资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩16页未读，
继续阅读
第16讲 比热容 新版初中物理竞赛补充基础版讲练
展开
这是一份第16讲 比热容 新版初中物理竞赛补充基础版讲练，文件包含第16讲比热容新版初中物理竞赛补充基础版讲练-教师版docx、第16讲比热容新版初中物理竞赛补充基础版讲练-学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共36页， 欢迎下载使用。
第16讲 比热容
16.1 学习提要
16.1.1 燃料的热值
1. 热值的概念
燃料燃烧时能放出热量，相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不一样。1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，用字母q表示。
2. 热值的定义
热值的定义式为 q=Q/m
3. 热值的单位
在国际单位制中，热值的单位是焦/千克（J/Kg），读作“焦每千克”。
16.1.2 比热容
1. 比热容的概念
比热容简称比热，用字母c表示，是物质的特性之一，每种物质都有自己的比热容。比热容是指单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃吸收（或者放出）的热量。
2. 比热容的定义式
比热容的定义式为 c = Q/m△t
3.比热容的单位
比热容的单位是一个组合单位，在国际单位制中，比热容的单位是焦/（千克.℃），读作“焦每千克摄氏度”。
4. 比热容的测定
比热容是物质的特性之一，在许多热学问题上都要用到，所以测定物质的比热容很重要。在热传递过程中，如果没有热量的损失，那么低温物体吸收的热量应该等于高温物体放出的热量。
（1） 实验原理：热平衡方程式Q 吸= Q放
（2） 实验方法：实验室一般采用混合法来测定物质的比热容。
（3） 实验器材：量热器、天平、温度计、待测金属块、适量的常温下的水和沸水。
（4） 实验步骤：①用天平分别测量小桶、搅动器、适量的常温下的水、待测金属块的质量；
②将金属块放入沸水（100℃）中加热一段时间；
③在量热器小筒内装入适量的常温下的水，并用温度计测出水的温度t1；
④将金属块从沸水中取出，投入量热器的小筒内，合上盖子，用搅拌器上下搅动，直到量热器中温度达到稳定为止。
⑤用温度计测出混合温度t2.
（5） 实验结果：设量热器和搅拌器是由比热容为c的同种物质做成，总质量为m；适量的常温下的水质量为m水，比热容为c水；待测金属块的质量为m金，比热容为c金。
由于量热器、搅拌器、常温下的水的初温均为t1，待测金属块的初温为t2=100℃，混合后温度为t2。由热平衡方程式Q吸 = Q放 。可得
cm(t1-t2)+c水m水（t2-t1）= c金m金（t0-t2）
c金=[(cm+c水m水)（t2-t1）]/[m金(t0-t2)]
16.2 难点释疑
16.2.1 温度和热量
温度表示物体的冷热程度。不论物体处于哪一种状态，总有某一个确定的温度。物体在热传递过程中温度会发生变化，物体从外界吸收热量，其温度一般会上升；物体向外界放出热量，其温度一般会下降。当吸收热量和放出热量的过程结束后，物体的温度仍然有一个确定的值。
热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少。一个物体有某一个确定的温度值，并不能说一个物体就具有多少热量。所以不能说温度高的物体热量大，也不能说同一温度质量大的物体热量大。热量的多少只有在热传递过程中才具有意义。说的明确一点，热量只有在物体的温度发生变化或内能发生变化时才具有意义。
物体的温度是某一个确定的值，对应于物体处于某一种状态。物体吸收（或者放出）的热量是某一个确定的值，对应于物体一定的温度变化（或物态变化）。在热传度过程中，物体吸收热量，温度会升高；放出热量，温度会降低，它反映了物体的两个不同的状态之间的一个变化过程。
16.2.2 量热器的使用
量热器是热学实验的重要仪器。在测定物质的比热容等实验中，它能使物体与水之间进行热交换，又能减少热量损失。其结构如图16-1所示，其中A、B为大小两铜质圆筒，C为木架，D为木（或电木）盖，盖上有两个孔，中间较大的一个孔（附软木塞）插温度计用，边上较小的一个孔插铜质搅拌器。
在用量热器测定物质（如铅块）的比热容时，应注意：①装入小筒内的水要适量，以能浸没金属块为宜；②金属块从沸水中取出到投入小筒内，动作要快，投入后要立即合上盖子，尽可能减小热损失，且投入的金属块不得带有沸水；③用搅拌器上下搅动，使液体的上下温度迅速均匀；④初温和混合温度的读取方法，已在“温度计的使用”中有过说明；⑤小筒和搅动器、水、金属块的质量用天平测量。粗略的测量比热容时，可忽略小筒和搅动器的吸热和放热，稍精确的测量则不能忽略。
16.3 例题解析
16.3.1 比热容概念的形成
例1 为研究物质的某种特性，某同学选取水、煤油两种物质做实验，表16-1记录了实验测得的数据及设法求得的有关数据。
请根据表16-1中所提供的数据进行分析：
（1） 可初步归纳出的结论是________________；
（2） 为进一步研究物质的特性，该同学还应设计和增加表16-1中第7列（空栏）项目的名称是__________________________，请在该空栏下的空格中填入适当的数据，并由此可归纳出的结论是__________________，在物理学中如果要用一个物理量来反应第7列中概括出物质的特性，那么这个物理量的定义为_______________________。
【解析】（1）对表16-1中的数据进行仔细分析可知，在这个实验中，所运用的研究方法是控制变量法。
分析比较第1行与第2行（或第4行与第5行）的数据可以发现，实验所控制的变量分别为物质的种类和质量，研究吸收的热量跟升高的温度之间的关系。水或煤油的质量相等，当升高的温度增大到2倍，它吸收的热量也增大到2倍，由此可以得出结论1：质量相等的同种物质，吸收的热量跟它升高的温度成正比。
分析比较第2行与第3行（或第5行与第6行）的数据可以发现，实验控制的变量分别是物质的种类和升高的温度，研究吸收的热量跟质量之间的关系。水或煤油升高的温度相同，当质量增大到2倍，它吸收的热量也增大到2倍。由此可以得出结论2：升到温度相同的同种物质，吸收的热量跟它的质量成正比。
分析比较第1行与第4行（或第2行与第5行、第3行与第6行）的数据可以发现，实验所控制的变量分别为质量和升高的温度，研究吸收热量跟物质种类之间的关系。质量相同的水或煤油，升高的温度也相同，然而吸收的热量不同。由此可以得出结论3：质量相等，升高温度相同的不同物质，吸收的热量多少跟物质的种类有关。
（2）再对表16-1中的数据进行分析，发现第1行与第6行的数据中，质量、升高的温度、物质的种类都不相同，那么，如何来比较这两次水和煤油的吸热本领呢？显然，可以与密度、压强等概念形成过程所采用的方法想类比，选择一个比较的标准，这个标准为：单位质量、温度升高1℃吸热的多少。因此，表16-1中第7列（空栏）项目的名称是：单位质量、温度升高1℃吸收的热量。通过计算可知，第7列的数据分别是4.2*103J/（Kg . ℃）、4.2*103J/（Kg . ℃）、4.2*103J/（Kg . ℃）、2.1*103J/（Kg . ℃）、2.1*103J/（Kg . ℃）、2.1*103J/（Kg . ℃）。分析这一列数据，可得出结论：对于确定的物质来说（如水或煤油），物质吸收的热量跟它的质量、升高的温度之比是一个确定的值。它跟吸收热量、质量、升高的温度均无关，而对于不同物质，这个比值却是不同的。在物理学中如果要用一个物理量来反应物质的这种特性（吸热是本领），这个物理量的定义应为：单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量。
16.3.2 用热量计算公式解题
例2 有甲乙两个温度和质量都相同的金属球，先把甲放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了11℃，把甲球取出，再把乙球放入杯中，热平衡后，水温又降低了11℃，则两球比热容的大小关系是（ ）
A c甲>c乙
B c甲=c乙
C c甲
【【解析】同一杯热水，两次降低相同的温度，说明水两次放出的热量相同，即甲乙两球吸收的热量相同，由于两球质量相等，初温相同，末温甲球较高，即△t甲>△t乙，根据c甲m甲△t甲=c乙m乙△t乙，有c甲
16.3.3 用热平衡方程解题
例3 将11℃的冷水鱼66℃的热水混合成550kg，36℃的温水，在混合过程中有2.31*106J的热量损失掉了，问所用冷水和热水各多少千克？
【点拨】当高温物体和低温物体放在一起时，高温物体放热，低温物体吸热，由能量守恒可知 Q吸 + Q损 = Q放
上式称为热平衡方程式，在热量的计算中有着极其重要的作用。
【解析】因Q吸 + Q损 = Q放，则c水m1*25℃+Q损=c水m2*30℃，而m1+m2=550kg，由以上两式即可求得：m1=290kg，m2=260kg
【答案】冷水的质量为290kg，热水的质量为260kg。
例4 将一勺温水倒入盛有冷水的量热器中，这时量热器中水的温度升高了5℃，再加以勺同样的温水，温度又上升了3℃。问：（1）继续再加7勺同样的温水，则此量热器中水温还将上升多少？（2）如果不断向量热器内加同样的温水，量热器中的温水最终比开始时升高多少？（假设量热器容积比勺的容积大得多且不计热量损失）
【点拨】把再加一勺同样的温水，温度又上升了3℃理解为“连加两勺同样的水，温度上升了8℃”
【解答】（1）设每勺水的质量为m，温度为t，冷水的质量为m冷，温度为t冷。
由于不计热量损失，热平衡方程Q吸 = Q放，可得：
C水m冷*5℃=C水m（t-t冷-5℃）
C水m冷*8℃=C水2m（t-t冷-8℃）
解得：t-t冷=20℃，即温水与冷水的温度相差20℃。若继续加7勺同样的温水，相当于共加了9勺温水，则
C水m冷△t= 9m（t-t冷-△t）
可得：△t=15℃，则△t’=△t-8℃=7℃
（2）不断向量热器内加同样的温水， 由于温水与冷水的温度差为20℃，则最终量热器中的水温度将升高20℃。
【答案】7℃，20℃
A 卷
1. 用两只相同的玻璃杯，装上质量和温度都相同的水和黄沙，将它们同时放在阳光下晒，经过一段时间后，黄沙的温度比水的温度高。在这个小实验中，用两只相同的透明玻璃杯同时放在阳光下晒相同的时间，是为了使黄沙和水吸收_________________（忽略水和黄沙在热传递方面的差异）。从这个实验可知，相同质量的不同物质________________________________________。由此引入了表示物质的这一方面特性的物理量_______________，其符号是______________，单位是______________，读作______________________。
2. 水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），意义是______________________________。在常见物质中，水的比热容较________（选填“大”或“小”）。
3. 物体在热传递过程中吸收的热量，与物质的比热容、物体的质量以及物体_____有关。
4. 质量相等的煤油和水，吸收相等的热量、温度升高得多的是煤油，这是因为_______。由此推理，质量相等的煤油和水，若升高相等的温度，煤油吸收的热量___________水吸收的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
5. 把质量和温度都相同的铁球、铝球和铜球同时投入沸腾的水中，一段时间后，三球的温度变化___________（选填“相同”或“不相同”）。 其中吸收热量最多的是_________球，吸收热量最少的是_____________球。（已知c铝>c铁>c铜）
6. 上海市重大公共绿地建设工程之一的太平桥绿地已于2001年6月8日竣工。绿地中的人工湖具有“吸热”功能，炎夏时它能大大降低周边地区的热岛效应。若人工湖湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，则湖水吸收的热量为_____________J。（已知c水=4.2×103J/（kg·℃））
7. 表16-2为某同学根据中央电视台《天气预报》栏目记录的上海和兰州两地某年5月3日到5月5日三天内每日气温的最高值和最低值。从表16-2中可以看出____________现象，造成这种现象的主要原因是___________________________________________。
8. 关于热量和温度，下列说法正确的是（ ）
A. 物体温度越高，所含热量越多
B. 物体温度降低，吸收的热量越少
C. 物体的质量越大，放出的热量越多
D. 以上说法都不对
9. 质量、温度都相同的两块不同金属，吸收相同的热量后（ ）
A. 两金属块温度相等
B. 比热容较大的金属块温度高
C. 比热容较小的金属块温度高
D. 无法比较两金属块温度的高低
10. 汽车发动机用水作冷却剂是因为（ ）
A. 水的密度大
B. 水没有腐蚀作用
C. 取水方便
D. 水的比热容大
11. 下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物质种类有关的是（ ）
A. 相同质量的同种物质，降低不同温度，放出的热量不同
B. 相同质量的不同物质，降低相同温度，放出的热量一般不同
C. 不同质量的同种物质，降低相同温度，放出的热量不同
D. 以上说法都可以
12. 由吸热公式得到c=Q/m△t，那么物质的比热容跟（ ）
A. 物体吸收的热量Q成正比
B. 物体的质量成反比
C. 物体温度变化△t成反比
D. 物体吸收热量Q、质量m以及温度变化△t均无关
13. 甲、乙两杯质量相同、温度分别是60℃和50℃的水，若降低相同的温度，比较它们放出的热量，则（ ）
A. 甲多
B. 乙多
C. 一样多
D. 无法比较
14. 在下列各物理量中，表示物质特性的是（ ）
A. 热量
B. 比热容
C. 温度
D. 质量
15. 质量和初温度都相同的一块铝和一杯水，它们吸收相等热量之后，把铝块投入水中，那么（ ）
A. 热量由水传给铝块
B. 热量由铝块传给水
C. 水和铝块之间没有热传递
D. 条件不足，无法判断
16. 将一壶水从室温烧开，需吸收热量约为（ ）
A. 8×102J
B. 8×103J
C. 8×104J
D. 8×105J
17. 两个质量不同的金属快，放出相同热量，降低了相同温度，那么（ ）
A. 质量大的金属块的比热容大
B. 质量大的金属块的比热容小
C. 两金属的比热容相同
D. 两金属的比热容大小无法确定
18. 物理学中引入比热容，是为了比较（ ）
A. 不同质量的相同物质，升高相同的温度，吸收热量不同
B. 不同质量的相同物质，吸收相同热量，升高温度不同
C. 相同质量的不同物质，升高相同温度，吸收热量不同
D．以上说法都不对
19. 铁的比热容大于铜的比热容，质量相等的铁块和铜块吸收了相等的热量，那么（ ）
A. 铁块的温度升高得多
B. 铜块的温度升高得多
C. 铁块和铜块升高相同的温度
D. 由于初温度未知，所以不能判断
20. 甲、乙两块质量相同的不同金属，在沸水里加热一段时间。先取出甲投入一杯冷水里，当达到热平衡后，水温又升高20℃。再取出甲，立即将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，水温又升高20℃。若不计热的损失，则可判断（ ）
A. 甲的比热容比乙大
B. 甲的比热容比乙小
C. 甲的比热容跟乙相等
D. 无法确定比热容的大小
21. 冷水的温度为t1，热水的温度为t2，现要把冷水和热水混合为t3的温水，若不计热量损失，冷水和热水的质量比应为（ ）
A. （t2—t1）/t1
B. （t3—t2）/（ t3—t1）
C. （t2—t3）/（t3—t1）
D. t3/（t2—t1）
22. 把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中，混合温度为40℃；把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中，混合温度为60℃；如果把同样加热到100℃的该铁块投入（m1+m2）克20℃的水中，混合温度为（ ）
A. 50℃
B. 48℃
C. 36℃
D. 32℃
23. 在质量是0.5kg的铝壶里装了2kg的水，把这壶水从20℃加热到100℃，求：（1）水吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg·℃）]；（2）铝壶吸收的热量[c铝=0.9×103J/（kg·℃）]。
B 卷
1. 质量为m的物体，温度从t0降低到t，放出的热量为Q，则该物体的比热容为______；当物体放出热量为3Q时，该物体的比热容为_____________________ 。
2. 质量相等的甲、乙两种物质吸收热量之比为3:4，升高温度之比4:3，那么它们的比热容之比c甲：c乙=______________。
3. 铜的比热容是铅的比热容的3倍，质量相等的铜块和铅块，如果吸收相等的热量，铜块升高了15℃，则铅块升高了______________ 。
4. 质量为m1的热水和质量为m2的冷水混合，已知热水的初温是3t，冷水初温为t，混合后水温为2t，则热水和冷水的质量之比是_____________。
5. 现将质量相等、初温相同的铜球、铁球、铝球投入质量相等、温度为80℃的三杯热水中，过一段时间后（假设无热损失），温度最低的是投入_______球的那杯水。（已知c铝>c铁>c铜）。
6. 同种材料组成的两个物体在下列情况下，放出的热量相等的是（ ）
A. 初温和末温都相等
B. 初温不等，降低的温度相等
C. 质量相等，降低的温度相等
D. 质量相等，初温不等，末温相等
7. 质量相等、初温相同的铁块和铜块，
（1）吸收相等的热量后再相互接触，那么（ ）
（2）若它们放出相等的热量后的再相互接触，那么（ ）
A. 热从铜块传到铁块
B. 温度从铜块传到铁块
C. 热从铁块传到铜块
D. 不发生热传递
8. 一大杯热水的温度为t1，一小杯冷水的温度为t2，混合后的温度为t，则（ ）
A. t=（t1+t2）/2
B. t<（t1+t2）/2
C. t=（t1—t2）/2
D. t>（t1+t2）/2
9. 在标准大气压下，1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后，可能的温度是（ ）
A. 80℃
B. 100℃
C. 120℃
D. 130℃
10. 甲、乙两个物体，初温相同，甲的比热容大，乙的质量小，把它们同时放入同一个冰箱内冷却，经过一段时间（ ）
A. 甲放出的热量多
B. 乙放出的热量多
C. 甲、乙两物体放出的热量一样多
D. 以上情况都有可能
11. 甲、乙两球，吸收相同热量后，甲球可把热量传给乙球，不可能发生的情况是（ ）
A. 甲球质量较大，初温较低
B. 甲球质量较大，初温较高
C. 甲球质量较小，初温较高
D. 甲球质量较小，初温较低
12. 等质量的两种物质，吸收或放出相同的热量，则比热容较大的物质，（ ）
A. 末温一定高
B. 末温一定低
C. 温度变化可能较大
D. 温度变化一定较小
13. 5℃的冷水和热水混合后，得到30℃的温水，若不计热损失，可以判断（ ）
A. 混合前热水的热量不一定比冷水的热量多
B. 混合前热水的热量一定比冷水的热量多
C. 热水的质量不一定比冷水的质量多
D. 热水的质量一定比冷水的质量少
14. 铁的比热容约为酒精比热容的1/5，取铁块质量为酒精质量的5倍，并使它们吸收相同的热量后，再把铁块放入酒精中，此后（ ）
A. 热从铁块传向酒精
B. 热从酒精传向铁块
C. 铁和酒精之间不发生热传递
D. 以上说法都有可能
15. 甲、乙两物体的质量、温度都相同，比热容c甲>c乙，当两物体放出相等的热量后放在一起，（ ）
A. 热量从甲传到乙
B. 热量从乙传到甲
C. 不发生热传递
D. 上述情况都有可能
16. 质量相同的一块铝和一杯水，它们吸收了相等的热量后，把铝块投入水中，那么（ ）
A. 热量由水传给铝块
B. 热量由铝块传给水
C. 水和铝之间不发生热传递
D. 条件不足，无法判断
17. 初温相同的a、b两球，它们的质量和比热容分别为ma、ca、mb、cb，吸收相等热量后，a球可把热量传给b球，则下列情况中不可能的是（ ）
A. ma>mb，cacb
C. ma
18. 甲、乙两物体质量相同，温度相同，把甲放入一杯热水中，平衡后，水温降低了t℃；把甲拿出，设水量没有损失，也没有热量损失，再把乙投入水中，平衡后，水温降低了t℃，则（ ）
A. 甲的比热容大
B. 乙的比热容大
C. 甲、乙比热容一样大
D. 无法判断
19. 把质量为m、温度为t的铜块放入一杯质量为1kg、温度为0℃的水中，水的温度升高到t/5，若把质量为2m、温度为t的铜块投入质量为1kg、温度为0℃的水中（不考虑散热和容器吸收的热）达到热平衡时，可使水的温度（ ）
A. 升高t/3
B. 升高2t/3
C. 升高2t/5
D. 升高t/5
20. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种物体分别加热，则根据它们吸收的热量和升高的温度，在温度-热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图16-2所示，则甲的比热容和质量跟丙的比热容和质量相比，应是（ ）
A. 丙的比热容比甲的比热容大
B. 丙的比热容比甲的比热容小
C. 丙的质量比甲的质量大
D. 丙的质量比甲的质量小
21. 质量为m1的铜质量热器盛着质量为m2的水，它们的共同温度为t0，现将一块质量为m3、温度为t（t
22. 温度不同的两个物体相互接触后将发生热传递现象，当两物体达到热平衡状态时，它们的温度相同。若不计热量的损失，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。现有三种不同的液体A、B、C，它们的初温分别为15℃、25℃、35℃。当A和B液体混合并达到平衡状态，其平衡温度为21℃；当B和C液体混合并达到平衡状态时，其平衡温度为32℃。求A和C液体混合到到平衡时的平衡温度。
23. 质量相等的A和B两固体，它们的初温均为20℃。把A和B同时放入盛有沸水的大锅炉内后，它们分别以每克每秒12.6焦和每克每秒42焦的吸热速度吸收热量。已知A和B的比热容分别为2.1×103J/（kg·℃）和3.36×103J/（kg·℃），且在吸热过程中，A和B两个物体均未发生物态变化，10s后，求：（1）A物体的温度和它每克吸收的热量；（2）B物体的温度和它每克吸收的热量。
24. 已知冰的比热容为2.1×103J/（kg·K），冰的熔化热为3.36×105J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·K）。把质量为10g、温度为0℃的冰和质量为200g、温度为100℃的金属块同时投入质量为100g、温度为20℃的水中，当它们达到热平衡时，它们的共同温度为30℃。若不计热量损失，求金属块的比热容。
25. 将一勺热水倒入盛有一些冷水的保温容器内，使得冷水温度升高5℃。然后又向保温容器内倒入一勺热水，水的温度又上升了3℃。如果再连续倒入10勺同样的热水，则保温容器内的水温还得升高多少（保温容器吸收热量忽略不计）？
参考答案：
A 卷
1.相同热量；吸收相同的热量，升高的温度不同；比热；c；焦/（千克·℃）；焦每千克摄氏度
2.质量为1kg的水，温度每升高1℃，吸收的热量为4.2×103J；大
3.升高的温度
4.煤油的比热比水小，小于
5.相同，铝，铜
6. 8.4×1010
7.上海地区每天的温度变化小于兰州地区；上海是沿海地区，兰州是内陆地区，水的比热比泥沙石土大，在同样吸热的情况下，水的温度变化较小
8.D 9.C 10.D 11.B 12.D 13.C 14.B 15.B
16.D 17.B 18.C 19.B 20.B 21.C 22.C
23. 6.72×105J，3.6×104J
B 卷
1.Q/m（t0—t），Q/m（t0—t）
2.9:16
3.45℃
4.1:1
5.铝
6.C 7.A，C 8.D 9.B 10.A 11.A 12.D
13.D 14.D 15.A 16.D 17.D 18.B 19.A 20.BC
21.[(c1m1+c2m2)t0+c3m3t]/（c1m1+c2m2+c3m3）
22.30.6℃
23.（1）80℃，126J；（2）100℃，268.8J
24. 0.63×103J/（kg·℃）
25.8℃
第16讲 比热容
16.1 学习提要
16.1.1 燃料的热值
1. 热值的概念
燃料燃烧时能放出热量，相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不一样。1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，用字母q表示。
2. 热值的定义
热值的定义式为 q=Q/m
3. 热值的单位
在国际单位制中，热值的单位是焦/千克（J/Kg），读作“焦每千克”。
16.1.2 比热容
1. 比热容的概念
比热容简称比热，用字母c表示，是物质的特性之一，每种物质都有自己的比热容。比热容是指单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃吸收（或者放出）的热量。
2. 比热容的定义式
比热容的定义式为 c = Q/m△t
3.比热容的单位
比热容的单位是一个组合单位，在国际单位制中，比热容的单位是焦/（千克.℃），读作“焦每千克摄氏度”。
4. 比热容的测定
比热容是物质的特性之一，在许多热学问题上都要用到，所以测定物质的比热容很重要。在热传递过程中，如果没有热量的损失，那么低温物体吸收的热量应该等于高温物体放出的热量。
（1） 实验原理：热平衡方程式Q 吸= Q放
（2） 实验方法：实验室一般采用混合法来测定物质的比热容。
（3） 实验器材：量热器、天平、温度计、待测金属块、适量的常温下的水和沸水。
（4） 实验步骤：①用天平分别测量小桶、搅动器、适量的常温下的水、待测金属块的质量；
②将金属块放入沸水（100℃）中加热一段时间；
③在量热器小筒内装入适量的常温下的水，并用温度计测出水的温度t1；
④将金属块从沸水中取出，投入量热器的小筒内，合上盖子，用搅拌器上下搅动，直到量热器中温度达到稳定为止。
⑤用温度计测出混合温度t2.
（5） 实验结果：设量热器和搅拌器是由比热容为c的同种物质做成，总质量为m；适量的常温下的水质量为m水，比热容为c水；待测金属块的质量为m金，比热容为c金。
由于量热器、搅拌器、常温下的水的初温均为t1，待测金属块的初温为t2=100℃，混合后温度为t2。由热平衡方程式Q吸 = Q放 。可得
cm(t1-t2)+c水m水（t2-t1）= c金m金（t0-t2）
c金=[(cm+c水m水)（t2-t1）]/[m金(t0-t2)]
16.2 难点释疑
16.2.1 温度和热量
温度表示物体的冷热程度。不论物体处于哪一种状态，总有某一个确定的温度。物体在热传递过程中温度会发生变化，物体从外界吸收热量，其温度一般会上升；物体向外界放出热量，其温度一般会下降。当吸收热量和放出热量的过程结束后，物体的温度仍然有一个确定的值。
热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少。一个物体有某一个确定的温度值，并不能说一个物体就具有多少热量。所以不能说温度高的物体热量大，也不能说同一温度质量大的物体热量大。热量的多少只有在热传递过程中才具有意义。说的明确一点，热量只有在物体的温度发生变化或内能发生变化时才具有意义。
物体的温度是某一个确定的值，对应于物体处于某一种状态。物体吸收（或者放出）的热量是某一个确定的值，对应于物体一定的温度变化（或物态变化）。在热传度过程中，物体吸收热量，温度会升高；放出热量，温度会降低，它反映了物体的两个不同的状态之间的一个变化过程。
16.2.2 量热器的使用
量热器是热学实验的重要仪器。在测定物质的比热容等实验中，它能使物体与水之间进行热交换，又能减少热量损失。其结构如图16-1所示，其中A、B为大小两铜质圆筒，C为木架，D为木（或电木）盖，盖上有两个孔，中间较大的一个孔（附软木塞）插温度计用，边上较小的一个孔插铜质搅拌器。
在用量热器测定物质（如铅块）的比热容时，应注意：①装入小筒内的水要适量，以能浸没金属块为宜；②金属块从沸水中取出到投入小筒内，动作要快，投入后要立即合上盖子，尽可能减小热损失，且投入的金属块不得带有沸水；③用搅拌器上下搅动，使液体的上下温度迅速均匀；④初温和混合温度的读取方法，已在“温度计的使用”中有过说明；⑤小筒和搅动器、水、金属块的质量用天平测量。粗略的测量比热容时，可忽略小筒和搅动器的吸热和放热，稍精确的测量则不能忽略。
16.3 例题解析
16.3.1 比热容概念的形成
例1 为研究物质的某种特性，某同学选取水、煤油两种物质做实验，表16-1记录了实验测得的数据及设法求得的有关数据。
请根据表16-1中所提供的数据进行分析：
（1） 可初步归纳出的结论是________________；
（2） 为进一步研究物质的特性，该同学还应设计和增加表16-1中第7列（空栏）项目的名称是__________________________，请在该空栏下的空格中填入适当的数据，并由此可归纳出的结论是__________________，在物理学中如果要用一个物理量来反应第7列中概括出物质的特性，那么这个物理量的定义为_______________________。
【解析】（1）对表16-1中的数据进行仔细分析可知，在这个实验中，所运用的研究方法是控制变量法。
分析比较第1行与第2行（或第4行与第5行）的数据可以发现，实验所控制的变量分别为物质的种类和质量，研究吸收的热量跟升高的温度之间的关系。水或煤油的质量相等，当升高的温度增大到2倍，它吸收的热量也增大到2倍，由此可以得出结论1：质量相等的同种物质，吸收的热量跟它升高的温度成正比。
分析比较第2行与第3行（或第5行与第6行）的数据可以发现，实验控制的变量分别是物质的种类和升高的温度，研究吸收的热量跟质量之间的关系。水或煤油升高的温度相同，当质量增大到2倍，它吸收的热量也增大到2倍。由此可以得出结论2：升到温度相同的同种物质，吸收的热量跟它的质量成正比。
分析比较第1行与第4行（或第2行与第5行、第3行与第6行）的数据可以发现，实验所控制的变量分别为质量和升高的温度，研究吸收热量跟物质种类之间的关系。质量相同的水或煤油，升高的温度也相同，然而吸收的热量不同。由此可以得出结论3：质量相等，升高温度相同的不同物质，吸收的热量多少跟物质的种类有关。
（2）再对表16-1中的数据进行分析，发现第1行与第6行的数据中，质量、升高的温度、物质的种类都不相同，那么，如何来比较这两次水和煤油的吸热本领呢？显然，可以与密度、压强等概念形成过程所采用的方法想类比，选择一个比较的标准，这个标准为：单位质量、温度升高1℃吸热的多少。因此，表16-1中第7列（空栏）项目的名称是：单位质量、温度升高1℃吸收的热量。通过计算可知，第7列的数据分别是4.2*103J/（Kg . ℃）、4.2*103J/（Kg . ℃）、4.2*103J/（Kg . ℃）、2.1*103J/（Kg . ℃）、2.1*103J/（Kg . ℃）、2.1*103J/（Kg . ℃）。分析这一列数据，可得出结论：对于确定的物质来说（如水或煤油），物质吸收的热量跟它的质量、升高的温度之比是一个确定的值。它跟吸收热量、质量、升高的温度均无关，而对于不同物质，这个比值却是不同的。在物理学中如果要用一个物理量来反应物质的这种特性（吸热是本领），这个物理量的定义应为：单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量。
16.3.2 用热量计算公式解题
例2 有甲乙两个温度和质量都相同的金属球，先把甲放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了11℃，把甲球取出，再把乙球放入杯中，热平衡后，水温又降低了11℃，则两球比热容的大小关系是（ ）
A c甲>c乙
B c甲=c乙
C c甲
【【解析】同一杯热水，两次降低相同的温度，说明水两次放出的热量相同，即甲乙两球吸收的热量相同，由于两球质量相等，初温相同，末温甲球较高，即△t甲>△t乙，根据c甲m甲△t甲=c乙m乙△t乙，有c甲
16.3.3 用热平衡方程解题
例3 将11℃的冷水鱼66℃的热水混合成550kg，36℃的温水，在混合过程中有2.31*106J的热量损失掉了，问所用冷水和热水各多少千克？
【点拨】当高温物体和低温物体放在一起时，高温物体放热，低温物体吸热，由能量守恒可知 Q吸 + Q损 = Q放
上式称为热平衡方程式，在热量的计算中有着极其重要的作用。
【解析】因Q吸 + Q损 = Q放，则c水m1*25℃+Q损=c水m2*30℃，而m1+m2=550kg，由以上两式即可求得：m1=290kg，m2=260kg
【答案】冷水的质量为290kg，热水的质量为260kg。
例4 将一勺温水倒入盛有冷水的量热器中，这时量热器中水的温度升高了5℃，再加以勺同样的温水，温度又上升了3℃。问：（1）继续再加7勺同样的温水，则此量热器中水温还将上升多少？（2）如果不断向量热器内加同样的温水，量热器中的温水最终比开始时升高多少？（假设量热器容积比勺的容积大得多且不计热量损失）
【点拨】把再加一勺同样的温水，温度又上升了3℃理解为“连加两勺同样的水，温度上升了8℃”
【解答】（1）设每勺水的质量为m，温度为t，冷水的质量为m冷，温度为t冷。
由于不计热量损失，热平衡方程Q吸 = Q放，可得：
C水m冷*5℃=C水m（t-t冷-5℃）
C水m冷*8℃=C水2m（t-t冷-8℃）
解得：t-t冷=20℃，即温水与冷水的温度相差20℃。若继续加7勺同样的温水，相当于共加了9勺温水，则
C水m冷△t= 9m（t-t冷-△t）
可得：△t=15℃，则△t’=△t-8℃=7℃
（2）不断向量热器内加同样的温水， 由于温水与冷水的温度差为20℃，则最终量热器中的水温度将升高20℃。
【答案】7℃，20℃
A 卷
1. 用两只相同的玻璃杯，装上质量和温度都相同的水和黄沙，将它们同时放在阳光下晒，经过一段时间后，黄沙的温度比水的温度高。在这个小实验中，用两只相同的透明玻璃杯同时放在阳光下晒相同的时间，是为了使黄沙和水吸收_________________（忽略水和黄沙在热传递方面的差异）。从这个实验可知，相同质量的不同物质________________________________________。由此引入了表示物质的这一方面特性的物理量_______________，其符号是______________，单位是______________，读作______________________。
2. 水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），意义是______________________________。在常见物质中，水的比热容较________（选填“大”或“小”）。
3. 物体在热传递过程中吸收的热量，与物质的比热容、物体的质量以及物体_____有关。
4. 质量相等的煤油和水，吸收相等的热量、温度升高得多的是煤油，这是因为_______。由此推理，质量相等的煤油和水，若升高相等的温度，煤油吸收的热量___________水吸收的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
5. 把质量和温度都相同的铁球、铝球和铜球同时投入沸腾的水中，一段时间后，三球的温度变化___________（选填“相同”或“不相同”）。 其中吸收热量最多的是_________球，吸收热量最少的是_____________球。（已知c铝>c铁>c铜）
6. 上海市重大公共绿地建设工程之一的太平桥绿地已于2001年6月8日竣工。绿地中的人工湖具有“吸热”功能，炎夏时它能大大降低周边地区的热岛效应。若人工湖湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，则湖水吸收的热量为_____________J。（已知c水=4.2×103J/（kg·℃））
7. 表16-2为某同学根据中央电视台《天气预报》栏目记录的上海和兰州两地某年5月3日到5月5日三天内每日气温的最高值和最低值。从表16-2中可以看出____________现象，造成这种现象的主要原因是___________________________________________。
8. 关于热量和温度，下列说法正确的是（ ）
A. 物体温度越高，所含热量越多
B. 物体温度降低，吸收的热量越少
C. 物体的质量越大，放出的热量越多
D. 以上说法都不对
9. 质量、温度都相同的两块不同金属，吸收相同的热量后（ ）
A. 两金属块温度相等
B. 比热容较大的金属块温度高
C. 比热容较小的金属块温度高
D. 无法比较两金属块温度的高低
10. 汽车发动机用水作冷却剂是因为（ ）
A. 水的密度大
B. 水没有腐蚀作用
C. 取水方便
D. 水的比热容大
11. 下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物质种类有关的是（ ）
A. 相同质量的同种物质，降低不同温度，放出的热量不同
B. 相同质量的不同物质，降低相同温度，放出的热量一般不同
C. 不同质量的同种物质，降低相同温度，放出的热量不同
D. 以上说法都可以
12. 由吸热公式得到c=Q/m△t，那么物质的比热容跟（ ）
A. 物体吸收的热量Q成正比
B. 物体的质量成反比
C. 物体温度变化△t成反比
D. 物体吸收热量Q、质量m以及温度变化△t均无关
13. 甲、乙两杯质量相同、温度分别是60℃和50℃的水，若降低相同的温度，比较它们放出的热量，则（ ）
A. 甲多
B. 乙多
C. 一样多
D. 无法比较
14. 在下列各物理量中，表示物质特性的是（ ）
A. 热量
B. 比热容
C. 温度
D. 质量
15. 质量和初温度都相同的一块铝和一杯水，它们吸收相等热量之后，把铝块投入水中，那么（ ）
A. 热量由水传给铝块
B. 热量由铝块传给水
C. 水和铝块之间没有热传递
D. 条件不足，无法判断
16. 将一壶水从室温烧开，需吸收热量约为（ ）
A. 8×102J
B. 8×103J
C. 8×104J
D. 8×105J
17. 两个质量不同的金属快，放出相同热量，降低了相同温度，那么（ ）
A. 质量大的金属块的比热容大
B. 质量大的金属块的比热容小
C. 两金属的比热容相同
D. 两金属的比热容大小无法确定
18. 物理学中引入比热容，是为了比较（ ）
A. 不同质量的相同物质，升高相同的温度，吸收热量不同
B. 不同质量的相同物质，吸收相同热量，升高温度不同
C. 相同质量的不同物质，升高相同温度，吸收热量不同
D．以上说法都不对
19. 铁的比热容大于铜的比热容，质量相等的铁块和铜块吸收了相等的热量，那么（ ）
A. 铁块的温度升高得多
B. 铜块的温度升高得多
C. 铁块和铜块升高相同的温度
D. 由于初温度未知，所以不能判断
20. 甲、乙两块质量相同的不同金属，在沸水里加热一段时间。先取出甲投入一杯冷水里，当达到热平衡后，水温又升高20℃。再取出甲，立即将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，水温又升高20℃。若不计热的损失，则可判断（ ）
A. 甲的比热容比乙大
B. 甲的比热容比乙小
C. 甲的比热容跟乙相等
D. 无法确定比热容的大小
21. 冷水的温度为t1，热水的温度为t2，现要把冷水和热水混合为t3的温水，若不计热量损失，冷水和热水的质量比应为（ ）
A. （t2—t1）/t1
B. （t3—t2）/（ t3—t1）
C. （t2—t3）/（t3—t1）
D. t3/（t2—t1）
22. 把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中，混合温度为40℃；把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中，混合温度为60℃；如果把同样加热到100℃的该铁块投入（m1+m2）克20℃的水中，混合温度为（ ）
A. 50℃
B. 48℃
C. 36℃
D. 32℃
23. 在质量是0.5kg的铝壶里装了2kg的水，把这壶水从20℃加热到100℃，求：（1）水吸收的热量[c水=4.2×103J/（kg·℃）]；（2）铝壶吸收的热量[c铝=0.9×103J/（kg·℃）]。
B 卷
1. 质量为m的物体，温度从t0降低到t，放出的热量为Q，则该物体的比热容为______；当物体放出热量为3Q时，该物体的比热容为_____________________ 。
2. 质量相等的甲、乙两种物质吸收热量之比为3:4，升高温度之比4:3，那么它们的比热容之比c甲：c乙=______________。
3. 铜的比热容是铅的比热容的3倍，质量相等的铜块和铅块，如果吸收相等的热量，铜块升高了15℃，则铅块升高了______________ 。
4. 质量为m1的热水和质量为m2的冷水混合，已知热水的初温是3t，冷水初温为t，混合后水温为2t，则热水和冷水的质量之比是_____________。
5. 现将质量相等、初温相同的铜球、铁球、铝球投入质量相等、温度为80℃的三杯热水中，过一段时间后（假设无热损失），温度最低的是投入_______球的那杯水。（已知c铝>c铁>c铜）。
6. 同种材料组成的两个物体在下列情况下，放出的热量相等的是（ ）
A. 初温和末温都相等
B. 初温不等，降低的温度相等
C. 质量相等，降低的温度相等
D. 质量相等，初温不等，末温相等
7. 质量相等、初温相同的铁块和铜块，
（1）吸收相等的热量后再相互接触，那么（ ）
（2）若它们放出相等的热量后的再相互接触，那么（ ）
A. 热从铜块传到铁块
B. 温度从铜块传到铁块
C. 热从铁块传到铜块
D. 不发生热传递
8. 一大杯热水的温度为t1，一小杯冷水的温度为t2，混合后的温度为t，则（ ）
A. t=（t1+t2）/2
B. t<（t1+t2）/2
C. t=（t1—t2）/2
D. t>（t1+t2）/2
9. 在标准大气压下，1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后，可能的温度是（ ）
A. 80℃
B. 100℃
C. 120℃
D. 130℃
10. 甲、乙两个物体，初温相同，甲的比热容大，乙的质量小，把它们同时放入同一个冰箱内冷却，经过一段时间（ ）
A. 甲放出的热量多
B. 乙放出的热量多
C. 甲、乙两物体放出的热量一样多
D. 以上情况都有可能
11. 甲、乙两球，吸收相同热量后，甲球可把热量传给乙球，不可能发生的情况是（ ）
A. 甲球质量较大，初温较低
B. 甲球质量较大，初温较高
C. 甲球质量较小，初温较高
D. 甲球质量较小，初温较低
12. 等质量的两种物质，吸收或放出相同的热量，则比热容较大的物质，（ ）
A. 末温一定高
B. 末温一定低
C. 温度变化可能较大
D. 温度变化一定较小
13. 5℃的冷水和热水混合后，得到30℃的温水，若不计热损失，可以判断（ ）
A. 混合前热水的热量不一定比冷水的热量多
B. 混合前热水的热量一定比冷水的热量多
C. 热水的质量不一定比冷水的质量多
D. 热水的质量一定比冷水的质量少
14. 铁的比热容约为酒精比热容的1/5，取铁块质量为酒精质量的5倍，并使它们吸收相同的热量后，再把铁块放入酒精中，此后（ ）
A. 热从铁块传向酒精
B. 热从酒精传向铁块
C. 铁和酒精之间不发生热传递
D. 以上说法都有可能
15. 甲、乙两物体的质量、温度都相同，比热容c甲>c乙，当两物体放出相等的热量后放在一起，（ ）
A. 热量从甲传到乙
B. 热量从乙传到甲
C. 不发生热传递
D. 上述情况都有可能
16. 质量相同的一块铝和一杯水，它们吸收了相等的热量后，把铝块投入水中，那么（ ）
A. 热量由水传给铝块
B. 热量由铝块传给水
C. 水和铝之间不发生热传递
D. 条件不足，无法判断
17. 初温相同的a、b两球，它们的质量和比热容分别为ma、ca、mb、cb，吸收相等热量后，a球可把热量传给b球，则下列情况中不可能的是（ ）
A. ma>mb，ca
C. ma
18. 甲、乙两物体质量相同，温度相同，把甲放入一杯热水中，平衡后，水温降低了t℃；把甲拿出，设水量没有损失，也没有热量损失，再把乙投入水中，平衡后，水温降低了t℃，则（ ）
A. 甲的比热容大
B. 乙的比热容大
C. 甲、乙比热容一样大
D. 无法判断
19. 把质量为m、温度为t的铜块放入一杯质量为1kg、温度为0℃的水中，水的温度升高到t/5，若把质量为2m、温度为t的铜块投入质量为1kg、温度为0℃的水中（不考虑散热和容器吸收的热）达到热平衡时，可使水的温度（ ）
A. 升高t/3
B. 升高2t/3
C. 升高2t/5
D. 升高t/5
20. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种物体分别加热，则根据它们吸收的热量和升高的温度，在温度-热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图16-2所示，则甲的比热容和质量跟丙的比热容和质量相比，应是（ ）
A. 丙的比热容比甲的比热容大
B. 丙的比热容比甲的比热容小
C. 丙的质量比甲的质量大
D. 丙的质量比甲的质量小
21. 质量为m1的铜质量热器盛着质量为m2的水，它们的共同温度为t0，现将一块质量为m3、温度为t（t
22. 温度不同的两个物体相互接触后将发生热传递现象，当两物体达到热平衡状态时，它们的温度相同。若不计热量的损失，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。现有三种不同的液体A、B、C，它们的初温分别为15℃、25℃、35℃。当A和B液体混合并达到平衡状态，其平衡温度为21℃；当B和C液体混合并达到平衡状态时，其平衡温度为32℃。求A和C液体混合到到平衡时的平衡温度。
23. 质量相等的A和B两固体，它们的初温均为20℃。把A和B同时放入盛有沸水的大锅炉内后，它们分别以每克每秒12.6焦和每克每秒42焦的吸热速度吸收热量。已知A和B的比热容分别为2.1×103J/（kg·℃）和3.36×103J/（kg·℃），且在吸热过程中，A和B两个物体均未发生物态变化，10s后，求：（1）A物体的温度和它每克吸收的热量；（2）B物体的温度和它每克吸收的热量。
24. 已知冰的比热容为2.1×103J/（kg·K），冰的熔化热为3.36×105J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·K）。把质量为10g、温度为0℃的冰和质量为200g、温度为100℃的金属块同时投入质量为100g、温度为20℃的水中，当它们达到热平衡时，它们的共同温度为30℃。若不计热量损失，求金属块的比热容。
25. 将一勺热水倒入盛有一些冷水的保温容器内，使得冷水温度升高5℃。然后又向保温容器内倒入一勺热水，水的温度又上升了3℃。如果再连续倒入10勺同样的热水，则保温容器内的水温还得升高多少（保温容器吸收热量忽略不计）？
参考答案：
A 卷
1.相同热量；吸收相同的热量，升高的温度不同；比热；c；焦/（千克·℃）；焦每千克摄氏度
2.质量为1kg的水，温度每升高1℃，吸收的热量为4.2×103J；大
3.升高的温度
4.煤油的比热比水小，小于
5.相同，铝，铜
6. 8.4×1010
7.上海地区每天的温度变化小于兰州地区；上海是沿海地区，兰州是内陆地区，水的比热比泥沙石土大，在同样吸热的情况下，水的温度变化较小
8.D 9.C 10.D 11.B 12.D 13.C 14.B 15.B
16.D 17.B 18.C 19.B 20.B 21.C 22.C
23. 6.72×105J，3.6×104J
B 卷
1.Q/m（t0—t），Q/m（t0—t）
2.9:16
3.45℃
4.1:1
5.铝
6.C 7.A，C 8.D 9.B 10.A 11.A 12.D
13.D 14.D 15.A 16.D 17.D 18.B 19.A 20.BC
21.[(c1m1+c2m2)t0+c3m3t]/（c1m1+c2m2+c3m3）
22.30.6℃
23.（1）80℃，126J；（2）100℃，268.8J
24. 0.63×103J/（kg·℃）
25.8℃
相关学案
第10讲 杠杆 新版初中物理竞赛补充基础版讲练： 这是一份第10讲 杠杆 新版初中物理竞赛补充基础版讲练，文件包含第10讲杠杆新版初中物理竞赛补充基础版讲练-教师版docx、第10讲杠杆新版初中物理竞赛补充基础版讲练-学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共36页， 欢迎下载使用。
第9讲 力与运动 新版初中物理竞赛补充基础版讲练： 这是一份第9讲 力与运动 新版初中物理竞赛补充基础版讲练，文件包含第9讲力与运动新版初中物理竞赛补充基础版讲练-教师版docx、第9讲力与运动新版初中物理竞赛补充基础版讲练-学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共30页， 欢迎下载使用。
第1讲 测量 新版初中物理竞赛补充基础版讲练： 这是一份第1讲 测量 新版初中物理竞赛补充基础版讲练，文件包含第1讲测量新版初中物理竞赛补充基础版讲练-教师版docx、第1讲测量新版初中物理竞赛补充基础版讲练-学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共33页， 欢迎下载使用。
