压下温度上升1度c所产生的能量 ; 在温度不同的物体之间,热量总是由高温物体向低温物体传递;即使在等温过程中,物体之间的温度也不断出现微小差别,通过热量传递不断达到新的平衡。由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量;而该转化过程称为热交换或热传递;热量的公制为焦耳。
热量的计算公式:
①经某一过程温度变化为△t,它吸收(或放出)的热量。Q表示热量(J),
Q=c·m·Δt.
Q吸=c·m·(t-t0)
Q放=c·m·(t0-t)
(t0是初温;t是末温)
其中C是与这个过程相关的比热(容).
热量的单位与功、能量的单位相同。在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦,缩写为J)(为纪念科学家焦耳而立)。历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡,缩写为cal),只作为能量的辅助单位,1卡=4.184焦。
注意:1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦
某一区域在某一时段内吸收的热量与释放、储存的热量所维持的均衡关系。
△T=(t1-t0)
②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:Q=Vq Q表示热量(J),q表示热值( J/kg ),m表示固体燃料的质量(kg),V表示气体燃料的体积(m^3)。
q=Q放/m(固体);q=Q放/v(气体)
W=Q放=qm=Q放/m W=Q放=qV=Q放/v (W:总功)(热值与压强有关)
热量的单位:
Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳 J
m———表示某种燃料的质量———千克 kg
q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克 J/kg
考点名称:比热容的概念
比热容的概念
比热容简称比热,亦称比热容量,是热力学中常用的一个物理量,比热容的符号是c,必须为小阶,而大阶C则为热容的符号。比热容是单位质量的某种物质升高单位温度所需的热量。其国际单位制中的单位是焦耳每公斤开尔文(J kg-1K-1 或 J kg-1℃-1,J是指焦耳,K是指热力学温标,与摄氏度℃相等),即令1公斤的物质的温度上升1摄氏度所需的能量。根据此定理,最基本便可得出以下公式:
当比热容越大,该物质便需要更多热能加热。以水和油为例,水和油的比热容分别约为4200和2000,即把水加热的热能比油多出约一倍。若以相同的热能分别把水和油加热的话,油的温升将比水的温升大。
比热容的物理意义
比热容(specific heat capacity)又称比热容量,简称比热(specific heat),是单位质量物质的热容量,即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能。比热容是表示物质热性质的物理量,通常用符号c表示。
比热容的特征:
1、比热容是物质的一种特性:
a.比热容是反映质量相等的不同物质,在温度升高(或降低)的度数相同时,吸收(或放出)的热量是不同的物理量;
b. 不同的物质,比热容一般不同。
2、比热容也是物质的一种属性:
a.比热容不随物体的质量改变而改变;
b.比热容与温度及温度变化无关;
c.比热容与物质吸热或放热的多少无关。
3、比热容与状态有关:状态改变,比热容改变。
4、比热容是反映物质吸热或放热能力大小的物理量:在同样受热或冷却的情况下,比热容大的物质温度变化小,比热容小的物质温度变化大。
比热容与热量的区别和联系:
比热容最大的物质
比热容最大的物质是水。比热容C:单位质量的某种物质,温度升高1℃时吸收的热量,叫做这种物质的比热容。
比热容是物质的特性之一,单位:焦/(千克℃) 常见物质中水的比热容最大。C水=4.2×103J/(kg•℃), 读法:4.2×103焦耳每千克摄氏度。
物理含义:表示质量为1千克水温度升高1℃吸收热量为4.2×103焦。
考点名称:热平衡方程的应用
热平衡方程:
1、热平衡方程又称热交换定律,指在热传递过程中,如果没有热量损失,则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸,即Q放=Q吸,把这个关系叫热平衡方程。
2、此方程只适用于绝热系统内的热交换过程,即无热量的损失;在交换过程中无热和功转变问题;而且在初、末状态都必须达到平衡态。系统放热,一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。而吸热则是由于温度升高,熔解及汽化过程而引起的。
3、温度不同的两个或几个系统之间发生热量的传递,直到系统的温度相等。在热量交换过程中,遵从能的转化和守恒定律。从高温物体向低温物体传递的热量,实际上就是内能的转移,高温物体内能的减少量就等于低温物体内能的增加量。
验证热平衡方程的方法
1、用量筒量出50克冷水倒入烧杯内;量出100克热水倒入量热器内。分别测出热水和冷水的温度。
2、小心地将冷水倒入盛热水的量热器中,用搅拌器搅拌水,促使水的温度很快变得相同。用温度计测出混合后的水温。
3、计算出热水降低到混合水温时放出的热量,以及冷水升高到混合水温时吸收的热量。
4、改变初始水温及冷水、热水的质量再做2次实验。
将测量及计算结果填入表中:
5、对热水放出的热量与冷水吸收的热量进行比较,看看二者是否相等。如果二者不相等,试分析产生误差的原因。
【注意事项】
1、混合后要用搅拌器充分搅拌,但搅拌时间不宜太长,停止搅拌时要立即读出混合后的水温。
2、注意正确使用量筒、量热器和温度计,结合实验者的操作情况分析误差产生的原因,从而正确理解热平衡方程。
热平衡方程的应用
例:家庭使用的液化石油气储存在钢罐里,钢罐顶部有一个阀门开关,罐内气压大于大气压.石油气泄漏时易发生中毒、爆炸和火灾事故,已知石油气热值为3.5×107J/kg,烧水时,设石油气燃烧放出的热量只有50%被水吸收,问:
(1)将质量为2.5kg,初温为20℃的水加热到100℃,需吸收多少热量?需完全燃烧石油气多少千克?(C水=4.2×103J•kg-1•℃-1)
(2)当发现家中钢罐内的液化石油气泄漏时,为防止事故的发生你应采取哪些措施?
分析:(1)知道水的质量、比热容和温度的变化,根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;由题意可知Q放=Q吸,根据Q放=mq求出需完全燃烧石油气的质量;
(2)由于液化石油气是易燃气体,故不能有明火出现.
解答:(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(100℃-20℃)
=8.4×105J;
由题意可知,Q放=Q吸=8.4×105J,
由Q放=mq可得,需完全燃烧石油气的质量m′=Q放/q=2.4kg,即
(2)严禁有明火出现、关闭阀门、开窗通气.
答:(1)水吸收8.4×105的热量,需完全燃烧石油气2.4kg;
(2)严禁有明火出现、关闭阀门、开窗通气.
点评:本题考查了学生对公式Q吸=cm△t和Q=mq的理解与掌握,要注意当液化石油气泄漏时,应当关闭阀门、开窗通气,一定不要出现明火,否则会发生爆炸.