初中物理粤沪版九年级上册12.3 研究物质的比热容第2课时学案及答案

第2课时 热量计算

1.复述比热容的含义,记住水的比热容.

2.比较各种不同物质的比热容,会查找不同物质的比热容.

3.通过对吸热公式的推导,提高发现问题、分析问题和解决问题的能力.

4.重点:推导由比热容计算热量的公式,会用比热容公式进行简单的计算.

5.会利用比热容知识解释生活中的一些现象,体现“从物理走向社会”的理论.

一、查阅比热容表

1.阅读课本上“一些物质的比热容”,你有哪些发现?

答案　(1)每一种物质都有自己的比热容;

(2)不同物质的比热容一般不相同;

(3)一般情况下液体的比热容比固体的要大.

二、与比热容知识有关的生活现象

2.大到火力发电厂,小到小汽车,都是使用水作为降温物质.用物理知识来说明:这是因为水的　比热容　比其他物质大得多. 

3.水稻是喜温植物,春季育秧时,通常傍晚向秧田灌水,早晨将水放出,以防夜间冻伤.隐含的物理知识是:水的　比热容　较大,气温降低时, 水能　放出　 (选填“放出”或“吸收”)较多的　热量　(选填“温度”、“内能”或“热量”). 

三、与比热容公式有关的简单计算

4.已知铝的比热容是0.88×103 J/(kg·℃),它表示的意义是质量为　1 kg　的铝,温度升高　1 ℃　时,所吸收的热量是　0.88×103 J　. 

5.质量为2 kg的铝,温度升高1 ℃时,吸收的热量是多少?

答案　2×0.88×103 J=1.76×103 J.

6.质量为2 kg的铝,温度从30 ℃升高到60 ℃时,铝吸收的热量是多少?

答案　2×0.88×103×(60-30) J=5.28×104 J.

7.若铝的质量为m,比热容是c,温度从t0升高到t时,铝吸收的热量是多少?(用字母表示)

答案　若吸收的热量用Q吸表示,则Q吸=cm(t-t0).

8.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则10 kg的水温度升高50 ℃可吸收　2.1×106　J的热量. 

1.2010年4月20日夜间,位于墨西哥湾的钻井平台发生爆炸,造成原油大量泄漏,截至5月27日已漏出原油约7×107 L,给当地造成巨大的生态灾难和经济损失.已知原油的密度为0.9×103 kg/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).则:

(1)原油的质量是多少?

(2)这些泄漏的原油完全燃烧放出来的热量为2.772×1015 J,假设放出的这些热量全部被水吸收,可以使多少质量的水从10 ℃升高到100 ℃?

解:(1)泄漏原油的质量m=ρV=0.9×103 kg/m3×7×104 m3=6.3×107 kg

水吸收的热量为:Q吸=c水m水(t-t0)

m水===7.3×109 kg.

2.植树造林可以调节气温,保持水土,对改善生态环境有着重要意义.据资料介绍,一公顷森林每天吸收的太阳能约为1.08×1010 J,如果这些能量全部被一公顷质量为4×106 kg的泥土吸收,可使其温度升高3 ℃,试求出泥土的比热容.

解:根据公式Q吸=cmΔt得:

泥土的比热容c===0.9×103 J/(kg·℃).

3.实验测得1 kg某物质温度随时间变化的图像如图所示.已知该物质在固态下的比热容c1=2.1×103 J/(kg·℃),设物质从热源吸热的功率(物质每秒吸收的热量)恒定不变,根据图像解答下列问题:

(1)在最初2 min内,物质温度升高了40 ℃,则吸收的热量为　8.4×104　J,吸热功率为　700　W. 

(2)在t2=6 min时,物质处于　固液共存　(选填“固体”、“液体”或“固液共存”)状态,且仍在　吸热　(选填“吸热”或“放热”). 

(3)试求该物质在液态下的比热容c2.

解:(1)Q吸=c1m1(t-t0)=2.1×103 J/(kg·℃)×1 kg×40 ℃=8.4×104 J

P===700 W

(3)相同的时间吸收的热量是相等的,所以物质在10~12 min吸收的热量和物质在0~2 min吸收的热量是相等的,c2===4.2×103 J/(kg·℃).

4.生活体验告诉我们:在一天内,同一纬度的海滨城市的气温变化比沙漠地区的气温变化小,同学们,你们现在能用所学物理知识解释清楚吗?

答案　在同样受热或冷却,即吸收或放出相同热量的情况下,由于水的比热容比砂石的比较容大很多,根据公式Δt=,可知质量相同的水比砂石的温度变化小.